DD150578A5

DD150578A5 - Vierachsiges drehgestell

Info

Publication number: DD150578A5
Application number: DD80221104A
Authority: DD
Inventors: Hans H Weber; Christian Stiefel; Alfred Sinhoff; Ferdinand Weckmann; Franz-Joseph Collienne
Original assignee: Talbot Waggonfab
Priority date: 1979-05-16
Filing date: 1980-05-14
Publication date: 1981-09-09
Also published as: NO148844C; EP0019265B1; YU40598B; DK155154B; ES8100987A1; ES491198A0; ATE3106T1; NO148844B; DE2919635A1; EP0019265A1; NO801440L; PL224283A1; PL124025B1; DK155154C; DE2919635C2; YU114380A; DK189880A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein vierachsiges Drehgestell fuer Schienenfahrzeuge mit einem H-foermigen Hauptrahmen, der zur Auflage des Wagenkastens mittig mit einem Drehpfannenlager versehen ist und dessen vier Enden sich auf Seitenwangen abstuetzen, durch welche jeweils zwei Achsen paarweise zusammengefaszt sind. Waehrend das Ziel in einer Erhoehung der Laufeigenschaften, insbesondere Kurvengaengigkeit, der Standzeit und geringen Herstellungskosten zu sehen ist, besteht die Aufgabe darin, einen hohen Standardisierungsgrad zu erreichen. Hierzu sind die Seitenwangen jeweils mittels eines eine allseitig bewegliche Einstellung ermoeglichenden Auflagers mit den Achslagern der beiden Achsen verbunden. Der Hauptrahmen ist auf den Seitenwangen ueber Federelemente abgestuetzt, die auszer einem Federweg in senkrechter Richtung eine begrenzte Verdrehung jeder Seitenwange um eine in der Laengsmitte der Seitenwange liegende Drehachse sowie eine begrenzte Bewegung in Laengs- und Querrichtung sowie im Winkel hierzu ermoeglichen. Hierdurch wird eine selbsttaetige Einstellung der einzelnen Achsen auf den jeweiligen Schienenverlauf erzielt.

Description

Berlin, den 1,8,1980 . 57 411 /26

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Vierachsiges Drehgestell Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft ein vierachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge mit einem H-förmigen Hauptrahmen, der zur Auflage des Wagenkastens mittig mit einem Drehpfannenlager versehen ist und dessen vier Enden sich auf Seitenwangen abstützen, durch welche jeweils zwei Achsen paarweise zusammengefaßt sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind vierachsige Drehgestelle für Schienenfahrzeuge mit einem H-förmigen Hauptrahmen, der zur Auflage des Wagenkastens mittig mit einem Drehpfannenlager verbunden ist und dessen vier Enden sich auf Seitenwangen abstützen, durch welche jeweils zwei A_chsen paarweise zusammengefaßt sind»

In diesen Drehgestellen sind die Achsen starr in den Seitenwangen gelagert, welche ihrerseits paarweise um eine waagerechte Achse verschwenkbar am Hauptrahmen gelagert sind

Bei dieser Konstruktion ergeben sich große seitliche Anlaufkräfte für die jeweils am Ende des Drehgestells angeordneten Achsen und hieraus resultierend ein hoher Verschleiß, Um wegen der insgesamt starren Anordnung der Achsen und Seitenwangen die erforderliche Kurvengängigkeit zu erzielen, ist es bei dem bekannten Drehgestell außerdem erforderlich, die

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Spurkränze der beiden mittleren Radsätze schwächer auszubilden«, Hierdurch ergibt sich die Notwendigkeit, daß für die Räder der vier Achsen je nach deren Lage innerhalb des Drehgestells unterschiedliche Abmessungen erforderlich sind« ^i es wirkt sich nicht nur negativ auf den Herstellungspreis aus, da anstelle einer großen Serie zwei kleinere ^erien für die Radsätze angefertigt werden müssen, sondern erfordert weiterhin einen größeren Aufwand für die Lagerhaltung«

Ziel der Erfindung ist es, ein vierachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge bereitzustellen welches sich durch gute Lauf eigenschaften, insbesondere Kurvengängigkeit, ©i-iie hohe Lebensdauer, geringe Herstellungskosten und geringe-Kosten bei deic Lagerhaltung auszeichnet«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vierachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge mit einem H-förmigen Hauptrahmen, eier zur Auflage des Wagenkastens mittig mit einem Drehpfannehlager versehen ist und dessen vier Enden sich auf Seitenwangen abstützen, durch welche jeweils zwei Achsen paarweise zusammengefaßt sind, derart auszugestalten, daS die Konstruktion einen hohen Standardisierungsgrad aufweist und daß gleichseitig bei guter Kurven» gängigkeit große Anlaufkräfte vermieden werden«

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Seitenwangen jeweils mittels eines eine allseitig bewegliche Einstellung ermöglichenden Auflagers mit den Achslagern der beiden Achsen verbunden sind und daß der Hauptrahmen auf den Seitenwangen über Federelemente abgestützt ist, die außer einem Federweg in senkrechter Richtung eine begrenzte Verdrehung jeder Seitenwange um eine in der Längsmitte der ^eitenwange liegenden Drehachse sowie eine begrenzte Bev/egung in Längs·«· und Querrichtung sowie im Winkel hierzu ermöglichen.

Das erfindungsgemäße Drehgestell, bei welchem sich der Hauptrahmen unter Vermeidung zusätzlicher Lager unmittelbar auf den Seitenwangen abstützt, ermöglicht durch die erfindungsgemäße Ausbildung eine selbsttätige Einstellung der einzelnen Achsen auf den jeweiligen Schienenverlauf, so daß nicht nur große seitliche Anlaufstöße vermieden werden, sondern selbst bei Verwendung identischer Radsätze der Verschleiß sowohl an den Radsätzen als auch an den Schienen erheblich herabgesetet wird. Dies wird durch die begrenzte Beweglichkeit der jeweils zwei Achsen verbindenden Seitenwangen erzielt, die sich infolge der erfindungsgemäß gestalteten Auflager zwischen den Achslagern und den Seitenwangen und der erfindungsgemäßen Ausbildung der Federelemente zwischen ^eitenwangen und Hauptrahmen um einen in der Längsmitte der Seitenwangen liegenden Drehpunkt bewegen können* Hierdurch ergibt sich trotz der unmittelbaren Verteilung der Last des Wagenkastens auf die vier Seitenwangen eine Einstellmöglichkeit der Radsätze, welche die Laufeigenschaften des Schienenfahrzeuges erheblich verbessert.

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Das zwischen jedem Achslager und der sugehörigen Seitenwange angeordnete Auflager kann gemäß weiteren-Merkmalen der Erfindung entweder mit einer sphärischen Lagerfläche ausgebildet oder mit einer elastischen Lagerschicht versehen sein_? um die allseitig bewegliche Einstellung zu ermöglichen«,

Das ii'ederelemente zwischen jedem Ende des H-förmigen Haupt-» rahmens und der sugehörigen Seitenwange kann effindungsgeniäß als Rollfederelemente ausgebildet werden, welches neben dem 3?ederweg in senkrechter Richtung und der begrensten Verdrehtaig jeder öeitenwange um eine in der Längsmitte der Seitenwange liegende Drehachse zusätzlich eine begrenzte Bewegung in Längs- und Querrichtung sowie eine Bewegung im Winkel zur Längs·» und (Verrichtung ermöglicht und hierbei zugleich eine Rückstellung in der Mittellage bewirkt_s so daß das Federelement selbst mit Rückstellkräften belastet iste Dies kann auch durch Gummischientfedern oder Stahlfedern j vorzugsweise spiralförmig gewickelte Stahlfedern, erreicht werden»

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind jeweils zwei Federelemente. in Längsrichtung der Seitenwange nebeneinander angeordnet, wodurch sich ohne Beeinträchtigung der selbsttätigen Einstellbarkeit die Rückstellkräfte erhöhen« Um die Bauhöhe des erfindungsgemäßen Drehgestelles j welches vorzugsweise mit Rädern kleinen Durchmessers ausgestattet ist, zu verringern, wird mit der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, jede öeitenwange im Bereich der Pederelemente gegenüber dem Bereich der Auflager für die Achslager abzusenken«

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Eine erfindungsgemäße Weiterbildung des vierachsigen Drehgestells wird dadurch erreicht, daß zwischen den in Längsrichtung hintereinander liegenden Enden des Hauptrahraens jeweils ein an seinen beiden Enden gelenkig augehängter träger angeordnet wird, an dem mindestens ein Gleitstück zur seitlichen Abstützung des Wagenkastens auf dem Drehgestell angeordnet ist. Hierdurch werden unerwünschte Neigungen des Wagenkastens bei Kurvenfahrt verhindert. Die Gleitstücke können federnd am i'räger abgestützt werden.

Eine unerwünscht hohe neigung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung auch dadurch verhindert werden, daß zwischen den in Längsrichtung hintereinander liegenden Enden- des Hauptrahmens ein an seinen beiden linden gelenkig aufgehängter träger mit mindestens einem Luftfederelement angeordnet wird, welches mit seinem Oberteil mit dem Fahrzeug-Untergestell verbunden ist. ^iese Ausführungsform des Trägers mit mindestens einem Luftfederelement ergibt nicht nur eine federnde Abstützung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell, sondern auch eine Dämpfung der Drehbewegung des Drehgestelles gegenüber dem Wagenkasten, so daß Schlingerbewegungen bekämpft werden· Da der Drehwinkel des Drehgestelles gegenüber dem ^ahrzeug-Untergestell verhältnismäßig ,klein ist, dämpfen die Luftfederelemente die relative •Drehbewegung, ohne diese Drehbewegung in unzulässigem Maß zu begrenzen.

Zum Vermeiden von Schwingungen kann es vorteilhaft sein, zwischen dem Hauptrahmen und den Seitenwangen jeweils min-

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destens einen Dämpfer anzuordnen«, Schließlich ist es von Vorteil ₉ wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das Lagerunterteil des Drehpfannenlagers innerhalb des Hauptrahmens derart angeordnet wird., daß die Lagerfläche unterhalb der Oberkante des Hauptrahmens liegt_β Hierdurch ergibt sich eine Integrierung des Drehpfannen-Lagerunterteils innerhalb des Hauptrahmens sowie insgesamt eine niedrige Bauhohej die insbesondere bei der vorzugsY/eisen Verwendung von Rädern kleinen Durchmessers von Vorteil ist_e"

AusführungsbeisDiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden·

In der zugehörigen Zeichnung zeigern

Figo 1 die Draufsicht auf das Drehgestell j

KLg. 2 den Schnitt II-II nach Hg* 1 \

Fig. 3 den Schnitt IH-III nach Fi_ge 1 (Bereich eines Federelements);

Fig_e 4 den Schnitt IV-IV nach Pig. I (Bereich eines Auflagers);

Fig«, 5 den Schnitt V-V nach Fig_e 1 (Bereich der Aufhängung eines Trägers zur seitlichen Abstützung),

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Baa Drehgestell besitzt einen insgesamt H-förmigen Hauptrahmen 1, der aus einem in Fahrtrichtung liegenden Längsträger 1a und zwei parallel zueinander verlaufenden Querträgern 1b zusammengesetzt ist· In der Mitte des Längsträgers 1a stützt sich auf der der Zeichnung nicht dargestellte Wagenkasten des Schienenfahrzeuges mittels eines Drehpfannenlagers auf dem Hauptrahmen 1 ab. Von diesem Drehpfannenlager ist auf der Zeichnung das Lagerunterteil 1c zu erkennen« Die vier Enden des Hauptrahmens 1, welche jeweils paarweise in Pahrrichtung hintereinander liegen, stützen sich jeweils auf einer Seitenwange 2 ab, durch welche jeweils zv/ei Radsätze 3 zusammengefaßt,sind· Jeder Radsatz 3 umfaßt eine Achse 3a, die mit Rädern 3b kleinen Durchmessers vereehen ist und mit ihren seitlich hervorstehenden Achsschenkeln 3c in Achslagern 4 drehbar gelagert ist. Zwischen jedem Achslager 4 und der Seitenwange 2 ist ein Auflager 5 angeordnet, welches eine begrenzte,, allseitig bewegliche Einstellung zwischen Achslager 4 und Seitenwange 2 ermöglicht. Beim dargestellten A_usführungsbeispiel ist dieses Auflager 5 zu diesem Zweck mit einer sphärischen Lagerfläche ausgebildet, wie dies im rechten '^eil der Pig. 3 zu erkennen ist. Statt dieser sphärischen Lagerfläche kann das Auflager 5 auch mit einer elastischen Lagerschicht versehen sein·

Die Abstützung der vier Enden des Hauptrahmens 1 auf den Seitenwangen 2 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils durch zwei Pederelemente 6, wie dies am besten in Pig. 2 zu erkennen ist. Um die Bauhöhe des

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Drehgestelles zu verringern, sind die Seitenwangen 2 im bereich dieser Federelemente 6 gegenüber dem Bereich der "Auflager 5 für die Achslager 4 abgesenkte Auch diese Ausbildung läßt sich am besten im rechten 'J-'eil der Fig₀ 2 erkennen©

Als Federelement 6 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel Rollfederelemente verwendet, deren Rollfeder 6a zwischen einem unteren Federteller 6b und einem oberen Federteller 6c angeordnet ist*. Diese Ausbildung ist am besten im linken Teil der Fig» 3 zu erkennen» Diese Federelemente 6 ermöglichen außer einem ^ederweg in senkrechter Richtung eine begrenzte Bewegung der Seitenwange. gegenüber dem Hauptrahmen 1 sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung und außerdem eine Bewegung im Winkel zur Längs- und Querrichtung« Trotz der Verwendung zweier in Fahrtrichtung hintereinander liegender Federelemente 6 gibt die voranstehend geschilderte begrenzte Beweglichkeit innerhalb der Federelemente 6 der ^üeitenwange 2 die Möglichkeit 5 sich außerdem um einen Drehpunkt gegenüber dem Hauptrahmen 1 zu verdrehen« Dieser Drehpunkt liegt in der Längsmitte jeder ^öeitenwange 2 zwischen den beiden Federelement en β« "

Durch die Verwendung der mit einer sphärischen Lager- . fläche versehenen Auflager 5 zwischen jedem Achslager 4 und &en Seitenwangen 2 und durch die voranstehend geschilderte Beweglichkeit der Federelemente 6 besitzen die Radsätze 3 die Möglichkeit, sich beim Durchlaufen eines Gleisbogens selbsttätig an den jeweiligen Schienenverlauf anzupassen» Die geschuldete Ausbildung der Auflager 5

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und Federelemente 6 sorgt hierbei dafür, daß die Radsätze jeweils in die Mittellage zurückkehren, so daß das Drehgestell auch einen exakten Geradeauslauf gewährleistet·

Um bei Kurvenfahr eine unerwünschte Neigung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell zu verhindern, ist· zwischen den in Längsrichtung hintereinander liegenden Enden auf beiden ^öeiten des Hauptrahmens 1 jeweils ein Träger 7 angeordnet, der mit seinen beiden Enden gelenkig an den Querträgern Ib des Hauptrahmens 1 aufgehängt ist, wie dies die Pig. 1 und 5 erkennen lassen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel trägt dieser Träger 7 ein Gleitstück 8, auf welchem das Fahrzeug-Untergestell 9 zur Anlage kommt, wenn sich der Wagenkasten neigt. Um eine Dämpfung der Drehbewegung des Drehgestelles gegenüber dem Wagenkasten zu erreichen und eine schlagartige Begrenzung der Keigung zu vermeiden, ist das Gleitstück 8 durch druckfedern 8a auf dem Träger 7 abgestützt. Diese Druckfedern 8a sind gestrichelt in Pig« 1 eingezeichnet. Anstelle derartiger Gleitstücke 8 können auch Luftfederelemente angeordnet werden, deren Unterteil mit dem 'i-'räger 7 und deren Oberteil mit dem Fahrzeug-Untergestell 9 verbunden ist. Diese Luftfederelemente besitzen eine derart große Beweglichkeit des Oberteils gegenüber dem Unterteil, daß sie die geringe Drehbewegung des Drehgestelles gegenüber dem Fahrzeug-Untergestell 9 nicht begrenzen, durch ihre Rückstellkräfte jedoch eine Dämpfungswirkung ausüben, welche Schlingerbewegungen des Fahrzeuges unterdrückt. Mt derartigen Luftfederelementen kann somit nicht nur eine federnde Abstützung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell erreicht werden, sondern auch eine Dämpfung der drehbewegung.

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In Pige 5 ist schließlich zu erkennen, daß zwischen dem Hauptrahmen 1 bzw* dessen Querträgern 1b und den Seiten·» wangen 2 eine Aushebsicherung 10 angeordnet ist«, Zusätzlich zur Aushebesicherung 10 kann bei Bedarf auch ein Dämpfer angeordnet ?/erden_? der die Üinstellbewegung der paarweise angeordneten Achsen 3 gegenüber dem Hauptrahmen 1 dämpft <, Diese Dämpfer können gleichseitig zur Begrenzung ' der Einstellbewegungen herangezogen werden»

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Äusführungsbeispiel des Drehgestelles besitzt dieses Räder 3b mit kleinem durchmesserβ Damit die Bauhöhe des Drehgestelles den geringen Abmessungen der Räder 3b angepaßt werden kann, ist gemäß Pig«, 2 das Lagerunterteil 1c des Drehpfannenlagers innerhalb des Hauptrahmens 1 derart angeordnet, daß die Lagerfläche unterhalb der Oberkante des Hauptrahmens 1 liegt» Das Lagerunterteil 1c ist somit im Hauptrahmen 1 integriert, so daß das Drehgestell insgesamt nur eine sehr niedrige aufweiste

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Vierachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge mit einem H-förmigen Hauptrahmen, der zur Auflage des Wagenkastens mittig mit einem Drehpfannenlager versehen ist und dessen vier Anden sich auf ^eitenwangen abstützen, durch welche jeweils zwei Achsen paarweise zusammengefaßt sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Seitenwangen (2) jeweils mittels eines eine allseitig bewegliche Einstellung ermöglichenden ^Äuflagers (5) mit den Achslagern (4) der beiden Achsen (3a) verbunden sind und daß der Hauptrahmen (1) auf den ^seitenwangen (2) über Federelemente (6) abgestützt ist, ide außer einem i"ederweg in senkrechter dichtung eine begrenzte Verdrehung jeder Seitenwange (2) vm eine in der Längsmitte der Seitenwange (2) liegende Drehachse sowie eine begrenzte Bewegung in Längs- und Querrichtung sowie im Winkel hierzu ermöglichen,

2· Drehgestell nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Auflager (5) zwischen jedem Achslager (4) und der zugehörigen ^eitenwange (2) mit einer sphärischen Lagerflächs ausgebildet ist,

3· Drehgestell nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Auflager (5) zwischen jedem Achslager (4) und der zugehörigen Seitenwange (2) mit einer elastischen Lagerschicht versehen ist.

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4e Drehgestell nach den Punkten 1 Ms 3» gekennzeichnet dadurch, daß das Pederelement (6) zwischen jedem Ende des H-förmigen Hauptrahmens (1) und der zugehörigen Seitenwange (2) als ^ollfederelement ausgebildet ist«

5e Drehgestell nach Punkt 4_S gekennzeichnet dadurch, daß jeweils zwei Pederelemente (6) in Längsrichtung der Seitenwange (2) nebeneinander angeordnet sind«

6« Drehgestell nach den Punkten 1 Ms 5_S gekennzeichnet dadurch, daß jede ^eitenwange (2) im bereich der Feder-=· elemente (β) gegenüber dem Bereich der Auflager (5) für die Achslager (4) abgesenkt ist»

7» Drehgestell nach mindestens einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den in Längsrichtung hintereinander liegenden Enden des Hauptrahmens (1) jeweils ein an seinen beiden Enden gelenkig aufgehängter Träger W) angeordnet ist, an dem mindestens ein Gleitstück (8) zur seitlichen Abstützung des Wagenkastens auf dem Drehgestell angeordnet ist»

8«, Drehgestell nach Punkt 7» gekennzeichnet dadurch, daß die Gleitstücke C8) federnd am träger (7) abgestützt sind c

9e Drehgestell nach mindestens einem der Punkte 1 bis S₉ ge~ kennzeichnet dadurch, daß zwischen den in Längsrichtung hintereinander liegenden Enden des Hauptrahmens (1)

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ein an seinen beiden Enden gelenkig aufgehängter Träger (7) mit mindestens einem Luftfederelement angeordnet
ist, welches mit seinem Oberteil mit dem Fahrzeug-Untergestell (9) verbunden ist·

10. Drehgestell nach mindestens einem der Punkte 1 bis 9,
gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Hauptrahmen (1) und den Seitenwangen (2) jeweils mindestens ein Dämpfer angeordnet ist.

11· Drehgestell nach mindestens einem der Punkte 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß das Lagerunterteil (1c) des Drehpfannenlagers innerhalb des Hauptrahmens (1) derart angeordnet ist, daß die Lagerfläche unterhalb der Oberkante des Hauptrahmens (1) liegt·

Hierzu_£?L_$eiten Zeichnungen