DE4431379C2 - Running gear for rail vehicles - 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.The invention relates to a drive for rail travel witness where the bogie or vehicle frame over Spring elements on the wheel guided with longitudinal and transverse play supports the bearing set of the wheelset.

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.It is known that in rail vehicles, the high Ge speeds are suitable for achieving the running quality te the longitudinal rigidity of the wheel sets must be very high, d. H., the wheel sets must be guided taut in the longitudinal direction. In passenger coaches, this is e.g. B. by using a Handlebar, whose line of action through the center of the axle runs or through two handlebars that parallel the Force wheel set in vertical direction, solved. This Solutions bring with it that the wheelset is not can adjust more radially and thus the wear of the wheel and rail increased during bows. In recent years various railway administrations are increasingly demanding "track friend liche "drives, i.e. the wheel and rail wear is minimized by good radial adjustability of the wheel sets.

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.In DE 42 40 098 A1 a solution is shown that the An demands for tight wheelset guidance and radial adjustment availability fulfilled. This technical solution is very expensive 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.Damping designs are known from DE 39 04 203 A1, in which between the wheelset bearings of a wheelset and the other wheel set / or the other wheel sets longitudinal damper and either additional for damping the transverse movement Transverse dampers are arranged, or the transverse movements via Len core rods are also damped by the longitudinal dampers. With these arrangements, the relative rotational movements between wheelsets are damped, but they have that Disadvantage that a large number of dampers or expensive Handlebar linkage with high signs of wear applied  Need to become. In addition, DE 42 42 685 A1 a damping device for all three levels the axis guide known, in which the axis movements over fe axle rods under load are damped. This execution has the disadvantage, however, that it is in the cramped installation space is difficult to assemble.

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 werdenIt is also a wheelset bearing guide on a bogie according to CM 6 56 845 A5 and an axle guide for guiding iron Railway axes known from DE 40 10 824 A1, in which the for Sinus and arc run desired longitudinal adjustment of the wheel sets He arranged in the longitudinal direction elastic suspension arms should be enough. In both versions, the longitudinal movements are insignificant due to the natural damping of the rubber panels dampened. The turned on for the longitudinal movement of the wheel sets longitudinal spring constant is independent of the speed This longitudinal movement is always the same. For high speed However, the longitudinal spring constant must be large and suitable for the radial adjustment required for low-wear sheet travel the wheelsets are small. Since only one shot of the cx value is possible can with these known wheelset steering only drives for high speeds or only for a low-wear sheet run

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.The object of the invention is to provide a drive for rail vehicles ge to create that by special design of the linkage and damping the axle guide high speeds and low Ge wheelset and track stresses, especially in smaller ones Track bends while reducing construction costs light.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegen­ standes gehen aus den Unteransprüchen hervor.The object is achieved by the features of the patent claim 1 solved. Advantageous developments of the invention counter standes from the subclaims.

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.That on both sides carry the bogie or vehicle frame via spring elements de wheelset bearing housing is a solution according to the invention on the side with a defined distance above or below articulated in the middle of the axle, almost carda at both ends niche axle links with the bogie or vehicle  frame connected. The cardanic bearing points both wear and maintenance-free (e.g. with silent bushings) or also as friction damping (e.g. with pre stretched spherical segments) can be used.

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.To dampen the movements of the one-sided with one in the defi distance below or above the horizontal axis te articulated at both ends Axle links connected to the bogie or vehicle frame NEN wheelset bearing housing can have another feature the invention preferably outside the vertical axis center Vertical shock absorbers inclined vertically or to the vertical or the longitudinal or Cross damper be arranged. The combination is also the mentioned three types of damping possible with each other.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der Zeichnun­ gen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in:An embodiment of the invention is based on the drawing gene are explained in more detail. The drawings show in:

Fig. 1 die Seitenansicht des Laufwerkes, Fig. 1 is a side view of the drive,

Fig. 2 die schematische Seitenansicht mit zusätzlichem Längs­ dämpfer. Fig. 2 shows the schematic side view with additional longitudinal damper.

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.According to Fig. 1 and Fig. 2 6 of the bogie and the vehicle is provided at least one vertical shock absorber 3 for each wheel set bearing housing 5 to the frame. The vertical shock absorber 3 is arranged between the vertical axis center 1 and the axle coil spring center 2 of the coil spring 9 either perpendicularly or at an angle to the vertical. With the size of the angle, it is known that the damping component of the vertical damper 3 can vary in the horizontal transverse direction. If necessary, the transverse damping, as shown in Fig. 1, by a separate transverse damper 15 , which is arranged between the Radsatzla housing 5 and frame 6 , can be realized. A wishbone 10 is arranged in the vehicle longitudinal direction in a gimbal African bearing point 12 on the wheelset bearing housing 5 and in a gimbal bearing point 13 on the frame 6 so that its line of action 11 runs at a distance a to the horizontal center axis 4 . By changing the distance a, the longitudinal rigidity of the guidance of the wheel set 7 and thus the running behavior of the vehicle and the wear between wheel and rail can be influenced.

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.The increase in longitudinal stiffness is achieved by the following operating principle: The wheel set 7 moves sinusoidally while the rail vehicle is traveling in the track (track channel). The wheel set 7 is deflected from its normal position. In a conventional rail vehicle, the spring components counteract this deflection in the longitudinal direction.

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.In a vehicle which is equipped according to the invention with Achslen core 10 , in addition to the existing longitudinal rigidity of the springs, another force component for increasing the longitudinal forces for the deflection of the wheelset 7 is used. This further component arises from the fact that the wheel set 7 must reach the position 8 (wheel set deflected), the wheel set bearing housing 5 , which is coupled to the frame 6 via the axle control arm 10 , and thus the vertical elements must be removed or removed by the amount f deflect. The resulting pair of forces generates a moment that causes the resetting of the wheel set 7 in the theoretical vertical axis center 1 . The magnitude of this restoring torque is dependent on the vertical distance a between the horizontal center 4 and the force line 11 of the axle control arm 10 . The smaller the distance a, the greater the longitudinal rigidity of the guidance of the wheel set 7 . According to a further feature of the invention, the rotary movements of the wheelset bearing housing 5 are arranged via the vertical shock absorber fer 3 offset from the vertical center of the axle 1 perpendicularly or at an angle to the vertical and / or via the friction bearings designed as friction dampers 12 and 13 of the wishbones 10 (e.g. B. pre-tensioned spherical segments) damped. To dampen these movements, the arrangement of a longitudinal damper 14 offset in height from the axle control arm 10 is also conceivable according to the invention. Between wheel set bearing housing 5 and frame 6 , a transverse damper 15 is also conveniently provided.

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.1. Drive for rail vehicles, in which the bogie or vehicle frame is supported by spring elements on the longitudinal and transverse play of the wheelset bearing housings of the wheelset, characterized in that between the frame ( 6 ) and the wheelset bearing housing ( 5 ) on one side, above or below the horizontal Axle center ( 4 ) is an approximately horizontal axle control arm ( 10 ) with gimbal-shaped kig-shaped bearing points ( 12 ; 13 ) is arranged, the line of force ( 11 ) at a distance (a) to the horizontal axis center ( 4 ) and that to dampen the through the one-sided and to the horizontal axle center ( 4 ) offset axle assembly resulting rotary movements of the wheel set bearing housing ( 5 ) preferably offset from the vertical axle center ( 1 ), arranged vertically or at an angle to the vertical inclined vertical shock absorber ( 3 ) and / or the articulated Bearing points ( 12 ; 13 ) at the same time as a friction damper au are educated. 2. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Höhe zum Achslenker (10) versetzt ein Längsdämpfer (14) angeordnet ist.2. Drive according to claim 1, characterized in that a longitudinal damper ( 14 ) is arranged offset in height to the axle guide ( 10 ). 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.3. Drive according to claim 1, characterized in that inter mediate wheelset bearing housing ( 5 ) and frame ( 6 ) of the Drehge stells or vehicle, a transverse damper ( 15 ) is arranged.