AT505871A1 - Verkoppelung von zwei teildrehgestellen - Google Patents

Description

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DIPL.-ING.DR.TECHN. KLAUS RIESSBERGER o.Univ.-Prof. für Eisenbahn- und VerkehÄygien v!9 A-8010 Graz, Rechbauerstaße 12

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Graz, am 08.10.2007

PATENTSCHRIFT

Querkopplung der Teildrehgestelle für Niederflurwagen Greenbrier 10ax

Allgemeines

Niederflurwagen mit einer Ladehöhe von 410 mm über SOK werden seit vielen Jahren beschafft, um unter Einhaltung der üblichen Lademaßbegrenzungen Transporte von LKW’s auf der Bahn („Rollende Landstraße“) durchführen zu können. Die geringe Bauhöhe der Fahrzeuge lässt nur sehr geringe Raddurchmesser von 360/380 mm zu, die aufgrund der sehr kleinen Berührungsfläche Rad/Schiene nur Achslasten bis 7,5 t zu tragen erlauben. Die in Frage stehenden Gewichte der Fahrzeuge und der verladenen LKW erzwingen damit die Verwendung von mehrachsigen Laufwerken, wobei 8achsige Laufwerke .... Zuladung 421 10achsige Laufwerke .... Zuladung 561 verwendet werden.

Die von der Firma Greenbrier gebauten Niederflurwagen 10ax weisen pro Wagenseite ein Laufwerk von 5 Achsen auf, welches aus 2 Teilgestellen besteht: wagenaußen ist ein 2ax Gestell angeordnet, auf welchem sich mittig ein Längsträger abstützt wageninnen ist ein 3ax Gestell vorhanden, auf welchem der o.a. Längsträger mit seinem zweiten Ende gelagert ist, und zwar zwischen der 4. und 5. Achse auf der Mitte des Längsträgers wird die Wagenwanne seitlich geführt.

Dieser Mechanismus hat im Grunde die Aufgabe der Sicherstellung der geometrischen seitlichen Zuordnung. Die Vertikalkräfte werden wagenaußen übertragen. Die beiden, jedem Teildrehgestell zugeordneten Blattfeder-Paare sind miteinander über Ausgleichshebel verbunden und stellen damit den Lastausgleich zwischen den Federn bzw. Achsen sicher. Zusatzfedem tragen Reibungsklötze, welche für eine Dämpfung der Drehbewegung sorgen sollen.

Die Teildrehgestelle sind im Grundriss nicht verbunden und reagieren auf äußere Anregung individuell. Durch den kleinen Achsabstand von 1 x 700 mm 2ax Teil und 2 x 700 mm 3ax Teil ist die Konstruktion absehbar schlingerempfindlich. Dies wurde im praktischen Betrieb wiederholt beobachtet. Q:\projekte\ENTWURF zur PATENTSCHRIFT.doc 1/5

Verbesserung durch Querkoppluna

Um die beiden Teildrehgestelle zu beruhigen wird eine Querkopplung vorgeschlagen. Diese Verbindung hat folgende Kriterien zu erfüllen: gegenseitige Abstützung der Teildrehgestelle durch eine gelenkige, starre (d.h. ohne Federelemente ausgeführte) Verbindung in der Horizontalebene keine Behinderung der Beweglichkeit in horizontaler und vertikaler Richtung

Verträglichkeit mit der vorhandenen Kinematik.

Aufgrund einer Analyse der Bewegungsmöglichkeiten wird die Verbindung mit einer quer angeordneten Stange im Raum zwischen den beiden Teildrehgestellen nicht weiter verfolgt. Die Untersuchung der Einstellung des Laufwerkes im Bogen zeigt nämlich, dass bei Fahrt in Richtung des 2ax Teiles aufgrund der Unsymmetrie des Laufwerkes ein Abschwenken des vorlaufenden 2ax Teiles über seine nachlaufende Achse erfolgt, was mit sehr großen Führungskräften am Außenrad der zweiten Achse verbunden ist. Die angestrebte Verbesserung lässt sich aber wie folgt erzielen:

Schritt 1:

Das Teildrehgestell 1 (2ax) schwenkt um den Drehzapfen des Teildrehgestelles 2 mit Hilfe des Längsträgers, welcher die beiden Drehzapfen verbindet. Würde der Drehzapfen 2 des 3ax Teilgestelles mit anderen Punkten des 2ax Drehgestellrahmens verbunden, so wäre die Schwenkbewegung unbehindert. Dies wäre insbesondere bei einer Verbindung des Drehzapfens 3ax mit den hinteren Ecken des Teildrehgestelles 2ax der Fall (im Dampflokomotivbau war diese Anordnung als „Bissel-Achse“ bekannt).

Schritt 2:

Da diese Verbindungen aber nicht realisierbar sind und zudem keine Verkopplung zwischen den Teildrehgestellen bewirken, wird eine gelenkige Verbindung entlang der genannten Verbindungslinie (l-l), aber nur zwischen den entsprechenden Ecken der beiden Teildrehgestelle ausgebildet. Da diese Konstruktion bei größeren Auslenkungen „Zwangserscheinungen“ zweiter Ordnung entwickelt, wird auf die zweite Anlenkung verzichtet und lediglich eine einzige, beidseitig gelenkige und längenverstellbare Verbindung zwischen den Teildrehgestellen vorgesehen. Damit ist der Mechanismus zwängungsfrei und auf eine fluchtende Grundeinstellung justierbar. (Im übrigen sucht sich ein derartiges System bei kleinen Abweichungen die neutrale Lage selbsttätig, auch wenn die Grundeinstellung fehlerhaft ist.)

Kreuzgekoppelte Laufwerke weisen einen für die Laufstabilität wichtigen Aspekt auf, nämlich die Dämpfung der Bewegungen eines Teiles durch den anderen Teil und dessen Reibungsverhältnisse an den Schienen.

Im gegenständlichen Fall kann eine weitere, besondere Dämpfung durch die Anordnung eines Dämpfungselementes (Reibung, hydraulisch) an der der Verbindung der Teildrehgestelle gegenüberliegenden Seite hergestellt werden. Dabei ist zu beachten, dass der Dämpfer in Richtung der größten Bewegungsamplitude angeordnet sein soll, also möglichst senkrecht zur erwähnten Achse (l-l) für die Verbindungsstange oder-lasche. Q:\projekte\ENTWURF zur PATENTSCHRlFT.doc 2/5 9 9 9 9 9 9 99 • · ΦΦ ·· • • · • # • • ··· • · ♦·· • · t • 9 ···· · · • · • • • • · · ·· ΦΦΦ »·· ··· • ··

Die Untersuchung der Kräfteverhältnisse legt nahe, den fiktiven Schnittpunkt der Verbindungslinie nicht in den Drehpunkt 2 zu legen, da dies einerseits nicht zur angestrebten Verkopplung der Drehbewegung der Teildrehgestelle führt und andererseits die bereits hohen Richtkräfte am führenden Rad 5 deutlich erhöhen würde. Ein Abrücken des Schnittpunktes zu einer Position zwischen Achse 3 und 4 führt dagegen zu günstigen Verhältnissen, sowohl für die geometrische Einstellung wie auch für die Kräftewirkungen. Q:\projekte\ENTWURF zur PATENTSCHRIFT.doc 3/5

Claims (3)

1. * Ψ9 • • WWW 9 • ·· • 9 • • • 9 • • 9 ··· • • ··· • • • 9 ···· · · • • • 9 • • · · ♦ · ··· 999 999 • ·· Patentansprüche 1. Verkoppelung von 2 Teildrehgestellen eines 10achsigen Niederflurwagens durch eine beidseitig gelenkig an die Teildrehgestelle angeschlossene Verbindung, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkungslinie dieser Verbindung im Grundriss schräg verläuft und einen schubsteifen und biegeweichen Anschluss der Teildrehgestelle bewirkt.
2. 2. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung nach Anspruch 1 nur einfach, d.h. an einer Fahrzeugseite ausgeführt wird.
3. 3. Erfindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die der Verbindung gegenüberliegende Seite für die Verwendung eines Dämpfungselementes verwendet wird. Q:\projekte\ENTWURF zur PATENTSCHRlFT.doc 5/5