EP0826572A2 - Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug - Google Patents

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EP0826572A2
EP0826572A2 EP97890148A EP97890148A EP0826572A2 EP 0826572 A2 EP0826572 A2 EP 0826572A2 EP 97890148 A EP97890148 A EP 97890148A EP 97890148 A EP97890148 A EP 97890148A EP 0826572 A2 EP0826572 A2 EP 0826572A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
chassis
rail
idler
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP97890148A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0826572A3 (de
EP0826572B1 (de
Inventor
Kurt Ing. Swoboda
Felix Ing. Cermak
Hubert Ing. Baumgartner
Roland Dipl.-Ing. Himmelbauer
Bernhard Dipl.-Ing. Kneidinger
Gerhard Dipl.-Ing. Kaserer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG Oesterreich
Original Assignee
Siemens SGP Verkehrstechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens SGP Verkehrstechnik GmbH filed Critical Siemens SGP Verkehrstechnik GmbH
Publication of EP0826572A2 publication Critical patent/EP0826572A2/de
Publication of EP0826572A3 publication Critical patent/EP0826572A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0826572B1 publication Critical patent/EP0826572B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/16—Types of bogies with a separate axle for each wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • 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
    • B61F5/46—Adjustment controlled by a sliding axle under the same vehicle underframe

Definitions

  • the present invention relates to a chassis for a rail vehicle, in particular for a Low-floor commuter vehicle, with two opposing idler gear drives together around a running in the middle of the vehicle and normal to the rail level Axis of rotation are rotatable, with each idler gear of each idler gear essentially one pivot axis that is normal to the rail plane is pivotally mounted.
  • EP 0 308 720 A discloses a running gear of the type in question, namely a loose wheel running gear in the true sense, in which the pivot axes of the idler gears essentially run through the wheel contact points. In this known chassis, they are each other opposite pairs of idler wheels, however, cannot be pivoted relative to the car body.
  • GB 363 558 A there are swiveling idler wheels in a chassis frame stored, which is not rotatable relative to the car body and this serves as a support.
  • the chassis construction according to DE 917 676 C is a chassis, which is also not a rigid axle connection of the opposite wheels, but still has a supporting axle for supporting the car body, so that it is not an idler gear acts in the real sense.
  • the axle used in the chassis according to AT E 111 402 T1 has a load-bearing one Function, i.e. the car body is supported on this component, which is therefore relatively strong must be and accordingly requires a lot of space.
  • the swivel axes of the controllable Wheels after this lead essentially run through the wheel contact point, however, there is no evidence in the document that this feature is isolated from that disclosed Overall construction even with completely different chassis, for example Free wheel undercarriages can be provided without the load-bearing axle connecting the wheels directly can.
  • a chassis of the type in question is also described in EP 135 877.
  • the wheels in the chassis known from EP 135 877 are arranged horizontally pivotable.
  • the vertical swivel axis of a wheel is either in front of or behind the wheel or in the area arranged to the side of the wheel.
  • the wheels around them by the forces acting between the rail and the vehicle Swivel axis deflected and aligned with the respective course of the curve curve.
  • a The disadvantage of this arrangement is, inter alia, that in a drive and when braking a very different behavior occurs, so that this known chassis with a stable Braking behavior in the drive state is particularly unstable and vice versa. It means that on the one hand driven wheels cannot be braked and on the other hand wheels with braking devices cannot be driven.
  • chassis In a further improvement of the chassis according to the invention, they are opposite arranged loose wheel drives connected to each other via a transverse clasp, which by a in essentially rotatable in the center of the vehicle and normal to the rail plane is articulated to the vehicle and there is a control means connected to the transverse clasp that around an axis of rotation running essentially in the center of the vehicle and normal to the rail plane is rotatably articulated, and a control means connected to the cross clip, which is the cross clip when driving through a rail arch with respect to the vehicle about its axis of rotation turns out.
  • This additional chassis alignment means that the wheels are forced into the area of the track arch prevented.
  • the swivel angle of the idler gear is significant reduced, so that lower forces are required for the alignment of the wheels.
  • control means is coupled to a chassis arranged in front of or behind it, which is arranged on an articulated connection of two carriages of the vehicle and by a Symmetrical control is connected to this carriage, the rotational movement of this symmetrically controlled Chassis through the control means directly or indirectly via a control link is transferred to the chassis to be controlled.
  • Chassis depending on the course of the curve in the area between the two articulated Wagons steered symmetrically to the cars and this steering movement through the Transfer control means to the chassis arranged in front or behind.
  • the loose wheel drives in this case have the task of steering the wheels when changing a straight line into a curve or from a curve into a straight line or when changing the radius to carry out a curve in those cases in which the control means not yet, too little or too much.
  • the stability of the idler gear drives can further improve the stability of the idler gear drives in straight running achieved that the idler wheels of the idler gear drives about their pivot axis against one Restoring force, preferably deflectable from its rest position with a defined threshold value are.
  • the stability can be further improved if two idler wheels are located opposite one another are connected to each other by means of a tie rod and each idler gear by a return spring is loaded against a stop towards the center of the vehicle. Through the restoring forces it also makes it easier to straighten the deflected wheels.
  • the tie rod is preferably adjustable in length and can both be used to set a parallel track as well as a toe-in.
  • the idler gear drives do not necessarily have to be driven, but can be connected to an electric drive via a gear be.
  • the chassis according to the invention is advantageous Way used so that the bow and / or the rear landing gear of the vehicle according to of the present invention.
  • FIGS. 1 and 2 in which the front section of a Low-floor rail vehicle 1 with a first carriage 2 and a pivotally coupled one second carriage 3 is shown.
  • a bow landing gear 4 arranged and in the joint area between the first and the second carriage 2, 3rd a further chassis 5 is arranged, which is designed as a portal chassis.
  • the low-floor rail vehicle sits behind with others, not shown here Carriage continues, between two carriages each a portal chassis 5 and in the rear area of the last car a rear landing gear is arranged, which is constructed essentially the same like the nose landing gear 4.
  • the portal chassis 5 has two idler gear 6, 7 arranged opposite one another via a portal, not shown, which forms a passage between the carriages 2, 3, and a transverse clasp 8 running parallel to the ground are connected to one another.
  • the crossbar 8 is on the car joint about a normal to the rail level, that is, normal to Axis F1 running on the paper plane rotatable in a horizontal plane on the carriages 2 and 3 articulated.
  • Each idler gear 6, 7 has one mounted around a horizontal transverse axis Wheel 9, 10, which is connected via a gearbox to an electric drive 11, 12 each is.
  • a so-called Symmetrical control is provided, in which the imaginary axis of rotation of the wheels 9, 10 always aligned along the angular symmetry of the longitudinal center planes of the carriages 2 and 3 is.
  • the carriage 2, 3 is aligned in the longitudinal direction in the joint area Frame 13 provided in the area of the base plate with its front end horizontally pivotable about an axis R1 on the first carriage 2 and with its rear end is horizontally pivoted about an axis R2 on the second carriage 3, the Pivot axes R1 and R2 essentially along the longitudinal center plane of the associated one Carriages 2, 3 are arranged.
  • the articulation of the frame 13 on the carriage 3 takes place via a horizontally pivotable intermediate lever 14, the longitudinal displacement of the axis R2 allows substantially along the longitudinal median plane of the carriage 2.
  • the front end facing R1 has the frame 13 lateral horizontal extensions 15, 16 on each of which a longitudinal strut 17, which is connected to the associated idler gear 6, 7, 18 is attached.
  • the nose landing gear 4 also has two idler gear drives 19, 20 arranged opposite one another on, with their outer wheel arches via a transverse clasp 21 running parallel to the ground are connected to each other, the transverse clasp 21 as in the chassis 5 by a normal axis F2 running to the rail plane (normal to the paper plane) in a horizontal plane is rotatably hinged to the vehicle floor.
  • the idler gear drives 19, 20 are over a length-adjustable tie rod 22 arranged transversely to the vehicle is connected to one another, in order to be able to set the track of the wheels 23, 24 of these drives 19, 20, namely on a parallel lane or a toe-in, in which the distance between the wheels in the direction of travel is slightly smaller in front of the axis of rotation than behind the axis of rotation.
  • hiring one Toe-in is further reduced, however, when the wheels run against the rail the vehicle can only be driven in one direction using this effect.
  • control means 27 each have two longitudinal rods aligned in the longitudinal direction 28, 29 and 30, 31, which are approximately in the middle between the trolleys 4, 5 via a horizontal, two-armed levers 32, 33 oriented essentially transversely to the direction of travel are interconnected, the front ends of the front rods 28, 30 in one Distance from the median longitudinal plane of the vehicle and symmetrical to this median longitudinal plane on the transverse clasp 21 and the rear ends of the rear rods 29, 31 in one each Distance from the median longitudinal plane of the vehicle symmetrically to this median longitudinal plane the extensions 15, 16 of the symmetrically controlled transverse clasp 13 are articulated.
  • the two-armed Levers 32, 33 are mounted on the vehicle and can be pivoted about a vertical axis determined a transmission ratio for transmission by the length of their force and load arms the unscrewing movement of the symmetrically controlled chassis 5 in an opposite direction Unscrewing movement of the chassis 4 (see Figure 2).
  • the gear ratio is approx. 1: 1, so that the turning movement of the undercarriage 5 directly into an opposite, the same large turning movement of the chassis 4 is implemented.
  • the present invention also possible, optionally any gear ratio to specify.
  • pivoting the symmetrical control of the chassis 5 indirectly to the chassis 4 via a control curve or control link transfer is also possible.
  • An embodiment of such an indirect control is known to the person skilled in the art known and described in detail, for example, in the aforementioned EP-A-443 309.
  • the idler gear 20 of the nose gear 4 of Figures 1 and 2 is in a vertical Cross section shown.
  • the wheel arch 26 consists of a outer wheel arch 34 and an inner wheel arch 35 is formed, the inner wheel arch 35 is pivotally mounted on the outer wheel housing 34 about the axis L1, specifically by means of a spherical bearing 36 arranged above the wheel 23 and one in the area of the Wheel pivot axis arranged pan bearing 37.
  • a spherical bearing 36 arranged above the wheel 23 and one in the area of the Wheel pivot axis arranged pan bearing 37.
  • all other known bearings can be used.
  • the wheel 23 is about two horizontal tapered roller bearings 38, 39 biased against each other Wheel axis of rotation on the inner wheel housing 35 rotatably mounted.
  • a return spring 40 provided in the embodiment of the idler gear shown in Figure 4 20 is designed as a leaf spring, which has one end on one in the idler gear integrated rail brake console 41 is attached and with its other end at a distance from the pivot axis L1 on the inner wheel housing 35 on a laterally protruding Spring seat 42 attacks.
  • an adjustable stop 43 is provided, which in the present case on the rail brake console 41 is arranged.
  • the spring 40 Since the spring 40 is provided on both drives of a vehicle, the spring 40 only has to act against the deflection of a wheel 23 from the rest position in one direction, since the deflection in the opposite direction by the return spring of the opposite Wheel is cushioned and transmitted to the wheel 23 via the tie rod.
  • the inner Wheel housing 35 has a bore 44 for fastening the tie rod.
  • the attachment of the outer wheel housing 34 on the transverse clasp 21 takes place in the exemplary embodiment shown by means of a bolt, not shown, which in a bore 45 of the outer Wheel arch 34 is used.
  • the turning movement gives of the control means 27 a too small or too large angle of rotation for the chassis 4 before, so that the wheels 23, 24 of the nose landing gear (or the rear landing gear) are not exactly in Direction of the rail tangent are aligned. In this case, they are horizontal pivotable idler gear 19, 20 deflected by the forces from their rest position and exactly aligned in the direction of the tangent of the curve.
  • the powers to Alignment of the wheels results from the fact that the lateral pressure point of a wheel Entry into and exit from a track arch shifted forward, so in any case A corresponding torque is formed around the axes L1, L2.

Landscapes

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Abstract

Ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für ein Niederflur-Nahverkehrsfahrzeug, mit zwei einander gegenüberliegenden Losradlaufwerken, die gemeinsam um eine im wesentlichen in Fahrzeugmitte und normal zur Schienenebene verlaufende Drehachse drehbar sind, wobei jedes Losrad jedes Losradlaufwerkes um je eine im wesentlichen normal zur Schienenebene verlaufende Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und die Schwenkachse (L1, L2) jedes Losrades (23, 24) im wesentlichen durch dessen Radaufstandspunkt verläuft. Die einander gegenüberliegend angeordneten Losradlaufwerke (19, 20) sind weiters über eine Querspange (21) miteinander verbunden, die um eine im wesentlichen in Fahrzeugmitte und normal zur Schienenebene verlaufende Drehachse (F2) drehbar angelenkt ist, und mit der Querspange (21) ist ein Steuermittel (27) verbunden, welches diese bei Durchfahren eines Schienenbogens bezüglich des Fahrzeuges (1) um deren Drehachse (F2) ausdreht. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für ein Niederflur-Nahverkehrsfahrzeug, mit zwei einander gegenüberliegenden Losradlaufwerken, die gemeinsam um eine im wesentlichen in Fahrzeugmitte und normal zur Schienenebene verlaufende Drehachse drehbar sind, wobei jedes Losrad jedes Losradlaufwerkes um je eine im wesentlichen normal zur Schienenebene verlaufende Schwenkachse schwenkbar gelagert ist.
Die EP 0 308 720 A offenbart ein Fahrwerk der gegenständlichen Art, nämlich ein Losradfahrwerk im eigentlichen Sinn, bei dem die Schwenkachsen der Losräder im wesentlichen durch die Radaufstandspunkte verlaufen. Bei diesem bekannten Fahrwerk sind die einander gegenüberliegenden Losrad-Paare jedoch nicht gegenüber dem Wagenkasten schwenkbar.
Auch gemäß der GB 363 558 A sind verschwenkbare Losräder in einem Fahrwerksrahmen gelagert, der gegenüber dem Wagenkasten nicht drehbar ist und diesem als Auflage dient.
Bei der Fahrwerkskonstruktion nach der DE 917 676 C handelt es sich zwar um ein Fahrwerk, welches ebenfalls keine starre Achsverbindung der gegenüberliegenden Räder, aber trotzdem eine tragende Achse zur Abstützung des Wagenkastens aufweist, sodaß es sich um kein Losradfahrwerk im eigentlichen Sinn handelt.
Die bei dem Fahrwerk nach der AT E 111 402 T1 verwendete Achse besitzt eine tragende Funktion, d.h. der Wagenkasten stützt sich auf diesem Bauteil ab, der daher relativ stark ausgeführt sein muß und dementsprechend viel Platz benötigt. Die Schwenkachsen der steuerbaren Räder nach diesem Vorhalt verlaufen zwar im wesentlichen durch den Radaufstandspunkt, doch ist dem Dokument kein Hinweis zu entnehmen, daß dieses Merkmal isoliert von der geoffenbarten Gesamtkonstruktion auch bei völlig anders aufgebauten Fahrwerken, beispielsweise Losradfahrwerken, ohne die Räder direkt verbindende, tragende Achse, vorgesehen sein kann.
Ein Fahrwerk der gegenständlichen Art ist auch in der EP 135 877 beschrieben. Zur Verminderung der in Gleisbögen auftretenden Kräfte und des damit einhergehenden Verschleißes sind die Räder bei dem aus der EP 135 877 bekannten Fahrwerk horizontal schwenkbar angeordnet. Die vertikale Schwenkachse eines Rades ist entweder vor oder hinter dem Rad oder im Bereich seitlich neben dem Rad angeordnet. Wenn das Fahrzeug in einen Kurvenbogen einfährt, werden die Räder durch die zwischen der Schiene und dem Fahrzeug wirksamen Kräfte um ihre Schwenkachse ausgelenkt und an den jeweiligen Verlauf des Kurvenbogens ausgerichtet. Ein Nachteil dieser Anordnung liegt unter anderem darin, daß bei einem Antrieb und beim Bremsen ein stark unterschiedliches Verhalten auftritt, sodaß dieses bekannte Fahrwerk bei einem stabilen Bremsverhalten im Antriebszustand besonders instabil ist und umgekehrt. Das heißt, daß einerseits angetriebene Räder nicht gebremst werden können und andererseits Räder mit Bremseinrichtungen nicht angetrieben werden können.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, durch eine Verbesserung der eingangs erwähnten Vorrichtung eine gute Anpassung der Radausrichtung an einen Kurvenbogen in allen Antriebs- und Bremszuständen zu ermöglichen und zusätzlich einen möglichst stabilen Geradeauslauf zu erzielen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwenkachse jedes Losrades in an sich bekannter Weise im wesentlichen durch dessen Radaufstandspunkt verläuft. Durch diese Lösung kann das Fahrzeug ohne irgendwelchem Vor- oder Nachlauf stabil Geradeausfahren, da die zwischen Schiene und Fahrzeug wirkenden Kräfte keine Momente erzeugen, welche eine Auslenkung der Räder verursachen. Da sich der seitliche Druckpunkt des Rades auf der Schiene bei Einfahren in und bei Ausfahren aus den Bogen deutlich nach vorne verlagert, werden dennoch beim Übergang einer Gerade in einen Kurvenbogen ausreichend hohe Kräfte frei, die ein Einlenken der Räder und deren exakte Ausrichtung mit der Schienentangente ermöglichen.
Bei einer weiteren Verbesserung des erfindungsgemäßen Fahrwerks sind die gegenüberliegend angeordneten Losradlaufwerke über eine Querspange miteinander verbunden, die um eine im wesentlichen in Fahrzeugmitte und normal zur Schienenebene verlaufende Achse drehbar an dem Fahrzeug angelenkt ist und es ist ein Steuermittel mit der Querspange verbunden, die um eine im wesentlichen in Fahrzeugmitte und normal zur Schienenebene verlaufende Drehachse drehbar angelenkt ist, und ein Steuermittel mit der Querspange verbunden, welches die Querspange bei Durchfahren eines Schienenbogens bezüglich des Fahrzeuges um deren Drehachse ausdreht. Durch diese zusätzliche Fahrwerksausrichtung wird ein Zwängen der Räder im Bereich des Gleisbogens verhindert. Überdies wird der Schwenkwinkel der Losradlaufwerke erheblich verringert, sodaß für die Ausrichtung der Räder geringere Kräfte erforderlich sind.
Bei einem in der Praxis vorteilhaften Ausführungsbeispiel eines solchen verbesserten Fahrwerks ist das Steuermittel mit einem davor oder dahinter angeordneten Fahrwerk gekoppelt, welches an einer Gelenksverbindung zweier Wagen des Fahrzeuges angeordnet und durch eine Symmetralsteuerung mit diesen Wagen verbunden ist, wobei die Drehbewegung dieses symmetralgesteuerten Fahrwerks durch das Steuermittel direkt oder über eine Steuerkulisse indirekt auf das zu steuernde Fahrwerk übertragen wird. Bei dieser Ausführungsform wird das Fahrwerk in Abhängigkeit von dem Kurvenverlauf im Bereich zwischen den zwei gelenkig verbundenen Wagen symmetrisch zu den Wagen eingelenkt und diese Einlenkbewegung durch das Steuermittel auf das davor oder dahinter angeordnete Fahrwerk übertragen. Die Schwenkbewegung der Losradlaufwerke hat in diesem Fall die Aufgabe, eine Lenkbewegung der Räder beim Übergang einer Gerade in eine Kurve bzw. von einer Kurve in eine Gerade oder bei Radiusänderungen einer Kurve auszuführen, und zwar in jenen Fällen, in welchen das Steuermittel noch nicht, zu gering oder zu stark eingelenkt hat.
Eine weitere Verbesserung der Stabilität der Losradlaufwerke im Geradeauslauf kann dadurch erzielt werden, daß die Losräder der Losradadlaufwerke um ihre Schwenkachse gegen eine Rückstellkraft, vorzugsweise mit einem definierten Schwellwert aus ihrer Ruhelage auslenkbar sind. Dabei kann die Stabilität weiter verbessert werden, wenn zwei gegenüberliegende Losräder mittels einer Spurstange miteinander verbunden sind und jedes Losrad durch eine Rückstellfeder gegen einen Anschlag in Richtung Fahrzeugmitte belastet ist. Durch die Rückstellkräfte wird überdies das Geradestellen der ausgelenkten Räder erleichtert. Die Spurstange ist vorzugsweise in ihrer Länge verstellbar und kann sowohl zur Einstellung einer parallelen Spur als auch einer Vorspur angepaßt werden. Die Losradlaufwerke müssen nicht notwendigerweise unangetrieben sein, sondern können über ein Getriebe mit einem elektrischen Antrieb verbunden sein.
Bei einem Schienenfahrzeug mit zumindest zwei Fahrwerken mit zumindest je zwei gegenüberliegend angeordneten Losradlaufwerken, wird das erfindungsgemäße Fahrwerk in vorteilhafter Weise so eingesetzt, daß das Bug- und/oder das Heckfahrwerk des Fahrzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels hervor, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Schienenfahrzeug mit einem Fahrwerk der erfindungsgemäßen Art bei Geradeausfahrt,
  • Fig. 2 das Schienenfahrzeug von Figur 1 bei Fahrt durch einen Kurvenbogen,
  • Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch ein Losradlaufwerk für ein Fahrwerk der erfindungsgemäßen Art,
  • Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf das Losradlaufwerk von Fig. 3.
    • Vorerst wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen, in welchen der Frontabschnitt eines Niederflur-Schienenfahrzeuges 1 mit einem ersten Wagen 2 und einem schwenkbar angekoppelten zweiten Wagen 3 dargestellt ist. Im Bugbereich des ersten Wagens 2 ist ein Bugfahrwerk 4 angeordnet und im Gelenksbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Wagen 2, 3 ist ein weiteres Fahrwerk 5 angeordnet, welches als ein Portalfahrwerk ausgebildet ist.
    Das Niederflur-Schienenfahrzeug setzt sich nach hinten mit weiteren, hier nicht dargestellten Wagen fort, wobei zwischen zwei Wagen je ein Portalfahrwerk 5 und im Heckbereich des letzten Wagens ein Heckfahrwerk angeordnet ist, welches im wesentlichen gleich aufgebaut ist wie das Bugfahrwerk 4.
    Das Portalfahrwerk 5 weist zwei gegenüberliegend angeordnete Losradlaufwerke 6, 7 auf, die über ein nicht dargestelltes Portal, welches einen Durchgang zwischen den Wagen 2, 3 bildet, und eine parallel zum Boden verlaufende Querspange 8 miteinander verbunden sind. Die Querspange 8 ist an dem Wagengelenk um eine normal zur Schienenebene, das heißt, normal zur Papierebene verlaufende Achse F1 in einer Horizontalebene drehbar an den Wagen 2 und 3 angelenkt. Jedes Losradlaufwerk 6, 7 weist je ein um eine horizontale Querachse gelagertes Rad 9, 10 auf, welches über je ein Getriebe mit je einem elektrischen Antrieb 11, 12 verbunden ist.
    Zur Ausrichtung der Räder 9, 10 der Losradlaufwerke 6, 7 des Portalfahrwerks 5 ist eine sogenannte Symmetralsteuerung vorgesehen, bei welcher die gedachte Drehachse der Räder 9, 10 immer entlang der Winkelsymmetralen der Längsmittelebenen der Wagen 2 und 3 ausgerichtet ist. Zu diesem Zweck ist im Gelenksbereich der Wagen 2, 3 ein in Längsrichtung ausgerichteter Rahmen 13 vorgesehen, der im Bereich der Bodenplatte mit seinem vorderen Ende um eine Achse R1 horizontal schwenkbar an dem ersten Wagen 2 und mit seinem hinteren Ende um eine Achse R2 horizontal schwenkbar an dem zweiten Wagen 3 gelagert ist, wobei die Schwenkachsen R1 und R2 im wesentlichen entlang der Längsmittelebene der zugeordneten Wagen 2, 3 angeordnet sind. Die Anlenkung des Rahmens 13 an dem Wagen 3 erfolgt über einen horizontal schwenkbaren Zwischenhebel 14, der eine Längsverschiebung der Achse R2 im wesentlichen entlang der Längsmittelebene des Wagens 2 ermöglicht. An seinem der Achse R1 zugewandten vorderen Ende weist der Rahmen 13 seitliche horizontale Fortsätze 15, 16 auf, an welchen je eine mit dem zugeordneten Losradlaufwerk 6, 7 verbundene Längsstrebe 17, 18 befestigt ist. Durch die Dimensionierung der Abstände zwischen den Achsen F1, R1 und R2 bzw. der wirksamen Länge der Fortsätze 15, 16 ist gewährleistet, daß die gedachte Drehachse der Räder 9, 10 der Losradlaufwerke 7, 8 bei Durchlaufen einer Kurve immer durch die Winkelsymmetrale der Längsmittelebene verläuft (siehe Fig. 2).
    Das Bugfahrwerk 4 weist ebenso zwei gegenüberliegend angeordnete Losradlaufwerke 19, 20 auf, die mit ihren äußeren Radkästen über eine parallel zum Boden verlaufende Querspange 21 miteinander verbunden sind, wobei die Querspange 21 wie bei dem Fahrwerk 5 um eine normal zur Schienenebene (normal zur Papierebene) verlaufende Achse F2 in einer Horizontalebene drehbar an dem Fahrzeugboden angelenkt ist. Weiters sind die Losradlaufwerke 19, 20 über eine Quer zum Fahrzeug angeordnete, längenverstellbare Spurstange 22 miteinander verbunden, um die Spur der Räder 23, 24 dieser Laufwerke 19, 20 einstellen zu können, nämlich auf eine parallele Spur oder eine Vorspur, bei welcher der Abstand zwischen den Rädern in Fahrtrichtung vor der Drehachse etwas kleiner als hinter der Drehachse ist. Bei Einstellung einer Vorspur wird in Kurvenbögen das Anlaufen der Räder an der Schiene weiter verringert, jedoch kann das Fahrzeug unter Ausnutzung dieses Effektes nur in eine Richtung gefahren werden.
    Zur Befestigung der Losradlaufwerke 19, 20 an dem Fahrzeug 1 ist je ein mit der Querspange 21 verbundener Radkasten 25, 26 vorgesehen, an welchem je ein Rad 23, 24 um seine horizontale Drehachse und zusätzlich um eine normal zur Schienenebene (normal zur Papierebene) verlaufende Achse L1, L2 schwenkbar gelagert ist, sodaß die Räder 23, 24 durch horizontales Verschwenken aus ihrer in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Ruhelage in eine Rechts- oder Linkskurve einlenken und so ein Anlaufen der Räder an der Schiene vermeiden können.
    Zum Ausdrehen des gesamten Fahrwerks 4 um die Achse F2, um die gedachte Drehachse der Räder normal zur Tangente des Kurvenbogens auszurichten, ist dieses Fahrwerk über ein Steuermittel 27 mit dem in Fahrtrichtung dahinter angeordneten Fahrwerk 5 gekoppelt. Falls es sich bei dem Fahrwerk 4 um ein Heckfahrwerk handelt, ist dieses natürlich mit einem in Fahrtrichtung davor angeordneten Fahrwerk gekoppelt.
    Im vorliegenden Fall weist das Steuermittel 27 je zwei in Längsrichtung ausgerichtete Längsstangen 28, 29 und 30, 31 auf, die etwa mittig zwischen den Fahrwerken 4, 5 über einen horizontalen, im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung ausgerichteten zweiarmigen Hebel 32, 33 miteinander verbunden sind, wobei die vorderen Enden der vorderen Stangen 28, 30 in je einem Abstand von der Längsmittelebene des Fahrzeuges und symmetrisch zu dieser Längsmittelebene an der Querspange 21 und die hinteren Enden der hinteren Stangen 29, 31 in je einem Abstand von der Längsmittelebene des Fahrzeuges symmetrisch zu dieser Längsmittelebene an den Fortsätzen 15, 16 der symmetralgesteuerten Querspange 13 angelenkt sind. Die zweiarmigen Hebel 32, 33 sind um je eine vertikale Achse schwenkbar an dem Fahrzeug gelagert und bestimmten durch die Länge ihrer Kraft- und Lastarme ein Übersetzungsverhältnis zur Übertragung der Ausdrehbewegung des symmetralgesteuerten Fahrwerks 5 in eine gegensinnige Ausdrehbewegung des Fahrwerks 4 (siehe Figur 2).
    Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt das Übersetzungsverhältnis ca. 1:1, sodaß die Ausdrehbewegung des Fahrwerks 5 direkt in eine gegensinnige, gleich große Ausdrehbewegung des Fahrwerks 4 umgesetzt wird. Natürlich ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch möglich, gegebenenfalls jedes beliebige Übersetzungsverhältnis vorzugeben. Weiters besteht die Möglichkeit, die Schwenkbewegung der Symmetralsteuerung des Fahrwerks 5 indirekt über eine Steuerkurve oder Steuerkulisse auf das Fahrwerk 4 zu übertragen. Ein Ausführungsbeispiel für eine solche indirekte Steuerung ist dem Fachmann bekannt und beispielsweise in der bereits genannten EP-A-443 309 ausführlich beschrieben.
    In Figur 3 ist das Losradlaufwerk 20 des Bugfahrwerks 4 der Figuren 1 und 2 in einem vertikalen Querschnitt dargestellt. Dieser Figur ist zu entnehmen, daß der Radkasten 26 aus einem äußeren Radkasten 34 und einem inneren Radkasten 35 gebildet wird, wobei der innere Radkasten 35 um die Achse L1 schwenkbar an dem äußeren Radkasten 34 gelagert ist, und zwar mittels eines oberhalb des Rades 23 angeordneten Gelenkslagers 36 und eines im Bereich der Raddrehachse angeordneten Pfannenlagers 37. Natürlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung für diese Lagerung auch alle anderen bekannten Lager eingesetzt werden.
    Das Rad 23 ist über zwei gegeneinander vorgespannte Kegelrollenlager 38, 39 um die horizontale Raddrehachse an dem inneren Radkasten 35 drehbar gelagert.
    Zur Rückstellung der Räder 23, 24 des Fahrwerks 4 bei einem Verschwenken aus ihrer Ruhelage und zur weiteren Stabilisierung der Radausrichtung bei Geradeauslauf ist eine Rückstellfeder 40 vorgesehen, die bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel des Losradlaufwerks 20 als eine Blattfeder ausgebildet ist, welche mit einem Ende an einer in dem Losradlaufwerk integrierten Schienenbremskonsole 41 befestigt ist und mit ihrem anderen Ende in einem Abstand von der Schwenkachse L1 an dem inneren Radkasten 35 an einem seitlich etwas vorspringenden Federsitz 42 angreift. Zur Voreinstellung der Rückstellkraft der Feder 40 ist weiters ein verstellbarer Anschlag 43 vorgesehen, der im vorliegenden Fall an der Schienenbremskonsole 41 angeordnet ist. An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß zur Rückstellung und Stabilisierung eines Rades natürlich jede geeignete Federkraft vorgesehen sein kann. Weiters kann vorgesehen sein, die Wirkung der Federkraft mit einer zusätzlichen Dämpfung zu versehen.
    Da die Feder 40 an beiden Laufwerken eines Fahrzeuges vorgesehen ist, muß die Feder 40 nur gegen die Auslenkung eines Rades 23 aus der Ruhelage in eine Richtung wirken, da die Auslenkung in die entgegengesetzte Richtung durch die Rückstellfeder des gegenüberliegenden Rades abgefedert und über die Spurstange auf das Rad 23 übertragen wird.
    An dem der Schienenbremse 41 abgewandten vorderen Ende des Laufwerks 20 ist an dem inneren Radkasten 35 eine Bohrung 44 zur Befestigung der Spurstange vorgesehen. Die Befestigung des äußeren Radkastens 34 an der Querspange 21 erfolgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mittels eines nicht dargestellten Bolzens, der in eine Bohrung 45 des äußeren Radkastens 34 eingesetzt wird.
    Im folgenden wird, soferne sie sich nicht ohnedies bereits aus den obigen Erläuterungen ergibt, noch kurz auf die Funktion der Ausrichtung der Räder durch horizontales Verschwenken um die Achse L1 etwas näher eingegangen.
    Bei einer Kurvenein- oder -ausfahrt oder bei Änderungen des Kurvenradius gibt die Ausdrehbewegung des Steuermittels 27 einen zu kleinen oder zu großen Drehwinkel für das Fahrwerk 4 vor, sodaß die Räder 23, 24 des Bugfahrwerks (bzw. des Heckfahrwerks) nicht exakt in Richtung der Schienentangente ausgerichtet sind. In diesem Fall werden die horizontal schwenkbaren Losradlaufwerke 19, 20 durch die auftretenden Kräfte aus ihrer Ruhelage ausgelenkt und exakt in Richtung der Tangente des Kurvenbogens ausgerichtet. Die Kräfte zur Ausrichtung der Räder ergeben sich dadurch, daß der seitliche Druckpunkt eines Rades bei Einfahren in und bei Ausfahren aus einem Gleisbogen nach vorne verlagert, sodaß in jedem Fall je ein entsprechendes Moment um die Achsen L1,L2 ausgebildet wird. Sobald die aus diesem Moment resultierenden Kräfte größer als die inneren Kräfte der Lagerung und der Rückstellkraft der Feder 40 sind, wird sich das Rad solange in Richtung Kurventangente ausrichten, bis die wirksamen Kräfte im Gleichgewicht sind. Durch die Verbindung der inneren Radkästen der Laufwerke mittels der Spurstange 22 ist sichergestellt, daß sich immer beide Räder in derselben Weise ausrichten.
    Bei Durchfahren eines Kurvenbogens mit konstantem Radius wird die Lenkung durch die Verdrehung des gesamten Bugfahrwerks 4 um die Achse F2 durch das Steuerungsmittel 27 übernommen. Dabei wandert der seitliche Druckpunkt der Losräder 23, 24 wieder zur Schwenkachse L1, L2 und die Räder 23, 24 werden durch die Rückstellfeder 40 wieder in ihre Ruhelage zurückgebracht.
    Bei Geradeausfahren ist kein Lenkmechanismus aktiv und sowohl das Fahrwerk als auch die einzelnen Losräder befinden sich in ihrer unverschwenkten Ruhestellung.

    Claims (8)

    1. Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für ein Niederflur-Nahverkehrsfahrzeug, mit zwei einander gegenüberliegenden Losradlaufwerken, die gemeinsam um eine im wesentlichen in Fahrzeugmitte und normal zur Schienenebene verlaufende Drehachse drehbar sind, wobei jedes Losrad jedes Losradlaufwerkes um je eine im wesentlichen normal zur Schienenebene verlaufende Schwenkachse schwenkbar gelagert ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (L1, L2) jedes Losrades (23, 24) in an sich bekannter Weise im wesentlichen durch dessen Radaufstandspunkt verläuft.
    2. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegend angeordneten Losradlaufwerke (19, 20) über eine Querspange (21) miteinander verbunden sind, die um eine im wesentlichen in Fahrzeugmitte und normal zur Schienenebene verlaufende Drehachse (F2) drehbar angelenkt ist, und daß ein Steuermittel (27) mit der Querspange (21) verbunden ist, welches die Querspange (21) bei Durchfahren eines Schienenbogens bezüglich des Fahrzeuges (1) um deren Drehachse (F2) ausdreht.
    3. Fahrwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (27) mit einem davor oder dahinter angeordneten Fahrwerk (5) gekoppelt ist, welches an einer Gelenksverbindung zweier Wagen (2,3) des Fahrzeuges angeordnet und durch eine Symmetralsteuerung (13, 15, 16, 17, 18) mit diesen Wagen (2,3) verbunden ist, wobei die Drehbewegung dieses symmetralgesteuerten Fahrwerks (5) durch das Steuermittel (27) direkt oder über eine Steuerkulisse indirekt auf das zu steuernde Fahrwerk (4) übertragen wird.
    4. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Losräder (23, 24) der Losradlaufwerke (19, 20) um die Schwenkachse (L1, L2) gegen eine Rückstellkraft, vorzugsweise mit einem definierten Schwellwert aus ihrer Ruhelage auslenkbar sind.
    5. Fahrwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Losräder (23, 24) mittels einer Spurstange (22) miteinander verbunden sind und jedes dieser Losradlaufwerke (19, 20) durch je eine die Federkraft erzeugende Blattfeder (40) gegen einen Anschlag in Richtung Fahrzeugmitte belastet ist.
    6. Fahrwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurstange (22) einstellbar ist und zur Einstellung einer parallelen Spur als auch einer Vorspur angepaßt werden kann.
    7. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Losradlaufwerk (19, 20) über ein Getriebe mit einem elektrischen Antrieb verbunden ist.
    8. Schienenfahrzeug mit zumindest zwei Fahrwerken (4, 5) mit zumindest je zwei gegenüberliegend angeordneten Losradlaufwerken (6, 7, 19, 20), dadurch gekennzeichnet, daß das Bug- und/oder das Heckfahrwerk (4) des Fahrzeuges (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
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