DE4431379C2 - Laufwerk für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufwerk für Schienenfahr­ zeuge, bei dem der Drehgestell- oder Fahrzeugrahmen sich über Federelemente auf den mit Längs- und Querspiel geführten Rad­ satzlagergehäusen des Radsatzes abstützt.

Es ist bekannt, daß bei Schienenfahrzeugen, die für hohe Ge­ schwindigkeiten geeignet sind, zur Erreichung der Laufgütewer­ te die Längssteifigkeit der Radsätze sehr groß sein muß, d. h., die Radsätze müssen in Längsrichtung straff geführt werden. Bei Reisezugwagen wird das z. B. durch die Verwendung eines Lenkers, dessen Kraftwirkungslinie durch den Achsmittelpunkt verläuft oder durch zwei Lenker, die eine Parallelführung des Radsatzes in vertikaler Richtung erzwingen, gelöst. Diese Lösungen bringen aber mit sich, daß der Radsatz sich nicht mehr radial einstellen kann und damit den Verschleiß von Rad und Schiene bei Bogenfahrten erhöht. In den letzten Jahren fordern verschiedene Bahnverwaltungen verstärkt "gleisfreund­ liche" Laufwerke, d. h., daß der Rad- und Schienenverschleiß durch gute Radialeinstellbarkeit der Radsätze minimiert wird.

In der DE 42 40 098 A1 wird eine Lösung aufgezeigt, die die An­ forderungen nach straffer Radsatzführung und radialer Einstell­ barkeit erfüllt. Diese technische Lösung ist aber sehr aufwen­ dig.

Nach der DE 39 04 203 A1 sind Dämpfungsausführungen bekannt, bei denen zwischen den Radsatzlagern des einen Radsatzes und dem anderen Radsatz/oder den anderen Radsätzen Längsdämpfer und für die Dämpfung der Querbewegung entweder zusätzliche Querdämpfer angeordnet sind, oder die Querbewegungen über Len­ kergestänge durch die Längsdämpfer mitbedämpft werden. Mit diesen Anordnungen können die relativen Drehbewegungen zwi­ schen den Radsätzen zwar gedämpft werden, sie haben aber den Nachteil, daß eine große Anzahl von Dämpfern oder aufwendige Lenkergestänge mit hohen Verschleißerscheinungen angewendet werden müssen. Darüber hinaus ist durch die DE 42 42 685 A1 eine in allen drei Ebenen wirkende Dämpfungseinrichtung für die Achsführung bekannt, bei der die Achsbewegungen über fe­ dernd belastete Achslenker gedämpft werden. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß sie in dem beengten Einbauraum schwer montierbar ist.

Es ist ferner eine Radsatzlagerführung an einem Drehgestell nach CM 6 56 845 A5 und ein Achslenker für Führung von Eisen­ bahnachsen nach DE 40 10 824 A1 bekannt, bei denen die für den Sinus- und Bogenlauf gewünschte Längseinstellung der Radsätze über in Längsrichtung angeordnete elastische Achslenker er­ reicht werden soll. Bei beiden Ausführungen werden die Längsbe­ wegungen nur unwesentlich durch die Eigendämpfung der Gummiele­ mente gedämpft. Die für die Längsbewegung der Radsätze einge­ stellte Längsfederkonstante ist unabhängig von der Geschwindig­ keit dieser Längsbewegung immer gleich. Für hohe Geschwindig­ keiten muß jedoch die Längsfederkonstante groß und für die für den verschleißarmen Bogenlauf erforderliche Radialeinstellung der Radsätze klein sein. Da jeweils nur eine Einstellung des cx-Wertes möglich ist, können mit diesen bekannten Radsatzan­ lenkungen nur Laufwerke für hohe Geschwindigkeiten oder nur für einen verschleißarmen Bogenlauf ausgeliefert werden

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Laufwerk für Schienenfahrzeu­ ge zu schaffen, daß durch besondere Gestaltung der Anlenkung und Dämpfung der Achsführung hohe Geschwindigkeiten und gerin­ ge Radsatz- und Gleisbeanspruchungen besonders in kleineren Gleisbögen bei gleichzeitiger Reduzierung der Baukosten ermög­ licht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegen­ standes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Das beidseitig über Federelemente den Drehgestell- oder Fahrzeugrahmen tragen­ de Radsatzlagergehäuse ist nach der Lösung gemäß Erfindung ein­ seitig mit einem im definierten Abstand unter- oder oberhalb der Achsmitte angelenkten, an beiden Enden annähernd karda­ nisch gelagerten Achslenker mit dem Drehgestell- oder Fahrzeug­ rahmen verbunden. Dabei können die kardanischen Lagerpunkte sowohl verschleiß- und wartungsfrei ausgeführt werden (z. B. mit Silentbuchsen) oder auch als Reibdämpfung (z. B. mit vorge­ spannten Kugelsegmenten) genutzt werden.

Zur Dämpfung der Bewegungen des einseitig mit einem im defi­ nierten Abstand unter- oder oberhalb der horizontalen Achsmit­ te angelenkten an beiden Enden annähernd kardanisch gelagerten Achslenkers mit dem Drehgestell- oder Fahrzeugrahmen verbunde­ nen Radsatzlagergehäuses können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorzugsweise außerhalb der vertikalen Achsmitte senkrecht oder zur Senkrechten geneigte Vertikalstoßdämpfer oder in der Höhe zum Achslenker versetzt liegende Längs- bzw. Querdämpfer angeordnet sein. Auch ist die Kombination der genannten drei Dämpfungsarten untereinander möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der Zeichnun­ gen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 die Seitenansicht des Laufwerkes,

Fig. 2 die schematische Seitenansicht mit zusätzlichem Längs­ dämpfer.

Nach Fig. 1 und Fig. 2 ist an dem Rahmen 6 des Drehgestelles bzw. des Fahrzeuges für jedes Radsatzlagergehäuse 5 mindestens ein Vertikalstoßdämpfer 3 vorgesehen. Der Vertikalstoßdämpfer 3 ist zwischen vertikaler Achsmitte 1 und Achsschraubenfeder­ mitte 2 der Schraubenfeder 9 entweder senkrecht oder in einem Winkel zur Senkrechten geneigt angeordnet. Mit der Größe des Winkels läßt sich bekannterweise der Dämpfungsanteil des Verti­ kaldämpfers 3 in der horizontalen Querrichtung variieren. Im Bedarfsfall kann die Querdämpfung, wie in Fig. 1 dargestellt, durch einen separaten Querdämpfer 15, der zwischen Radsatzla­ gergehäuse 5 und Rahmen 6 angeordnet ist, verwirklicht werden. Ein Achslenker 10 ist in Fahrzeuglängsrichtung in einem karda­ nischen Lagerpunkt 12 am Radsatzlagergehäuse 5 und in einem kardanischen Lagerpunkt 13 am Rahmen 6 so angeordnet, daß seine Kraftwirkungslinie 11 im Abstand a zur horizontalen Achsmitte 4 verläuft. Durch die Veränderung des Abstandes a läßt sich die Längssteifigkeit der Führung des Radsatzes 7 und damit das Laufverhalten des Fahrzeuges sowie der Verschleiß zwischen Rad und Schiene beeinflussen.

Die Erhöhung der Längssteifigkeit wird dabei durch folgendes Wirkprinzip erreicht: Der Radsatz 7 bewegt sich während der Fahrt des Schienenfahrzeuges im Gleis (Spurkanal) sinusförmig. Dabei wird der Radsatz 7 aus seiner Normalstellung ausgelenkt. Bei einem herkömmlichen Schienenfahrzeug wirken die Federkompo­ nenten in Längsrichtung dieser Auslenkung entgegen.

Bei einem Fahrzeug, das entsprechend der Erfindung mit Achslen­ kern 10 ausgerüstet ist, wird zusätzlich zur vorhandenen Längs­ steifigkeit der Federn eine weitere Kraftkomponente zur Erhö­ hung der Längskräfte für die Auslenkung des Radsatzes 7 ge­ nutzt. Diese weitere Komponente entsteht dadurch, daß der Radsatz 7 zur Erreichung der Stellung 8 (Radsatz ausgelenkt) das Radsatzlagergehäuse 5, das über den Achslenker 10 an den Rahmen 6 gekoppelt ist, verdrehen muß und damit die Vertikalfe­ derelemente um den Betrag f aus- bzw. einfedern. Das dabei entstehende Kräftepaar erzeugt ein Moment, das die Rückstel­ lung des Radsatzes 7 in die theoretische vertikale Achsmitte 1 bewirkt. Die Größe dieses Rückstellmomentes ist abhängig vom senkrechten Abstand a zwischen horizontaler Achsmitte 4 und der Kraftwirkungslinie 11 des Achslenkers 10. Je geringer der Abstand a, desto größer wird die Längssteifigkeit der Führung des Radsatzes 7. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Drehbewegungen der Radsatzlagergehäuse 5 über die versetzt zur vertikalen Achsmitte 1 senkrecht oder in einem Winkel zur Senkrechten geneigt angeordneten Vertikalstoßdämp­ fer 3 und/oder über die als Reibungsdämpfer ausgebildeten kar­ danischen Lagerpunkte 12 und 13 der Achslenker 10 (z. B. vorge­ spannte Kugelsegmente) bedämpft. Auch ist zur Dämpfung dieser Bewegungen die Anordnung eines in der Höhe zum Achslenker 10 versetzt liegenden Längsdämpfers 14 erfindungsgemäß denkbar. Zwischen Radsatzlagergehäuse 5 und Rahmen 6 ist außerdem zweck­ mäßiger Weise ein Querdämpfer 15 vorgesehen.

Claims (3)

1. Laufwerk für Schienenfahrzeuge, bei dem der Drehgestell- oder Fahrzeugrahmen sich über Federelemente auf den mit Längs- und Querspiel geführten Radsatzlagergehäusen des Radsatzes abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rahmen (6) und Radsatzlagergehäuse (5) einseitig, oberhalb oder unterhalb der horizontalen Achsmitte (4) ein annähernd horizontal liegender Achslenker (10) mit kardanisch gelen­ kig ausgebildeten Lagerpunkten (12; 13) angeordnet ist, dessen Kraftwirkungslinie (11) im Abstand(a)zur horizonta­ len Achsmitte (4) verläuft und daß zur Dämpfung der durch die einseitige und zur horizontalen Achsmitte (4) versetzte Achslenkeranordnung entstehenden Drehbewegungen des Radsatz­ lagergehäuses (5) vorzugsweise ein zur vertikalen Achsmitte (1) versetzt, senkrecht oder in einem Winkel zur Senkrech­ ten geneigter Vertikalstoßdämpfer (3) angeordnet ist und/oder die gelenkig ausgebildeten Lagerpunkte (12; 13) gleich­ zeitig als Reibdämpfer ausgebildet sind.

2. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Höhe zum Achslenker (10) versetzt ein Längsdämpfer (14) angeordnet ist.

3. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen Radsatzlagergehäuse (5) und Rahmen (6) des Drehge­ stells bzw. Fahrzeuges ein Querdämpfer (15) angeordnet ist.