CH668043A5 - Wiegenloses luftfederdrehgestell fuer schienenfahrzeuge. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein wiegenloses Luftfederdrehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Fahrzeuge des Nahverkehrs, bei dem zwei aufeinanderfolgende Wagenkästen über je eine Sekundärfederung auf einen Drehgestellrahmen eines Mitteldrehgestelles aufgelagert sind, wobei jedes Untergestell der Wagenkästen über je einen vertikalen in einer Längsmittelebene hegenden Zapfen mit einem Ende eines die Wagenkästen verbindenden Kupplungselements gelenkig verbunden ist.

Bei mehrgliedrigen Schienenfahrzeugen des Nahverkehrs ist es üblich, aufeinanderfolgende Wagenkästen über ein Mitteldrehgestell miteinander gelenkig zu verbinden. Zu diesem Zweck wird jeweils ein Wagen mit seinem Ende beiderseits über eine Sekundärfederung, die als Gummirollfeder ausgebildet ist, auf einen Langträger des Drehgestellrahmens aufgelagert. Zur Übertragung von Zug- und Stosskräften ist ein Kupplungselement vorgesehen, welches zwischen dem Drehgestellrahmen und einem Untergestell der Wagenkästen in Längsmittelebene liegend angeordnet ist. Dieses Kupplungselement wird an beiden Enden über eine Gummibuchse mit Zapfen verbunden, welche mit den Untergestellen im Bereich der Enden der Wagenkästen verbunden sind. Zur Dämpfung und zur Begrenzung der horizontalen Querbewegung sind an beiden Enden des Kupplungselements horizontal und quer zur Fahrtrichtung liegende Schwingungsdämpfer vorgesehen, welche einerseits mit einem Querträger des Drehgestellrahmens und andererseits mit dem Kupplungselement verbunden sind. Durch das Kupplungselement werden Längskräfte von einem Wagenkasten auf den anderen Wagenkasten übertragen. Die Mitnahme des Drehgestelles wird über einen im Bereich der Drehgestellmitte gelegenen Längslenker besorgt, der das Kupplungselement über verschleissfrei gehaltene Gummibuchsen mit einem Hauptquerträger des Drehgestellrahmens gelenkig verbindet. Die Zugkräfte des Triebdrehgestelles können somit vom Drehgestellrahmen 5 über den Längslenker und das Kupplungselement in die Wagenkästen eingeleitet werden. Nachteilig bei dieser Konstruktion wirkt sich der Raumbedarf des Kupplungselementes aus. Ausserdem müssen die Drehgestellträger durch die etwa in Drehgestellmitte erfolgende Einleitung der Gewichts-kräfte auf hohe Biegemomente hin bemessen werden, was ein hohes Eigengewicht des Drehgestellrahmens und somit des gesamten Drehgestelles zur Folge hat (Sachs «Elektrische Triebfahrzeuge» 1973, Seite 595, Abbildung 3.489).

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun-15 de, ein wiegenloses Mitteldrehgestell als Laufdrehgestell mit Luftfederung zu konzipieren, welches sich durch Gewichtsersparnis, geringen Radsatzabstand und hohe Laufgüte auszeichnet.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, 20 dass die Sekundärfederung aus jeweils einem Luftfederbalg gebildet wird, der in Längsmittelebene der Wagenkästen liegend zwischen den Untergestellen und den Querträgern des Drehgestellrahmens angeordnet ist, dass das Kupplungselement als ein Längsträger ausgebildet ist, der in den Drehge-25 stellrahmen integriert ist und unmittelbar die Querträger desselben miteinander verbindet, und dass die Wagenkästen über Zapfen und je ein Stossverzehrglied und die Querträger über den Längsträger kraftschlüssig untereinander verbunden sind, wobei das Stossverzehrglied in einer u-förmigen 30 Auskragung des Querträgers in vertikaler Richtung mit geringem Querspiel geführt ist.

Durch die aus der Drehgestellmitte herausgenommenen und in den Bereich über einem Radsatz verlagerte Sekundärfederung wird die Momentbelastung des Drehgestellrahmens 35 erheblich vermindert, so dass derselbe kleiner dimensioniert werden kann, mit der Folge einer Gewichtseinsparung. Durch Integration des Kupplungselements in den Drehgestellrahmen wird ebenfalls Gewicht eingespart, die Fertigung vereinfacht und damit billiger. Durch die Zwischenschaltung 40 eines Stossverzehrgliedes zwischen den Zapfen und den Drehgestellrahmen wird die dynamische Belastung verringert, was ebenfalls eine bessere Ausnutzung des Materials zur Folge hat.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darin 45 zu sehen, dass jedes Stossverzehrglied aus einem Gehäuse gebildet wird, in dem der Zapfen mit einer Gummibuchse verschleissfrei gelagert ist, dass das Gehäuse über zwei zur Längsmittelebene symmetrische und parallel verlaufende und horizontal liegende, in Gummibüchsen gelagerte Lenker 50 mit einem Federgehäuse verbunden ist, und dass das Federgehäuse mit dem Querträger stirnseitig verbunden ist, wobei es mit dem die Querträger untereinander verbindenden Längslenker fluchtet.

Die Ausrüstung des Stossverzehrgliedes mit verschleiss-55 freien Bauelementen kommt der Forderung nach Wartungsfreiheit entgegen. Durch die fluchtende Anordnung von Stossverzehrglied und dem Längsträger werden die Querträger des Drehgestellrahmens von Biegemomenten aus den Zug- und Stosskräften freigehalten. 60 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Seitenansicht des Mitteldrehgestelles bei der eine Hälfte in aufgeschnittener Form nach Schnitt I-I (Fig. 2) dargestellt ist.

65 Fig. 2 Draufsicht auf ein Mitteldrehgestell mit Kupplungselement und Sekundärfederung

Bei mehrgliedrigen Schienenfahrzeugen des Nahverkehrs ist es üblich, aufeinanderfolgende Wagenkästen 1, 2 auf ein

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Mitteldrehgestell aufzulagern. Gemäss der Erfindung erfolgt diese Auflagerung durch zwei Luftfederbälge 3, 4, welche zwischen Querträgern 5, 6 eines Drehgestellrahmens 7 und Untergestellen 8, 9 der Wagenkästen 1, 2 angeordnet sind. Die Luftfederbälge 3, 4 sind dabei mit nicht dargestellten inneren Felgen über Gummi-Metall-Verbundfedern 10, 11 als Notabstützung mit den Querträgern 5, 6 und mit äusseren Felgen 12, 13 mit den Untergestellen 8, 9 der Wagenkästen 1,2 verbunden. Es versteht sich von selbst, dass die Luftfederbälge 3,4 auch in umgekehrter Weise eingebaut sein können.

Zur Übertragung der Zug- und Stosskräfte vom Wagenkasten 1 auf den Wagenkasten 2 ist ein Längsträger 14 vorgesehen, in den die Kräfte aus dem Untergestell 1 über einen vertikalen Zapfen 15 und ein Stossverzehrglied 16 eingeleitet werden. Die Weiterleitung des Kraftflusses vom Längsträger 14 in das Untergestell 2 verläuft in symmetrischer Weise, so dass auf eine Darstellung und Beschreibung verzichtet wird. Der Zapfen 15 ist zur Dämpfung und um Verschleiss zu vermeiden mittels einer Gummibuchse 17 in einem Gehäuse 18 des Stossverzehrgliedes 16 gelagert. Das Gehäuse 18 ist durch zwei zur Längsmittelebene parallele und horizontal liegende Lenker 19a und 19b (Fig. 2) mit einem Federgehäuse 20 verbunden, welches die Kraft in den Querträger 5 und über diesen in den Längslenker 14 einleitet. Das Federgehäuse 20 enthält elastische Elemente wie Schraubenfeder oder Gummielemente, welche die Aufgabe haben, Stösse zu dämpfen und somit den Drehgestellrahmen 7 vor Lastspitzen zu bewahren und den Fahrkomfort zu verbessern.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das Laufdrehgestell. Aus Symmetriegründen wird nur eine Hälfte des Drehgestelles beschrieben. An der Stirnseite des Drehgestelles befindet sich das Stossverzehrglied 16, das aus dem Gehäuse 18, zwei Lenkern 19a und 19b, sowie aus dem Federgehäuse 20 besteht. Das Gehäuse 18 nimmt den aus Figur 1 ersichtlichen Zapfen 20 auf, wobei zur Dämpfung zwischen Zapfen 15

und Gehäuse 18 eine Gummibuchse 17 vorgesehen ist. Vom Gehäuse 18 wird die Kraft auf die Lenker 19a und 19b übertragen. Die Lenker weisen dabei Gummibüchsen auf, um wartungsfrei zu sein, und um Stösse zu mildern. Vom Feder-5 gehäuse 20 übertragen sich die Zug- und Stosskräfte auf den Querträger 5, von wo sie über den mit dem Stossverzehrglied 16 fluchtenden Längsträger auf den benachbarten Wagenkasten 2 (Figur 1) übertragen werden. Zur Führung des Zapfens 15 in Querrichtung ist das Gehäuse 18 zu beiden Seiten 10 mit Gleitflächen 18a, 18b versehen, die mit geringem Querspiel in Backen 18c, 18d geführt sind. Die Backen 18c, 18d sind aus elastischem Material und sind auf der Innenseite einer mit dem Querträger 5 verbundenen Auskragung 19 angebracht, welche das Gehäuse 18 u-förmig umschliesst. 15 Die Vertikalkräfte der Wagenkästen 1 und 2 (Figur 1) werden über die Luftfederbälge 3 und 4 in den Drehgestellrahmen eingeleitet. Die Luftfederbälge 3, 4 sind im Schnittpunkt der Querträger 5 und 6 mit dem Längsträger 14 angeordnet.

20 Durch die Anordnung der Luftfederbälge 3,4 in unmittelbarer Nähe oberhalb der Radsätze 21a, 21b sind die seitlichen Drehgestellangträger 22a und 22b nur durch geringe Biegekräfte aus der vertikalen Last beansprucht, so dass diese im Vergleich zur konventionellen Anordnung der Sekun-25 därfederung in Drehgestellmitte kleiner dimensioniert werden können, was zu der angestrebten Gewichtsersparnis wesentlich beiträgt. Die Zug- und Stosskräfte verursachen in den Drehgestellangträgern 22a und 22b weder nennenswerte Biegemomente noch nennenswerte Axialkräfte, da die Zug-30 und Stosskräfte unmittelbar in den Längsträger 14 eingeleitet werden.

Zur Wankstabilisierung werden die vor- und nachlaufenden Triebdrehgestelle mit Sekundärfedern auf beiden Seiten versehen, so dass für die Wagenkästen 1, 2 eine Dreipunkt-35 abstützung entsteht.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

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1. Wiegenloses Luftfederdrehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Fahrzeuge des Nahverkehrs, bei dem zwei aufeinanderfolgende Wagenkästen über je eine Sekundärfederung auf einen Drehgestellrahmen eines Mitteldrehgestelles aufgelagert sind, wobei jedes Untergestell der Wagenkästen über je einen vertikalen in einer Längsmittelebene liegenden Zapfen mit einem Ende eines die Wagenkästen verbindenden Kupplungselements gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärfederung aus jeweils einem Luftfederbalg (3 bzw. 4) gebildet wird, der in Längsmittelebene der Wagenkästen (1 und 2) liegend zwischen den Untergestellen (8, 9) und den Querträgern (5, 6) des Drehgestellrahmens (7) angeordnet ist, dass das Kupplungselement als ein Längsträger (14) ausgebildet ist, der in den Drehgestellrahmen (7) integriert ist und unmittelbar die Querträger (5, 6) desselben miteinander verbindet, und dass die Wagenkästen (1 und 2) über Zapfen (15) und je ein Stoss-verzehrglied (16) und die Querträger (5, 6) über den Längsträger (14) kraftschlüssig untereinander verbunden sind, wobei das Stossverzehrglied (16) in einer u-förmigen Auskragung (19) des Querträgers (5) in vertikaler Richtung mit geringem Querspiel geführt ist.

2. Luftfederdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Stossverzehrglied (16) aus einem Gehäuse (18) gebildet wird, in dem der Zapfen (15) mit einer Gummibuchse (17) verschleissfrei gelagert ist, dass das Gehäuse (18) über zwei zur Längsmittelebene symmetrische und parallel verlaufende und horizontal liegende, in Gummibüchsen gelagerte Lenker (19a, 19b) mit einem Federgehäuse (20) verbunden ist, und dass das Federgehäuse (20) mit dem Querträger (5) stirnseitig verbunden ist, wobei es mit dem die Querträger (5, 6) untereinander verbindenden Längslenker (14) fluchtet.