EP1062139A1 - Vorrichtung zur übertragung der längskräfte eines drehgestelles auf den wagenkasten eines schienenfahrzeuges, insbesondere eines triebfahrzeuges mit hoher zugkraft - Google Patents

Vorrichtung zur übertragung der längskräfte eines drehgestelles auf den wagenkasten eines schienenfahrzeuges, insbesondere eines triebfahrzeuges mit hoher zugkraft

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EP1062139A1
EP1062139A1 EP99916783A EP99916783A EP1062139A1 EP 1062139 A1 EP1062139 A1 EP 1062139A1 EP 99916783 A EP99916783 A EP 99916783A EP 99916783 A EP99916783 A EP 99916783A EP 1062139 A1 EP1062139 A1 EP 1062139A1
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bogie
joint
vehicle
rod
transmitting
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Siemens AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL 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
    • B61F5/00Constructional 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
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies

Definitions

  • the invention relates to a device for transmitting the longitudinal forces of a bogie to the car body of a rail vehicle, in particular a traction vehicle with high traction, with a transmission rod arranged in the longitudinal direction of the vehicle, consisting of two rod parts, one of which is a rod part at a pivot point of the car body and the other Rod part engages at a pivot point of the bogie frame, the two ⁇ tangenmaschine are connected in a rotatable joint about the vehicle transverse axis, which is supported vertically with respect to the bogie frame.
  • two of these transmission rods are provided, the respective rotatable joint of which is supported vertically upwards by means of tapered rollers relative to an associated rolling surface on the bogie.
  • the two transmission rods can only transmit forces to the car body in one load direction; when tensile and braking forces occur, either one or the other transmission rod is effective, depending on the direction of travel.
  • the double use of transmission rods and the corresponding articulation points to be designed twice on both the body and the bogie are considered disadvantageous.
  • the invention has for its object to design a device of the generic type by means as simple as possible so that occurring longitudinal forces can be transmitted with only one transmission rod in the pulling direction and in the pushing direction.
  • FIG. 1 shows a motor bogie and an only indicated car body of a rail vehicle with a device for longitudinal force transmission in side view
  • Fig. 3 a modified compared to Fig. 1
  • FIG. 4 shows a top view supplementing FIG. 3 in the illustration corresponding to FIG. 2.
  • the powered bogie has a bogie frame 1, wheel sets 10 driven by traction motors 9 and not one here - 3 -
  • Brake equipment shown which can consist of disc brakes and rail brakes.
  • the transmission of longitudinal forces is carried out by a transmission rod formed from two rod parts 4 and 5, these rod parts 4 and 5 being connected in a joint 6 which is rotatable about the transverse axis of the vehicle.
  • the first rod part 4 engages at a pivot point 3 of the body 11; the second rod part 5 is attached to an articulation point 2 of the bogie frame 1, which has a relatively small height distance h from the upper rail edge SO.
  • the rod parts 4 and 5 of the transmission rod and the rotatable joint 6, which is preferably designed as a wide hinge joint, are designed to be kink-resistant, the joint 6 being connected to the bogie frame 1 in a force-transmitting manner in both vertical directions.
  • this force-transmitting connection is formed by an articulated gear which has two pendulum-like links 7 which are parallel in the initial state and which are connected to the articulation 6 and the head support 8 of the bogie frame 1.
  • the buckling length is favorably limited to the respective rod part 4 or 5.
  • the articulation according to the invention except in the longitudinal direction, in which the power transmission is to take place - allows all mobility between the bogie and the body, namely turning out about the vertical axis, diving, translation across, pitching and swaying. With these different types of relative movements, the transmission rod has different overall lengths and articulation points: - 4 -
  • the joint 6 rigidly connects the two parts 4 and 5 of the transmission rod; the transmission rod has the effective length L between the articulation points 2 and 3.
  • the transmission rod is movable in the joint 6, which, as described, is rigidly attached to the bogie frame 1 in a vertical plane.
  • the transmission rod effectively comprises only its part 4 with the length L1 between the articulation point 3 and the rotatable joint 6.
  • Rolling movements are recorded by gimbaling around the articulation point 3 on the body 11.
  • the rod part 5 By inclining the first part 4 of the transmission rod by the angle ⁇ , it can be achieved that the line of action of the longitudinal forces intersects the center of the bogie at the level of the top edge of the rail SO. Since the second rod part 5 has no vertical mobility with respect to the bogie frame 1, drive components, such as the traction motors 9 here, can be arranged in the immediate vicinity of this rod part 5. In addition, in the sense of the largest possible free installation space for the drive components, the rod part 5 in particular is designed flat, i. that is, the overall height is considerably smaller than the overall width (taking into account the required buckling stiffness).
  • the articulation point 2 of the rod part 5 on the bogie side is a distance e from the transverse center of the bogie in the longitudinal direction towards the rotatable joint 6 - 5 -

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Description

Beschreibung
Vorrichtung zur Übertragung der Längskräfte eines Drehgestelles auf den Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Triebfahrzeuges mit hoher Zugkraft
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung der Längskräfte eines Drehgestelles auf den Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Triebfahrzeuges mit hoher Zugkraft, mit einer in Fahrzeuglängs- richtung angeordneten Übertragungsstange aus zwei Stan- genteilen, von denen ein Stangenteil an einem Anlenkpunkt des Wagenkastens und das andere Stangenteil an einem Anlenkpunkt des Drehgestellrahmens angreift, wobei die zwei Ξtangenteile in einem um die Fahrzeugquerachse drehbeweglichen Gelenk verbunden sind, das gegenüber dem Drehgestellrahmen vertikal abgestützt ist.
Bei einer durch die DE-AS 12 24 768 bekannten Vorrichtung mit den zuvor genannten Merkmalen sind zwei dieser Übertragungsstangen vorgesehen, deren jeweiliges drehbe- wegliches Gelenk mittels Kegelrollen gegenüber einer zugehörigen Roll fläche am Drehgestell vertikal nach oben abgestützt ist. Die beiden Übertragungsstangen können jeweils nur in einer Lastrichtung Kräfte auf den Wagenkasten weiterleiten; bei auftretenden Zug- und Brems- kräften ist also je nach Fahrtrichtung entweder die eine oder die andere Übertragungsstange wirksam. Der doppelte Einsatz von Übertragungsstangen und die dementsprechend sowohl am Wagenkasten als auch am Drehgestell zweifach auszubildenden Anlenkpunkte werden als nachteilig ange- sehen. - 2
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art durch möglichst einfache Mittel so zu gestalten, daß auftretende Längskräfte mit nur einer Übertragungsstange in Zugrichtung und in Druckrichtung übertragbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwei Stangenteile und das drehbewegliche Gelenk knicksteif ausgeführt sind, wobei das Gelenk in beiden Vertikalrichtungen kraftübertragend am Drehgestellrahmen angeschlossen ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungs- beispielen näher erläutert, die in der Zeichnung prinzipartig dargestellt sind. Es zeigen
Fig. 1 ein Triebdrehgestell und einen nur angedeuteten Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges mit einer Vorrichtung zur Längskraftübertragung in Seitenansicht,
Fig. 2 Bauelemente der Vorrichtung zur Längskraftübertragung nach Fig. 1 in der Draufsicht,
Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte
Aus führungs form ebenfalls in Seitenansicht,
Fig. 4 eine die Fig. 3 ergänzende Draufsicht in der Darstellung entsprechend Fig. 2.
Das Triebdrehgestell hat einen Drehgestellrahmen 1, durch Fahrmotore 9 angetriebene Radsätze 10 und eine hier nicht - 3 -
dargestellte Bremsausrüstung, die aus Scheibenbremsen und Schienenbremsen bestehen kann.
Der Übertragung von Längskräften dient eine aus zwei Stangenteilen 4 und 5 gebildete Übertragungsstange, wobei diese Stangenteile 4 und 5 in einem um die Fahrzeugquerachse drehbeweglichen Gelenk 6 verbunden sind. Das erste Stangenteil 4 greift an einem Anlenkpunkt 3 des Wagenkastens 11 an; das zweite Stangenteil 5 ist an einem Anlenkpunkt 2 des Drehgestellrahmens 1 befestigt, der einen relativ geringen Höhenabstand h von der Schienenoberkante SO aufweist.
Im Hinblick auf die Längskraftübertragung sowohl in Zugrichtung als auch in Druckrichtung sind die Stangenteile 4 und 5 der Übertragungsstange sowie das bevorzugt als breites Scharniergelenk gestaltete drehbewegliche Gelenk 6 knicksteif ausgeführt, wobei das Gelenk 6 in beiden Vertikalrichtungen kraftübertragend am Drehge- stellrahmen 1 angeschlossen ist. Dieser kraftübertragende Anschluß wird nach den Ausführungsbeispielen durch ein Gelenkgetriebe gebildet, das zwei im Ausgangszustand parallele pendelartige Lenker 7 aufweist, die mit dem Gelenk 6 und dem Kopfträger 8 des Drehgestellrahmens 1 verbunden sind. Durch diesen Anschluß ist im übrigen günstig die Knicklänge auf das jeweilige Stangenteil 4 bzw. 5 begrenzt.
Die erfindungsgemäße Anlenkung läßt - außer in Längs- richtung, in der ja die Kraftübertragung erfolgen soll - alle Beweglichkeiten zwischen Drehgestell und Wagenkasten zu, nämlich Ausdrehen um die Hochachse, Tauchen, Translation quer, Nicken und Wanken. Bei diesen verschiedenen Arten von Relativbewegungen besitzt die Übertragungs- Stange unterschiedliche Gesamtlängen und Anlenkpunkte : - 4 -
Für Bewegungen in der Grundrißebene (horizontal), also Ausdrehen um die Hochachse und Translation quer, verbindet das Gelenk 6 die beiden Teile 4 und 5 der Übertragungsstange steif; die Übertragungs- stange besitzt die effektive Länge L zwischen den Anlenkpunkten 2 und 3.
Für Bewegungen in der Aufrißebene (vertikal), also Tauchen und Nicken, ist die Übertragungsstange im Gelenk 6 beweglich, das wie beschrieben in senkrechter Ebene starr am Drehgestellrahmen 1 befestigt ist. Die Übertragungsstange umfaßt effektiv nur ihr Teil 4 mit der Länge Ll zwischen dem Anlenkpunkt 3 und dem drehbeweglichen Gelenk 6.
Wankbewegungen werden durch kardanische Verdrehung um den Anlenkpunkt 3 am Wagenkasten 11 aufgenommen.
Durch eine Schrägstellung des ersten Teils 4 der Über- tragungsstange um den Winkel ß kann erreicht werden, daß die Wirkungslinie der Längskräfte die Drehgestellmitte auf Höhe der Schienenoberkante SO schneidet. Da das zweite Stangenteil 5 keine Vertikalbeweglichkeit gegenüber dem Drehgestellrahmen 1 besitzt, können Antriebs- komponenten, wie hier die Fahrmotore 9, in unmittelbarer Nähe dieses Stangenteiles 5 angeordnet werden. Außerdem ist im Sinne des möglichst großen freien Einbauraumes für die Antriebskomponenten insbesondere das Stangenteil 5 flach gestaltet, d. h., dessen Bauhöhe ist wesentlich kleiner als die Baubreite (unter Berücksichtigung der er orderlichen Knicksteifigkeit ) .
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 ist der drehgestellseitige Anlenkpunkt 2 des Stangenteiles 5 um eine Strecke e aus der Quermitte des Drehgestelles in Längsrichtung auf das drehbewegliche Gelenk 6 hin - 5 -
versetzt. Die durch diesen Versatz verursachten Rückwirkungen auf die Ausdrehkraft des Drehgestelles kompensieren weitgehend die Rückwirkungen, die aus der Führung des Gelenkes 6 verursacht werden, weil sich das Gelenk 6 durch die beiden parallelen pendelartigen Lenker 7 seitlich nicht auf einer Ebene, sondern auf einer Kugeloberfläche mit dem Radius L2 bewegt.
Liste der Bezuαszeichen
1 Drehgestellrahmen
2 Anlenkpunkt am Drehgestellrahmen
3 Anlenkpunkt am Wagenkasten 4 erstes Teil einer Übertragungsstange
5 zweites Teil einer Übertragungsstange
6 drehbewegliches Gelenk (Scharniergelenk)
7 pendelartiger Lenker, als Teil eines Gelenkgetriebes
8 Kopfträger des Drehgestellrahmens 9 Fahrmotor
10 Radsatz
11 Wagenkasten
L effektive Länge der Übertragungsstange 4, 5 zwischen den Anlenkpunkten 2 und 3 Ll effektive Länge der Übertragungsstange - hier nur
Teil 4 - zwischen dem Anlenkpunkt 3 und dem Gelenk 6 L2 Radius der seitlichen Beweglichkeit des Drehgestells auf einer Kugeloberfläche SO Schienenoberkante h Höhenabstand des drehgestellseitigen Anlenkpunktes 2 von der Schienenoberkante e Strecke, um die der drehgestellseitige Anlenkpunkt 2 aus der Drehgestel lmitte in Längsrichtung auf das Gelenk 6 hin versetzt ist ß Winkel der Schrägste 1 lung des ersten Teils 4 der
Übertragungsstange

Claims

- 6 -Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Übertragung der Längskräfte eines Drehgestelles auf den Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Triebfahrzeuges mit hoher Zugkraft, mit einer in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Übertragungsstange aus zwei Ξtangenteilen (4, 5), von denen ein Stangenteil (4) an einem Anlenkpunkt (3) des
Wagenkastens (11) und das andere Stangenteil (5) an einem Anlenkpunkt (2) des Drehgestellrahmens (1) angreift, wobei die zwei Stangenteile (4, 5) in einem um die Fahrzeugquerachse drehbeweglichen Gelenk (6) verbunden sind, das gegenüber dem Drehges ellrahmen (1) vertikal abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Stangenteile (4, 5) und das drehbewegliche Gelenk (6) knicksteif ausgeführt sind, wobei das Gelenk (6) in beiden Vertikalrichtungen kraftübertragend am Drehge- stellrahmen (1) angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbewegliche Gelenk (6) als Scharniergelenk gestaltet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kraftübertragende Anschluß des drehbeweglichen Gelenkes (6) am Drehgestellrahmen (1) durch ein Gelenkgetriebe gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkgetriebe zwei im Ausgangszustand parallele pendelartige Lenker (7) aufweist, die mit dem drehbeweglichen Gelenk (6) und dem Kopfträger (8) des Drehge- stellrahmens (1) verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das am Wagenkasten (11) angelenkte Stangenteil (4) in Vertikalebene geneigt angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der drehgestellseitige Anlenkpunkt (2) des Stangenteiles (5) um eine Strecke (e) aus der Quermitte des Drehgestelles in Längsrichtung auf das drehbewegliche Gelenk (6) hin versetzt ist, wobei die durch diesen Versatz (Strecke e) verursachten Rückwirkungen auf die Ausdrehkraft des Drehgestelles die aus der Führung des Gelenkes (6) verursachten Rückwirkungen auf die Ausdrehkraft kompensieren.
EP99916783A 1998-03-12 1999-03-09 Vorrichtung zur übertragung der längskräfte eines drehgestelles auf den wagenkasten eines schienenfahrzeuges, insbesondere eines triebfahrzeuges mit hoher zugkraft Expired - Lifetime EP1062139B1 (de)

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