EP0288589A1 - Strassenbahn-Leichtbautriebwagen mit gelenkten angetriebenen oder mitlaufenden Einzelradfahrwerken und durchgehendem Niedrigfussboden für Einstufeneinstieg - Google Patents

Strassenbahn-Leichtbautriebwagen mit gelenkten angetriebenen oder mitlaufenden Einzelradfahrwerken und durchgehendem Niedrigfussboden für Einstufeneinstieg Download PDF

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    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles

Definitions

  • the invention relates to all devices according to the preamble of claim 1 and the integrated compact design.
  • the known rail vehicles are designed as bogie or bogie structures.
  • the height of the car floor above the top edge of the rail is decisively determined by the wheel diameter and chassis design.
  • the design constraints are, in addition to the engine and transmission height, the central axis position that influences everything.
  • the entrances have up to four steps, which can only be overcome with great difficulty by older people, disabled people and mothers with prams or luggage.
  • the path resistances are increased in such a way that, for example in local transport, the car turnaround times are extended unproductively.
  • the arrangement of elevated platforms usually differs for tram systems in public. Street space.
  • the invention specified in claims 1-5 is based on the object of avoiding the disadvantages of known constructions described above and of creating an attractive large-capacity means of transport with a low floor and a single-stage entry for the passenger.
  • the tangential steering of the wheels into the bend avoids the considerable wear on the wheel and rail and eliminates the environmental influence of friction and noise - curve screeching - especially with small track radii in tram and light rail systems.
  • FIG. 1 The vertical section of the steered and driven single wheel with wheel guide rocker.
  • the car body (1) with the continuous low car floor (4) is supported by spring-loaded wheel guide rockers (6) with the steered, driven or non-driven, individual wheels (3).
  • the rockers are designed as box-shaped, torsion-resistant supports, which e.g. can be made of steel, light metal or carbon fiber reinforced plastic. They are installed in wheel arches (2) and connected on one side to the carriage body (1) by means of pedestals. The wheel arches (2) are built over by passenger seats, with the free passage remaining sufficiently dimensioned.
  • the vertical section of the single wheel drive shows the complete integration of the components.
  • the wheel (3) with the wheel carrier (9) is horizontally pivoted in vertical slide or roller bearings (12).
  • the wheel carrier (9) receives the motor (10) and is closed with the bearing cover (13). This is provided with a toothing for receiving the outer central wheel of the planetary gear (11).
  • the high-speed, oil-lubricated roller bearings (14, 14 ⁇ ) for the motor shaft (15) are arranged in the wheel carrier (9) and the bearing cover (13). This carries the toothing of the inner central wheel on the transmission side and the brake hub (16) with brake disc on the inner carriage side.
  • the brake yoke (17) is also fastened to the holder on the pivotable wheel carrier (9).
  • the high-speed roller bearing (14 ⁇ ) is lubricated by dynamic pressure oil. The dynamic pressure is generated by the circumferential oil ring between the wheel carrier (9) and the circumferential wheel hub (18) on a accumulation device (19) working in both directions of rotation.
  • the oil is fed to the bearing (14 ⁇ ) through a hole in the wheel carrier (9).
  • a standpipe (20) with a return hole ensures the necessary and constant oil level.
  • the wheel hub (18) with the spring elements and the pressed-on wheel tire is also mounted on the wheel carrier (9).
  • the wheel hub (18) is connected to the planetary gear (11).
  • both parts are provided with cooling fins on the outside and made of light metal.
  • the planetary gear (11) is vented by means of a vent screw (21) inserted in the center, which dips with its air tube into an outwardly conical bore in the motor shaft (15). This protects it from splash oil at all speeds.

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Abstract

Das mit dem Wagenkasten (1) konstruktiv integrierte Einzelradfahrwerk verzichtet auf die im Schienenfahrzeugbau bisher angewandte Technik autonomer Spurführungs-Fahrwerks- und -Tragelemente mit ihren kritischen Drehbereichen sowie den aufwendigen primären und sekundären Federeinrichtungen. Der Wegfall von Radsatzachsen, selbständiger Drehgestell- oder Fahrwerksrahmen läßt durch den Funktionsübergang der Spurhaltung auf den Wagenkasten im Zusammenwirken mit den gelenkten Einzelradfahrwerken und ihren zugeordneten Federerlementen extreme Leichtbaukonstruktionen des Gesamtfahrzeugs zu. Durch die Anordnung der in einer Radführungsschwinge (6) innen gelagerten und tangential zum Gleisbogenhalbmesser lenkbaren Räder (3) in seitlichen Radkästen (2) ist die Absenkung des Wagenbodens unter die Radmittenebene möglich. Dadurch können Schienenfahrzeuge mit in Wagenlängsrichtung durchgehenden Niedrigfußböden (4) und Einstufeneinstiegen (5) gebaut werden. Das hier gewählte Konstruktionsprinzip führt zu einer wesentlichen Reduzierung des Wagenleergewichtes und mindert damit den Energieeinsatz für den Antrieb. Durch diese über die Wagenkastenkonstruktion fixierte Radführung und Spurhaltung mit einer begrenzten elastischen Spurtoleranz wird, im Zusammenwirken mit der tangentialen Einsteuerung der Räder, das Wagenlaufverhalten verbessert und die Fahrgeräuschentwicklung besonders im kleinen Gleisbogen entscheidend gesenkt. Die Rollwiderstände werden hierdurch minimiert und der Verschleiß an Rad und Schiene wesentlich reduziert.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf alle Einrichtungen gemäß dem Ober­begriff des Patentanspruches 1 und die integrierte Kompaktbauweise.
  • Die bekannten Schienenfahrzeuge sind als Fahr- oder Drehgestellkon­struktionen konzipiert. Die Höhe des Wagenbodens über Schienenober­kante wird hierbei entscheidend durch die Raddurchmesser und Fahr­werksausbildung bestimmt. Die konstruktiven Zwangspunkte sind neben der Motor- und Getriebebauhöhe die alles beeinflussende Achsmitten­lage. Zur Überwindung dieser Niveaudifferenz besitzen die Einstiege bis zu vier Stufen, die von älteren Personen, Behinderten und Müttern mit Kinderwagen oder Gepäck nur mit großen Schwierigkeiten überwunden werden können. Hierdurch werden die Wegwiderstände derartig vergrößert, daß z.B. im Nahverkehr die Wagenumlaufzeiten unproduktiv verlängert werden. Die Anordnung von Hochbahnsteigen scheidet in der Regel für Straßenbahnsysteme in öffentl. Straßenraum aus.
  • Andere bekannt gewordene Fahrzeugkonstruktionen mit Einzelrad­antrieben, wie z.B. die EPA-Patentanmeldung: 0 60 000 / B 1 und die DP-Anmeldung: P 27 11 646.7 21 unterscheiden sich von der vorgelegten Erfindung dadurch, daß die von ACEC, BN und CRTH - Belgien - entwickelte Fahrzeugkonstruktion für automatische Nahverkehrssysteme vorgesehen ist und die Anordnung der Spur­führung sowie der Einbau der Antriebe einen Niedrigfußboden nicht zulassen. Die in der Auslegeschrift 27 11 646 bezeichnete Erfindung eines Gliederzuges für den öffentl. Personentransport verfolgt die Lösung eines Niedrigeinstieges unter Aufgabe des durchgehend abzufertigenden und zu überwachenden Großraumfahr­zeuges. Der zuverlässige und ruhige Wagenlauf von Gliederkabinen mit kurzen Radständen und Einpunktkupplung der Wagenteile reicht für die Beanspruchungen im öffentl. Personennahverkehr nicht aus.
  • Der in den Patentansprüchen 1 - 5 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Nachteile bekannter Konstruktionen zu vermeiden und für den Fahrgast ein attraktives Großraumverkehrsmittel mit niedrigem Fußboden und einstufigem Ein­stieg zu schaffen. Die tangentiale Einlenkung der Räder in die Bogenfahrt vermeidet den erheblichen Verschleiß an Rad und Schiene und beseitigt den umweltbeeinflussenden Reib- und Geräuscheffekt - Kurvenkreischen - besonders bei kleinen Gleisradien in Straßen- und Stadtbahnsystemen.
  • Der erzielbare Leichbau durch ein geändertes Konstruktions­prinzip der Lauf-, Antriebs-, Trag- und Führlungselemente führt zu einer entscheidenden Verminderung des Rollwiderstandes des Wagen und damit des Verbrauchs von Antriebsenergie.
  • Im Folgenden wird der Erfindungsgedanke anhand von Ausführungs­beispielen erläutert.
  • Es zeigt Fig. 1 : Den Vertikalschnitt des gelenkten und angetriebenen Einzelrades mit Radfüh­rungssschwinge.
  • Der Wagenaufbau (1) mit dem durchgehenden Niedrigwagenboden (4) stützen sich über gefederte Radführungsschwingen (6) mit den ge­lenkten, angetriebenen oder nicht angetriebenen, Einzelrädern (3) auf diese ab. Die Schwingen sind als kastenförmige, verdrehungs­steife Träger ausgebildet, die z.B. aus Stahl, Leichtmetall oder kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt werden können. Sie sind in Radkästen (2) eingebaut und einseitig mit dem Wagen­aufbau (1) durch Lagerböcke verbunden. Die Radkästen (2) werden durch Fahrgastsitze überbaut, wobei der freie Durchgang ausreichend bemessen bleibt.
  • Der Vertikalschnitt des Einzelradantriebes läßt die völlige In­tegrierung der Bauteile erkennen. Im Mittelteil der Schwinge (6) ist das Rad (3) mit dem Radträger (9) in vertikalen Gleit- oder Wälzlagern (12) horizontal schwenkbar angeordnet. Der Radträger (9) nimmt den Motor (10) auf und ist mit dem Lagerdeckel (13) ver­schlossen. Dieser ist mit einer Verzahnung zur Aufnahme von dem äußeren Zentralrad des Planetengetriebes (11) versehen. Im Radträger (9) und dem Lagerdeckel (13) sind die schnellaufenden und ölgeschmierten Wälzlager (14,14ʹ) für die Motorwelle (15) an­geordnet. Diese trägt auf der Getriebeseite die Verzahnung des inneren Zentralrades und auf der inneren Wagenseite die Bremsnabe (16) mit Bremsscheibe. An dem schwenkbaren Radträger (9) ist auch des Bremsjoch (17) mit dem Halter befestigt. Die Schmierung des schnellaufenden Wälzlagers (14ʹ) erfolgt durch Staudrucköl. Der Staudruck wird durch den umlaufenden Ölring zwischen dem Radträger (9) und der umlaufenden Radnabe (18) an einer in beiden Dreh­richtungen arbeitenden Stauvorrichtung (19) erzeugt.
  • Durch eine Bohrung im Radträger (9) wird das Öl dem Lager (14ʹ) zugeführt. Ein Standrohr (20) mit Rücklaufbohrung sorgt für den erforderlichen und gleichbleibenden Ölstand. Auf dem Radträger (9) ist ebenfalls die Radnabe (18) mit den Feder­elementen und dem aufgepreßten Radreifen gelagert. Die Radnabe (18) ist mit dem Planetengetriebe (11) verbunden. Zur besseren Wärmeabfuhr sind beide Teile außen mit Kühlrippen versehen und aus Leichtmetall gefertigt. Die Entlüftung des Planetengetriebes (11) geschieht über eine mittig eingesetzte Entlüftungsschraube (21), die mit ihrem Luft­rohr in eine nach außen konische Bohrung der Motorwelle (15) ein­taucht. Sie ist hierdurch bei allen Drehzahlen vor Spritzöl ge­schützt.

Claims (5)

1. Leichtbauschienenfahrzeug, insbesondere für den Personennahverkehr, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagenaufbau auf gelenkte Einzelräder (3), angetrieben oder mitlaufend, abgestützt ist und durch Wegfall der Rad­sätze und Drehgestelle ein Niedrigwagenboden (4) zwischen den Rädern angeordnet wird. (Fig.1)
2. Leichtbauschienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelräder (3) in seitlich im Wagenaufbau angeordnete Rad­kästen (2) fest mit der Gesamtkonstruktion verbunden sind und im Wageninnern in Längsrichtung zwischen den Einbauten der Radkästen (2) ein ausreichender Durchgang freigehalten wird und der Niedrigwagen­boden (4) soweit abgesenkt ist, daß bequem zu besteigende Einstufen­einstiege (5) vom Schienenniveau aus entstehen.
3. Leichtbauschienenfahrzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß durch Wegfall der Radsatzachsen, der Lauf- oder Dreh­gestelle, der Drehkränze, Wiegen und Drehpfannen das Wagenleergewicht wesentlich reduziert wird.
4. Lenkbare Einzelräder (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese - angetrieben oder nicht angetrieben - in einer Rad­führungsschwinge (6) mit horizontal schwenkbar gelagertem Radträger (9), der beim Treibad den Motor (1) und Planeten-Getriebe (11) sowie die Bremsscheibe (16) mit Bremsjoch (17) und die Lenkanordnung mit Lenkhebel, Stellglied, Spurstange und Spurhebeln in einer in­tegrierten Einheit zusammenfaßt, wobei das schnellaufende auf der Bremsscheibenseite liegende Wälzlager (14ʹ) des Motors (10) durch Stardrucköl geschmiert und das Planetengetriebe (11) durch eine mittig angeordnete Entlüftungsschraube (21), die mit ihrem Luft­rohr in eine nach außen konische Bohrung in der Motorwelle (15) bzw. des inneren Zahnrades eintaucht, entlüftet wird.
5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rad­führungsschwinge (6) über Lagerböcke und eine Luftfeder vertikal beweglich und horizontal elastisch mit dem Wagenaufbau spurtreu verbunden ist und der Radstand optimal für den Wagenlauf in einer vorgegebenen Hüllkurve festgelegt werden kann.
EP87106092A 1985-10-30 1987-04-27 Strassenbahn-Leichtbautriebwagen mit gelenkten angetriebenen oder mitlaufenden Einzelradfahrwerken und durchgehendem Niedrigfussboden für Einstufeneinstieg Expired - Lifetime EP0288589B1 (de)

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