EP0420801B1

EP0420801B1 - Schienenfahrzeug

Info

Publication number: EP0420801B1
Application number: EP90810702A
Authority: EP
Inventors: Alberto Cortesi
Original assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Current assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1993-11-10
Anticipated expiration: 2010-09-17
Also published as: EP0420801A1; ATE97072T1; ES2046764T3; DE59003451D1; ZA906623B

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Fahrzeugkasten und mindestens zwei Drehgestellen, welche je zwei Radsätze mit in seitlichen Achslagern gelagerten Achsen und einen Drehgestellrahmen enthalten, der auf den Achslagern über zumindest in Drehgestell-Längsrichtung nachgiebige Stützelemente abgestützt ist, wobei jede Achse zusätzlich in einem auf ihr abgestützten Führungsteil gelagert ist und die beiden Führungsteile mit dem Fahrzeugkasten über zum Uebertragen von Zug- und oder Bremskräften geeignete Verbindungsmittel gekoppelt sind, welche jeweils eine von diesen Zug- und/oder Bremskräften unabhängige, zumindest annähernd radiale Einstellung der Achsen bezüglich einer zu durchfahrenden Kurve zulassen.
Bei einem aus der CH-PS 670 228 bekannten Schienenfahrzeug der genannten Art sind die Führungsteile je durch ein auf dem betreffenden Radsatz abgestütztes Gehäuse einer Antriebseinrichtung gebildet. Die Gehäuse sind im Drehgestellrahmen je über ein Hängependel und zwei in Drehgestell-Längsrichtung gegen die Achse hin konvergierende Lenker um eine Hochachse schwenkbar gehalten. Durch diese an den Gehäusen angreifenden Lenkerpaare sind die Achsen der Radsätze jeweils im wesentlichen radial zur durchfahrenen Kurve einstellbar geführt. Die Achslager sind durch horizontal auslenkbare Federn geführt, welche von den Zug- und Bremskräften nicht beansprucht sind. Die Zug- und Bremskräfte werden über das Gehäuse und die Lenkerpaare auf den Drehgestellrahmen und von diesem - über einen Drehzapfen oder eine Tiefzugvorrichtung - auf den Fahrzeugkasten übertragen. Entsprechend wird somit jeweils eine von den Zug- und Bremskräften unabhängige Winkeleinstellung der Radsätze je um die durch den Schnittpunkt der verlängert gedachten Längsachsen des Lenkerpaares bestimmte Hochachse erzielt. Aus der genannten Patentschrift ist auch eine Querkupplungseinrichtung mit einem zwischen den beiden Gehäusen angeordneten Querlenker bekannt, über den die Gehäuse je in entgegengesetztem Drehsinn um die betreffende Hochachse drehbar gekuppelt sind. Bei dieser bekannten Ausführung bilden die Lenkerpaare eine in Drehgestell-Längsrichtung im wesentlichen starre Verbindung zwischen jedem der Radsätze und dem Drehgestellrahmen, welcher somit ausser den vertikalen Stützkräften und den Querkräften auch die relativ grossen Zug- und Bremskräfte aufnehmen muss. Die bekannte Ausführung erfordert daher eine insbesondere in Längsrichtung relativ steife und entsprechend schwere Konstruktion des Drehgestellrahmens.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Weiterentwicklung der eingangs genannten Ausführung, ein insbesondere in dieser Hinsicht verbessertes Schienenfahrzeug mit einer vereinfachten Führungsanordnung für die Radsätze und einem von den Zug- und Bremskräften im wesentlichen unbeanspruchten, in leichter Bauweise ausführbaren Drehgestellrahmen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Verbindungsmittel pro Drehgestell je einen einzigen, am Fahrzeugkasten und an einem der Führungsteile raumbeweglich angelenkten Längslenker und zwei je mit einem der Führungsteile starr verbundene, einander entgegengerichtete deichselartige Anschlussteile enthalten, welche über eine gelenkartige Verbindung raumbeweglich schwenkbar miteinander kraftschlüssig gekoppelt sind und welche über einen zur Uebertragung von Stützkräften geeigneten Tragteil relativ zum Fahrzeugkasten in Querrichtung auslenkbar gehalten sind.
Beim erfindungsgemäss ausgeführten Fahrzeug werden die Zug- und/oder Bremskräfte der Radsätze über die Anschlussteile und den Längslenker unmittelbar auf den Fahrzeugkasten übertragen, so dass der Drehgestellrahmen bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges keine nennenswerte Beanspruchung durch Längskräfte erfährt, und bei Kurvenfahrt lediglich durch der jeweiligen Winkelstellung der Radsätze entsprechende, relativ geringe Rückstellkräfte der mit den Achslagern verbundenen Stützelemente beansprucht wird. Die erfindungsgemässe Konstruktion gestattet die Verwendung von in Drehgestell-Längsrichtung relativ weichen Stützelementen, welche im wesentlichen ungehinderte, von Zug- und Bremskräften unbeeinflusste Einstellbewegungen der Radsätze zulassen. Der Drehgestellrahmen ist somit hauptsächlich für die Aufnahme von vertikalen Stützkräften und von Querkräften auszulegen. Dies gestattet eine relativ leichte Ausführung des Drehgestellrahmens. Die miteinander gekoppelten Anschlussteile bilden eine einfache Führungseinrichtung mit wenigen beweglichen Teilen und entsprechend wenigen Anlenkstellen. Durch diese Anschlussteile wird bei einer Ausdrehung des bei Kurvenfahrt vorlaufenden Radsatzes in eine annähernd radiale Stellung eine gleich grosse Ausdrehung des nachfolgendes Radsatzes in die entgegengesetzte Drehrichtung erzwungen. Durch die erfindungsgemässe Konstruktion ist ferner eine dynamische Entkoppelung des Drehgestellrahmens vom Fahrzeugkasten erzielbar, so dass insbesondere unerwünschte Nickbewegungen des Drehgestellrahmens verhindert werden.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen nach der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1: ein erfindungsgemäss ausgebildetes Schienenfahrzeug mit zweiachsigen Drehgestellen in einer Seitenansicht;
Fig. 2: ein Drehgestell des Schienenfahrzeuges nach Fig. 1 in einem Teillängsschnitt entsprechend der Linie II-II in Fig. 3 und in einer grösseren Darstellung;
Fig. 3: das Drehgestell nach Fig. 2 in einer Draufsicht mit Teilschnitt;
Fig. 4: eine Einzelheit des Drehgestells nach Fig. 3 in einem Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3 in einer grösseren Darstellung;
Fig. 5 und 6: entsprechende Einzelheiten von Drehgestellen, je in einer anderen Ausführungsform und je in einer der Fig. 4 entsprechenden Darstellung;
Fig. 7: eine entsprechende Einzelheit eines Schienenfahrzeuges in einer abgewandelten Ausführungsform, in einer der Fig. 4 entsprechenden Darstellung;
Fig. 8: eine weitere Einzelheit eines Schienenfahrzeuges in einer abgewandelten Ausführungsform, in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung;
Fig. 9: ein Drehgestell in einer weiteren abgewandelten Ausführungsform in einer Draufsicht mit Teilschnitt;
Fig. 10: eine Einzelheit des Drehgestells nach Fig. 9 in einen Schnitt entsprechend der Linie X-X in Fig. 9;
Fig. 11: ein Drehgestell in einer weiteren abgewandelten Ausführungsform in einer Draufsicht;
Fig. 12: eine Einzelheit des Drehgestells nach Fig. 11 in einem Schnitt entsprechend der Linie XII-XII in Fig. 11;
Fig. 13 und 14: weitere Drehgestelle je in einer abgewandelten Ausführungsform und je in einer Draufsicht.

Das in Fig. 1 dargestellte Schienenfahrzeug weist einen Fahrzeugkasten 1 auf, der über seitliche Federn (Sekundärfedern) 2 auf zwei Drehgestellen 3 und 4 abgestützt ist. Die Drehgestelle 3 und 4 enthalten je zwei Radsätze 5 und 5a, mit in seitlichen Achslagern 7 gelagerten Achsen 6 bzw. 6a, und einen Drehgestellrahmen 8, der auf den Achslagern 7 über horizontal auslenkbare Stützelemente (Primärfedern) 10 abgestützt ist. Die Drehgestellrahmen 8 sind je durch zwei Längsträger 11 und einen diese verbindenden Querträger 12 gebildet (Fig. 3).
Die Radsätze 5 und 5a sind je mit einen Motor 13 bzw. 13a versehen, der über ein Ritzel 14 und ein Zahnrad 15 mit der Achse 6 bzw. 6a gekoppelt ist. Die Motoren 13 und 13a sind je über einenFührungsteil 16 bzw. 16a auf der betreffenden Achse 6 bzw. 6a gelagert und über einen starren deichselartigen Anschlussteil 17 bzw. 17a am Querträger 12 abgestützt. Die Anschlussteile 17 und 17a sind über eine zur Uebertragung von Zug- und/oder Bremskräften geeignete gelenkige Verbindung 18 miteinander gekoppelt. Die Führungsteile 16 und 16a sowie die Anschlussteile 17 und 17a können je an einem Fortsatz des Motorgehäuses ausgebildet oder, wie dargestellt, am Motor 13 bzw. 13a lösbar befestigt sein. Die Verbindung 18 umfasst einen am einen Anschlussteil, gemäss Fig. 3 in einer gabelförmigen Endpartie des Anschlussteils 17a, querliegend angeordneten Lagerzapfen 20 und eine am anderen Anschlussteil 17 angeordnete, den Lagerzapfen 20 aufnehmende Lagerbüchse 21, welche kardanische Relativbewegungen des Lagerzapfens 20 zulässt.
Die Längsträger 11 und der Querträger 12 können je mit einem kastenförmigen Querschnitt ausgeführt sein, der beim Querträger 12 durch einen Obergurt 22, einen Untergurt 23 und seitliche Stege 24 bestimmt ist. Die Stege 24 sind im Bereich der Drehgestellmitte unterbrochen und mit Querrippen 25 verbunden, welche mit dem Obergurt 22 und dem Untergurt 23 eine Durchtrittsöffnung 26 zur Aufnahme der einander zugekehrten Enden der Anschlussteile 17 und 17a begrenzen. Die Durchtrittsöffnung 26 ist so bemessen, dass sie Auslenkungen der gekoppelten Anschlussteile 17 und 17a in Drehgestell-Querrichtung zulässt. Mindestens einer der Anschlussteile, darstellungsgemäss der Anschlussteil 17, ist über Gleitflächen 27 zwischen zwei übereinander angeordneten, am Obergurt 22 und am Untergurt 23 ausgebildeten Führungsflächen 28 horizontal verschiebbar geführt. Die Gleitflächen 27 können, wie dargestellt, an Gleitstücken 30 aus einem gummielastischen Material ausgebildet sein, welche jeweils eine von Einfederungen des Drehgestellrahmens 8 unabhängige, stossfreie elastische Abstützung des Anschlussteils 17 gewährleisten.
Entsprechend den Figuren 2 bis 4 können die Lagerzapfen 20 und die Lagerbüchse 21 mit sphärischen Lagerflächen 32 bzw. 33 ausgeführt sein, welche unterschiedliche Gierbewegungen der Anschlussteile 17 und 17a je um eine Längsmittelachse B bzw. B' und unterschiedliche Schwenkbewegungen um die Achse 34 des Lagerzapfens 20 sowie bei Kurvenfahrt auftretende seitliche Auslenkungen der gekoppelten Anschlussteile 17 und 17a zulassen.
Die einander zugekehrten, inneren Radsätze 5 der beiden Drehgestelle 3 und 4 sind je über einen einzigen, zur Ubertragung von Zug- und Bremskräften bestimmten Längslenker 37 mit dem Fahrzeugkasten 1 gekoppelt. Die Längslenker 37 sind je an einem am Führungsteil 16 angeordneten Zapfen 38 und einer am Fahrzeugkasten 1 angeordneten Konsole 40 raumbeweglich angelenkt. Bei der dargestellten Ausführung sind die Längslenker 37 je mit einer solchen Neigung gegen die Horizontale angeordnet, dass ihre verlängert gedachten Längsachsen die Quermittelebenen 41 der Drehgestelle 3 und 4 je auf der Höhe der Schienenoberkanten S schneiden. Darstellungsgemäss können der Zapfen 38 und eine ihn aufnehmende Lagerbüchse 39 mit sphärischen Lagerflächen ausgeführt sein, während das den Fahrzeugkasten 1 zugekehrte Ende des Längslenkers 37 mit der Konsole 40 über Zwischenstücke 42 aus einen gummielastischen Material allseitig schwenkbar verbunden ist.
Die Lagerbüchsen 21 und 39 können aus Metall bestehen oder, wie dargestellt, aus einem gummielastischen Material gefertigt und gegebenenfalls je mit dem Anschlussteil 17 und dem Lagerzapfen 20 bzw. mit dem Längslenker 37 und dem Zapfen 18 drehfest verbunden sein, so dass bei einer gegenseitigen Verschwenkung dieser Teile jeweils eine entsprechende Rückstellkraft der Lagerbüchse 21 bzw. 39 wirksam wird.
In der Fig. 3 sind die Radsätze 5 und 5a des Drehgestells 4 beim Durchfahren einer Kurve dargestellt. Durch die vorstehend beschriebene Anordnung wird der jeweils vorlaufende Radsatz, bei einer Fahrtrichtung gemäss Pfeil A z.B. der Radsatz 5a, beim Einfahren in die Kurve im Sinne einer zur Kurve annähernd radialen Einstellung der Achse 6a ausgedreht, wobei dem nachlaufenden Radsatz 5 über die gekoppelten Anschlussteile 17 und 17a eine gleich grosse Ausdrehung der Achse 6 im entgegengesetzten Drehsinn erteilt wird. Beim Durchfahren der Kurve hat der nachlaufende Radsatz 5 die Tendenz, sich stärker auszudrehen als der vorlaufende Radsatz 5a. Entsprechend wird den vorlaufenden Radsatz 5a über die Anschlussteile 17 und 17a eine entsprechend stärkere, gleich grosse Ausdrehung im entgegengesetzten Drehsinn erteilt. Ueber die Anschlussteile 17 und 17a und die Längslenker 37 werden die über die Motorgehäuse und die Führungsteile 16 und 16a eingeleiteten Zug- und Bremskräfte unmittelbar auf den Fahrzeugkasten 1 übertragen, so dass die Drehgestellrahmen 8, die Achslager 7 und die Stützelemente 10 durch in Drehgestell-Längsrichtung wirkende Komponenten der Zug- und Bremskräfte nicht beansprucht werden. Entsprechend wird eine von den Zug- und Bremskräften unabhängige Einstellung der Radsätze 5 und 5a erzielt.
Beim Durchfahren der Kurve werden die gegen die Fahrzeugmitte gerichteten Längslenker 37 je gegenüber der Längsmittelachse B um einen vom Kurvenradius abhängigen Winkel α ausgelenkt. Um insbesondere in engen Kurven die Einstellung der Radsätze 5 und 5a im Sinne einer stärkeren Ausdrehung der Achsen 6 und 6a zu verbessern, kann die Verbindung zwischen dem Längslenker 37 und dem Führungsteil 16 mit einer vorbestimmten Ausdrehsteifigkeit ausgeführt sein. Gemäss Fig. 3 können am Führungsteil 16 zwei beidseits des Längslenkers 37 angeordnete Anschläge 35 mit Pufferelementen 36 aus einem gummielastischen Material vorgesehen sein, welche mit dem Längslenker 37 zusammenwirken. In der Fig. 2 sind diese Teile zwecks besserer Uebersicht nicht dargestellt. Ueber die Anschläge 35 wird auf den Radsatz 5 jeweils ein dem Winkel α entsprechendes Ausdrehmoment um eine Hochachse ausgeübt, welches eine verstärkte Ausdrehung der Achse 6 gegen die Radialstellung und damit eine entsprechend verstärkte gegensinnige Ausdrehung der Achse 6a bewirkt. Eine entsprechende Ausdrehsteifigkeit der Anlenkverbindung zwischen dem Längslenker 37 und dem Führungsteil 16 kann auch auf beliebig andere Weise, z.B. durch die Verwendung von Federelementen, erzielt werden.
Die Achslager 7 können, wie z.B. aus der eingangs genannten CH-PS 670 228 bekannt, durch die Stützelemente 10 mit dem Drehgestellrahmen 8 in Drehgestell-Längs- und Querrichtung sowie in vertikaler Richtung beweglich verbunden sein. Durch die Stützelemente 10, die darstellungsgemäss aus Gummi oder einem entsprechenden gummielastischen Material bestehen können, wird bei zunehmender Ausdrehung der Radsätze 5 und 5a auf die Anschlussteile 17 und 17a jeweils eine entsprechend zunehmende, vorbestimmte Rückstellkraft ausgeübt, durch welche die Radsätze 5 und 5a beim Ausfahren aus der Kurve gegen die der Geradeausfahrt entsprechende Normalstellung zurückgeführt werden.
Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist die Verbindung 18 zwischen den Anschlussteilen 17 und 17a durch einen Lagerzapfen 44 mit zylindrischer Lagerfläche und eine entsprechende Lagerbüchse 45 aus einem gummielastischen Material gebildet, welche kardanische Relativbewegungen des Lagerzapfens 44 zulässt und welche ebenfalls mit dem Lagerzapfen 44 und der Lagerbüchse 45 drehfest verbunden sein kann. Gemäss Fig. 5 können die Anschlussteile 17 und 17a mit dem Querträger 12 über seitlich auslenkbare Zwischenstücke 47 aus einem entsprechenden gummielastischen Material raumbeweglich verbunden sein. Die Zwischenstücke 47 können je einteilig oder, wie dargestellt, aus mehreren Schichten zusammengesetzt und mit dem Anschlussteil 17 und einem am Obergurt 22 bzw. am Untergurt befestigbaren Halteteil 48 fest verbunden sein. Die im Querträger 12 vorgesehene Durchtrittsöffnung 26 kann durch an den Bewegungsbereich der Anschlussteile 17 und 17a angepasste, z.B. kreisbogenartige Ausschnitte der Stege 24 gebildet und durch entsprechend gebogene Querrippen 25 begrenzt sein. In der Fig. 5 sind die Anschlussteile 17 und 17a in einer gegenüber der Drehgestellmitte M um ein Mass D seitlich ausgelenkten Stellung dargestellt. Durch die Zwischenstücke 47 werden auf die ausgelenkten Anschlussteile 17 und 17a jeweils entsprechende Rückstellkräfte ausgeübt, welche, zusammen mit den Rückstellkräften der mit den Achslagern 7 verbundenen Stützelemente 10 und mit aus der Verformung der Lagerbüchsen 45 resultierenden Rückstellmomenten, beim Ausfahren aus der Kurve jeweils die Rückstellung der Radsätze 5 und 5a in die der Geradeausfahrt entsprechende Normalstellung erleichtern und den stabilen Lauf bei der Geradeausfahrt begünstigen.
Gemäss Fig. 6 können die miteinander gekoppelten Anschlussteile 17 und 17a am Untergurt 23 des bei dieser Ausführung oberhalb der Verbindung 18 verlaufenden, z.B. I-förmigen Querträgers 12 über Zwischenstücke 50 aus einem gummielastischen Material gehalten sein, welche je an der Oberseite bzw. an der Unterseite des Untergurtes 23 befestigt sind. Der Anschlussteil 17 ist mittels Schrauben 51 an einer auf dem oberen Zwischenstück 50 abgestützten Tragplatte 52 aufgehängt. Durch die Schrauben 51 wird der Anschlussteil 17 über das untere Zwischenstück 50 gegen den Untergurt 23 verspannbar gehalten. Der Untergurt 23 und die Zwischenstücke 50 sind je mit Durchgangsbohrungen 53 ausgeführt, welche die Schrauben 51 mit einem Spiel umgeben, das seitliche Bewegungen der mit dem Anschlussteil 17 und der Tragplatte 52 fest verbundenen Schrauben 51 relativ zum Untergurt 23 zulässt. Entsprechend können die gekoppelten Anschlussteile 17 und 17a bei Kurvenfahrt in beschriebener Weise jeweils gemäss Fig. 6 seitlich ausgelenkt und durch die entsprechend verformten Zwischenstücke 50 bei Geradeausfahrt wieder zurückgestellt werden.
Die gekoppelten Anschlussteile 17 und 17a können an einem Träger des Drehgestellrahmens 8 oder, wie in Fig. 7 dargestellt, an einem am Fahrzeugkasten 1 ausgebildeten Tragteil 56 durch mindestens einen Pendelstab 55 gehalten sein, welcher am Anschlussteil 17 und am Tragteil 56 allseitig schwenkbar angelenkt ist und welcher somit die vorstehend beschriebenen Auslenkbewegungen der gekoppelten Anschlussteile 17 und 17a gegenüber den Fahrzeugkasten 1 zulässt.
Wie aus der Fig. 8 hervorgeht, können die bei dieser Ausführung unterhalb des Querträgers 12 miteinander gekoppelten Anschlussteile 17 und 17a, vom Fahrzeugkasten 1 und vom Querträger 12 unabhängig, durch eine Halteeinrichtung geführt sein, welche darstellungsgemäss zwei oberhalb des Querträgers 12 angeordnete, je an einem der Motoren 13 und 13a angebrachte, gegeneinander gerichtete starre Stützträger 59 und ein zwischen diesen angeordnetes nachgiebiges Stützelement 54 aus einem gummielastischen Material enthält. Ueber das Stützelement 54 sind die auf den Achsen 6 und 6a gelagerten Motoren 13 und 13a gegeneinander abgestützt, so dass die zur Uebertragung der Zug- und Bremskräfte vorgesehenen Anschlussteile 17 und 17a, von vertikalen Kräften in wesentlichen unbelastet, in Querrichtung frei auslenkbar gehalten sind. Diese Ausführung der Verbindung zwischen den Motoren 13 und 13a ist somit auch für Drehgestelle geeignet, welche einen Rahmen ohne mittleren Querträger aufweisen.
Bei der Ausführung nach den Figuren 9 und 10 sind die Gehäuse der Motoren 13 mit Anschlussteilen 57 bzw. 57a versehen, welche mit in Drehgestell-Längsrichtung einander gegenüberstellbaren Stirnpartien 60 bzw. 60a ausgeführt und über eine gelenkartige Verbindung 58 miteinander koppelbar sind. Die Stirnpartie 60a ist bei dieser Ausführung an zwei in Querrichtung nebeneinander angeordneten Armen des Anschlussteils 57a ausgebildet. Die Stirnpartie 60 ist an einem klauenartigen Endstück 57′ des Anschlussteils 57 ausgebildet, welches an den gegenüberliegenden Armen des Anschlussteils 57a je zwischen zwei in Drehgestell-Längsrichtung hintereinander angeordneten, zur Uebertragung von Zug- und Bremskräften geeigneten Pufferelementen 61 und 62 aus Gummi oder einen entsprechenden elastischen Material eingespannt ist. Der Anschlussteil 57a ist am Querträger 12 zwischen den übereinander angeordneten elastischen Zwischenstücken 47 seitlich auslenkbar gehalten. Die Pufferelemente 62 sind je zwischen dem Endstück 57' und einem Halteteil 63 angeordnet, der mittels Schrauben 64 über das Pufferelement 62, das Endstück 57′ und das Pufferelement 61 gegen die entsprechende Stirnpartie 60a des Anschlussteils 57a verspannbar gehalten ist. Die Schrauben 64 sind durch in den Endstücken 57' vorgesehene Bohrungen 65 hindurchgeführt, welche die Schrauben 64 je mit einem allseitigen Spiel aufnehmen, das bei den seitlichen Auslenkungen der Anschlussteile 57 und 57a die entsprechenden seitlichen und vertikalen Relativbewegungen der Schrauben 64 und der Halteteile 63 zulässt.
Entsprechend der Darstellung nach Fig. 9, welche die Radsätze 5 und 5a je in einer bezüglich einer zu befahrenden Kurve annähernd radialen Einstellung zeigt, sind die Anschlussteile 57 und 57a durch die entsprechend verformbaren Pufferelemente 61 und 62 in Drehgestell-Längs- und Querrichtung beweglich gekoppelt. Diese Ausführung ermöglicht, insbesondere bei Verwendung relativ weicher Pufferelemente 61 und 62, kurzseitig unterschiedliche Ausdrehungen der Radsätze 5 und 5a, so dass eine allfällig auftretende, etwa durch Gleisfehler verursachte zusätzliche Ausdrehung des einen Radsatzes die jeweils durch den allgemeinen Kurvenverlauf gegebene Einstellung des anderen Radsatzes nicht wesentlich beeinträchtigen kann. In gewissen Anwendungsfällen sind entsprechende unterschiedliche Ausdrehungen der Radsätze 5 und 5a zur Verbesserung des Kurvenlaufs sogar erwünscht. In Fig. 9 ist eine entsprechende zusätzliche Ausdrehung des Radsatzes 5 durch einen Abstand C zwischen den Schnittpunkten der Längsmittelachsen B und B' der Radsätze 5 und 5a mit der Quermittelebene 41 des Drehgestells 4 angedeutet. Bei Ausfahrt aus der Kurve werden durch die Pufferelemente 61 und 62 sowie durch die Zwischenstücke 47 entsprechende Rückstellkräfte auf die Anschlusssteile 57 und 57a ausgeübt.
Bei der Ausführung nach den Figuren 11 und 12 sind die miteinander raumbeweglich gekoppelten Anschlussteile 17 und 17a über eine in der Drehgestellmitte M angeordnete, zusätzliche Gelenkverbindung 67 mit dem Querträger 12 gekoppelt. Die Gelenkverbindung 67 kann, wie in Fig. 12 dargestellt, zwei am Anschlussteil 17 vertikal angeordnete Zapfen 68 und zwei diese aufnehmende Lagerbüchsen 69 enthalten, welche je in einem am Obergurt 22 bzw. am Untergurt 23 angebrachten Lagerstück 70 aus einen gummielastischen Material gehalten sind. Durch die je in einer Halterung 71 gefassten Lagerstücke 70 sind die Anschlussteile 17 und 17a am Querträger 12 raumbeweglich schwenkbar angelenkt. Anstelle einer Gelenkanordnung können auch andere Mittel, z.B. seitliche Anschläge, vorgesehen sein, durch welche die Anschlussteile 17 und 17a mit den Querträger 12 insbesondere in Querrichtung koppelbar sind.
Wie insbesondere aus der Fig. 11 hervorgeht, werden die Radsätze 5 und 5a bei Kurvenfahrt über die Anschlussteile 17 und 17a jeweils um eine durch die Zapfen 68 verlaufende Hochachse H gegen die entsprechende radiale Stellung ausgedreht, wobei sich die Hochachse H und der mit den Zapfen 68 verbundene Drehgestellrahmen 8 gegenüber den Achslagern 7 nach der Kurvenaussenseite hin verlagern.
Im heutigen Fahrbetrieb werden Kurven üblicherweise mit einer so grossen Geschwindigkeit befahren, dass die auftretenden Fliehkräfte grösser sind als die infolge der Gleisüberhöhung auftretenden, gegen die Kurveninnenseite gerichteten Kräfte. Durch den daraus resultierenden "Fliekraftüberschuss" wird bei der Ausführung nach den Figuren 11 und 12, insbesondere beim Durchfahren enger Kurven, der Drehgestellrahmen 8, und damit die Hochachse H, aus der aus dem Kurvenverlauf sich ergebenden Stellung zusätzlich gegenüber den Achslagern 7 in Querrichtung nach der Kurvenaussenseite hin in die Stellung nach Fig. 10 verschoben. Entsprechend wird den Radsätzen 5 und 5a über die Anschlussteile 17 und 17a je eine zusätzliche Ausdrehbewegung im Sinne einer Radialstellung der Achsen 6 und 6a erteilt, so dass der erwähnte "Fliehkraftüberschuss" zur Verbesserung der Einstellung der Radsätze 5 und 5a herangezogen werden kann.
Bei den beschriebenen Querverschiebungen des Drehgestellrahmens 8 werden die mit diesen und den Achslagern 7 fest verbundenen Stützelemente 10 je in Drehgestell-Längs- und Querrichtung ausgelenkt. Beim Ausfahren aus der Kurve wird durch die entsprechenden Rückstellkräfte der Stützelemente 10 die Rückführung der Radsätze 5 und 5a in ihre der Geradeausfahrt entsprechenden Normalstellungen unterstützt. Um den erwähnten "Fliehkraftüberschuss" zu einer zusätzlichen Ausdrehung der Radsätze 5 und 5a gegen die radiale Stellung heranziehen zu können, sind die die Zapfen 68 umgebenden Lagerstücke 70 mit einer Quersteifigkeit in Drehgestell-Querrichtung ausgeführt, die grösser ist als die Summe der entsprechenden Quersteifigkeiten der Stützelemente 10. Dadurch kann jeweils zumindest ein durch die Differenz der Quersteifigkeiten vorbestimmter Anteil der durch Fliehkraft verursachten seitlichen Verschiebung des Drehgestellrahmens 8 für die zusätzliche Ausdrehung der Radsätze 5 und 5a genutzt werden.
In den Figuren 11 und 12 ist die Drehgestellmitte M infolge Fliehkraftüberschuss gegenüber der Hochachse H in Querrichtung um ein Mass E versetzt dargestellt. Bei einer in Querrichtung starren Verbindung zwischen dem Zapfen 68 und dem Querträger 12, etwa über ein metallisches Lagerstück 70, würde die Hochachse H durch die Drehgestellmitte M verlaufen; entsprechend wären die Anschlussteile 17 und 17a gegenüber der dargestellten Stellung um das Mass E stärker ausgedreht.
Eine fliehkraftbedingte, zusätzliche Ausdrehung der Radsätze 5 und 5a kann auch bei einer gemäss Fig. 5 ausgebildeten Abstützung der Anschlussteile 17 und 17a erzielt werden, wenn die Zwischenstücke 47 mit einer Quersteifigkeit ausgeführt sind, die grösser ist als die Summe der Quersteifigkeiten der mit dem Drehgestellrahmen 8 und den Achslagern 7 verbundenen Stützelemente 10.
Entsprechend der Darstellung nach Fig. 13 können auch die Radsätze 5 und 5a eines Laufdrehgestells über zwei in beschriebener Weise miteinander gekoppelte Anschlussteile 17 und 17a geführt sein, welche bei dieser Ausführung je mit einem auf der betreffenden Radsatzachse 6 bzw. 6a gelagerten Führungsteil 72 bzw. 72a einer Bremseinrichtung 73 bzw. 73a verbunden sind. Die Führungsteile 72 und 72a können auch je durch eine Partie des Anschlussteils 17 bzw. 17a gebildet sein. Die Bremseinrichtungen 73 und 73a enthalten je zwei auf der Achse 6 bzw. 6a angebrachte Bremsscheiben 74 und zwei mit diesen zusammenwirkende, auf dem betreffenden Führungsteil 72 bzw. 72a angeordnete Bremsbackenaggregate 75. Auch bei dieser Ausführung werden die Radsätze 5 und 5a über den am Führungsteil 72 und an Fahrzeugkasten 1 angelenkten Längslenker 37 und die Anschlussteile 17 und 17a bei Kurvenfahrt jeweils in beschriebener Weise im Sinne einer radialen Einstellung der Achse 6 bzw. 6a ausgedreht.
Die Anschlussteile 17 und 17a können, wie in Fig. 13 angedeutet, mit dem Querträger 12 auch über eine Stelleinrichtung 76, darstellungsgemäss eine über Druckmittelleitungen 77 betätigbare Kolben/Zylinderanordnung, in Querrichtung einstellbar gehalten sein. Ueber die Stelleinrichtung 76 kann, vom Führerstand aus oder in Abhängigkeit von Signalen einer z.B. den Gleisverlauf erfassenden Steuereinrichtung, die jeweilige seitliche Auslenkung der Anschlussteile 17 und 17a kontrolliert verstärkt oder in einer vorbestimmten Stellung blockiert und damit die Winkelstellungen der Achsen 6 und 6a bezüglich der durchfahrenen Kurve beeinflusst werden.
Anstelle der dargestellten, aktiv betätigbaren Stelleinrichtung 76 kann auch eine passiv wirkende Einrichtung, z.B. eine als Stossdämpfer wirkende Kolben/Zylinderanordnung, vorgesehen sein, durch welche die jeweiligen seitlichen Ausschläge der Anschlussteile 17 und 17a gedämpft und damit unerwünschte, abrupte Ausdrehungen sowie bei hoher Geschwindigkeit auftretende Schwingungen der Radsätze 5 und 5a um ihre Hochachsen verhindert werden. Zur Begrenzung der seitlichen Ausschläge der Anschlussteile 17 und 17a kann auch eine mechanische Blockiereinrichtung, z.B. in Form von nicht dargestellten seitlichen Anschlägen, vorgesehen sein.
Abweichend von der Ausführung nach Fig. 13 können die Achsen 6 und 6a der Radsätze 5 und 5a ohne Bremsscheiben 74 ausgeführt und in den entsprechend von Betätigungseinrichtungen freien, miteinander gekoppelten Führungsteilen 72 bzw. 72a je zumindest annähernd radial zur durchfahrenen Kurve einstellbar gelagert sein.
Bei der Ausführung nach Fig. 14 sind die Achsen 6 und 6a der Radsätze 5 und 5a in den Führungsteilen 16 und 16a der Motoren 13 und 13a je in axialer Richtung beweglich gelagert, wobei die mit den Achsen 6 und 6a fest verbundenen Zahnräder 15, wie z.B. aus der CH-PS 609 290 bekannt, mit den Ritzeln 14 je in axialer Richtung verschiebbar zusammenwirken. Die über die Anschlussteile 17 und 17a gekoppelten Motoren 13 und 13a sind je durch einen Querlenker 80 bezüglich des Drehgestellrahmens 8 in Querrichtung feststehend gehalten. Die Querlenker 80 sind zweckmässigerweise je in einem relativ grossen Abstand von der Gelenkverbindung 18, darstellungsgemäss an einer am Führungsteil 16 bzw. 16a auf der dem Anschlussteil 17 bzw. 17a abgekehrten Seite angeordneten Konsole 81, sowie am benachbarten Längsträger 11 des Drehgestellrahmens 8 angelenkt. Bei dieser Ausführung sind die miteinander gekoppelten Radsätze 5 und 5a je um eine durch die Anlenkstelle des Querlenkers 80 an der Konsole 81 bestimmte Hochachse H' verschwenkbar geführt, wobei die in axialer Richtung bewegliche Lagerung der Radsätze 5 und 5a jeweils voneinander unabhängige axiale Verschiebebewegungen dieser Radsätze 5 und 5a zulässt. Bei einen in der Fig. 14 übertrieben dargestellten Gleisfehler kann z.B. der in Fahrtrichtung (Pfeil A) vorlaufende Radsatz 5a, dem vom normalen Kurvenverlauf K örtlich abweichenden Kurvenabschnitt K' folgend, gegen den in Fig. 14 unteren Längsträger 11 verschoben werden, ohne die durch den Kurvenverlauf K gegebene radiale Einstellung der Achse 6a und die Stellung des nachlaufenden Radsatzes 5 bezüglich des Drehgestellrahmens 8 zu beeinflussen. Die Querlenker 80 können auch je an einer anderen Stelle, z.B. am Motor 13 bzw. 13a, angelenkt sein, welche für die Bestimmung einer entsprechenden Hochachse H' geeignet ist.
Es versteht sich, dass auch bei den Ausführungen nach den Fig. 9, 11, 13 und 14 die Anlenkverbindungen zwischen den Längslenkern 37 und den Führungsteilen 16 bzw. 72, etwa der Darstellung nach Fig. 3 entsprechend, je mit einer vorbestimmten Ausdrehsteifigkeit ausgeführt sein können.

Claims

Schienenfahrzeug mit einem Fahrzeugkasten (1) und mindestens zwei Drehgestellen (3, 4), welche je zwei Radsätze (5, 5a) mit in seitlichen Achslagern (7) gelagerten Achsen (6, 6a) und einen Drehgestellrahmen (8) enthalten, der auf den Achslagern (7) über zumindest in Drehgestell-Längsrichtung nachgiebige Stützelemente (10) abgestützt ist, wobei jede Achse (6 bzw. 6a) zusätzlich in einem auf ihr abgestützten Führungsteil (16 bzw. 16a; 72 bzw. 72a) gelagert ist und die beiden Führungsteile (16 und 16a; 72 und 72a) mit dem Fahrzeugkasten (1) über zum Uebertragen von Zug- und/oder Bremskräften geeignete Verbindungsmittel gekoppelt sind, welche jeweils eine von diesen Zug- und/oder Bremskräften unabhängige, zumindest annähernd radiale Einstellung der Achsen (6 und 6a) bezüglich einer zu durchfahrenden Kurve zulassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel pro Drehgestell (3, 4) je einen einzigen, am Fahrzeugkasten (1) und an einem der Führungsteile (16 bzw. 72) raumbeweglich angelenkten Längslenker (37) und zwei je mit einem der Führungsteile (16 und 16a; 72 und 72a) starr verbundene, einander entgegengerichtete deichselartige Anschlussteile (17 und 17a; 57 und 57a) enthalten, welche über eine gelenkartige Verbindung (18; 58) raumbeweglich schwenkbar miteinander kraftschlüssig gekoppelt sind und welche über einen zur Uebertragung von Stützkräften geeigneten Tragteil (22, 23; 56; 59) relativ zum Fahrzeugkasten (1) in Querrichtung auslenkbar gehalten sind.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (37) je zumindest mit dem Führungsteil (16, 72) über mindestens ein Zwischenstück (36, 39) verbunden sind, welches mit einer vorbestimmten Ausdrehsteifigkeit ausgeführt ist, die der Auslenkung des Längslenkers (37) zumindest in Querrichtung entgegenwirkt.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (18) zwischen den Anschlussteilen (17 und 17a) einen an einen der Anschlussteile (17a) angeordneten Lagerzapfen (20; 44) und eine am anderen Anschlussteil (17) angeordnete, zur Aufnahme des Lagerzapfens (20; 44) bestimmte Lagerbüchse (21; 45) enthält, welche kardanische Relativbewegungen des Lagerzapfens (20; 44) zulässt.
Schienentriebfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen und die Lagerbüchse (21) mit sphärischen Lagerflächen ausgeführt sind.
Schienentriebfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchse (21; 45) aus einen gummielastischen Material ausgeführt ist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussteile (57 und 57a) mit in Drehgestell-Längsrichtung einander gegenüberliegend einstellbaren Stirnpartien (60 bzw. 60a) ausgeführt sind, dass mindestens einer der Anschlussteile (57) mit einem die Stirnpartie (60) enthaltenden, klauenartigen Endstück (57') ausgeführt ist, welches am gegenüberliegenden Anschlussteil (57a) zwischen dessen Stirnpartie (60a) und einem gegen diese verspannbaren Halteteil (63) raumbeweglich einspannbar gehalten ist, und dass die Verbindung (58) zwischen den Anschlussteilen (57 und 57a) mindestens zwei zum Uebertragen der Zug- und/oder Bremskräfte bestimmte, elastisch verformbare Pufferelemente (61 und 62) enthält, von denen das eine zwischen den einander zugekehrten Stirnpartien (60 und 60a), und das andere zwischen dem Endstück (57') und dem Halteteil (63) eingespannt ist.
Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil (22, 23)des Fahrzeuges zwei übereinander angeordnete, im wesentlichen horizontale Führungsflächen (28) aufweist und dass mindestens einer der Anschlussteile (17) mit entsprechenden, an diese Führungsflächen (28) verschiebbar anlegbaren Gleitflächen (27) versehen ist.
Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anschlussteile (17, 17a; 57a) mit dem Tragteil (22, 23; 59) über mindestens ein Zwischenstück (47; 50; 54; 70) aus einem gummielastischen Material verbunden ist, welches Relativbewegungen des Anschlussteils (17, 17a; 57a) zumindest in Drehgestell-Querrichtung zulässt.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anschlussteile (17) am Tragteil (56) über mindestens einen Pendelträger (55) schwenkbar angelenkt ist.
Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil (22, 23) an einem Querträger (12) des Drehgestellrahmens (8) ausgebildet ist.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil (56) am Fahrzeugkasten (1) ausgebildet ist.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil durch mindestens einen mit mindestens einem der Anschlussteile (17, 17a) verbundenen Stützträger (59) gebildet ist.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 8 und 10, mit den Achslagern (7) zugeordneten, in Drehgestell-Längs- und Querrichtung elastisch verformbaren Stützelementen (10), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anschlussteile (17) am Querträger (12) des Drehgestellrahmens (8) um eine Hochachse (H) schwenkbar angelenkt ist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 8 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das den Anschlussteil (17; 57a) mit dem Querträger (12) verbindende Zwischenstück (47; 50; 70) mit einer in Drehgestell-Querrichtung wirksamen Quersteifigkeit ausgeführt ist, die grösser ist als die Summe der entsprechenden Quersteifigkeiten der den Achslagern (7) zugeordneten Stützelemente (10).
Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (6 und 6a) der Radsätze (5 und 5a) in den Führungsteilen (16 bzw. 16a) je in Drehgestell-Querrichtung beweglich gelagert sind und dass die Führungsteile (16 und 16a) je an einem am Drehgestellrahmen (8) angelenkten Querlenker (80) um eine Hochachse (H′) schwenkbar angelenkt sind.
Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens einem der miteinander gekuppelten Anschlussteile (17, 17a) eine Blockiereinrichtung zugeordnet ist, über welche der Anschlussteil (17a) in einer vorbestimmten Stellung bezüglich des zugehörigen Tragteils (22, 23) in Drehgestell-Querrichtung blockierbar ist.
Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anschlussteile (17a) mit dem zugehörigen Tragteil (22, 23) über eine Dämpfungseinrichtung gekoppelt ist.
Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anschlussteile (17a) mit dem Tragteil (22, 23) über eine Stelleinrichtung (76) in Querrichtung einstellbar gekoppelt ist.