EP0941191A1 - Fahrwerk für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Fahrwerk für ein schienenfahrzeug

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Publication number
EP0941191A1
EP0941191A1 EP97945664A EP97945664A EP0941191A1 EP 0941191 A1 EP0941191 A1 EP 0941191A1 EP 97945664 A EP97945664 A EP 97945664A EP 97945664 A EP97945664 A EP 97945664A EP 0941191 A1 EP0941191 A1 EP 0941191A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
undercarriage
chassis
frame
wheel
wheels
Prior art date
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Granted
Application number
EP97945664A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0941191B1 (de
Inventor
Leopold Lenk
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 EP0941191A1 publication Critical patent/EP0941191A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0941191B1 publication Critical patent/EP0941191B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/52—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with transmission shafts at an angle to the driving axles
    • 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
    • B61F3/12—Types of bogies specially modified for carrying adjacent vehicle bodies of articulated trains
    • B61F3/125—Types of bogies specially modified for carrying adjacent vehicle bodies of articulated trains with more than one axle or wheel set
    • 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
    • B61F5/26—Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30—Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/32—Guides, e.g. plates, for axle-boxes
    • B61F5/325—The guiding device including swinging arms or the like to ensure the parallelism of the axles

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle for a rail vehicle, in particular for a metro vehicle, with at least two pairs of wheels arranged opposite one another transversely to the direction of travel. which are rigidly connected to each other by means of an axle, each wheel being resiliently mounted in a rocker which can be pivoted about an essentially horizontal transverse axis. Furthermore, the present invention relates to a rail vehicle consisting of at least two car sets, preferably connected to one another by means of a spherical joint forming car with at least one such chassis
  • each wheel is pivotably mounted on a frame of the running gear via a swing arm about a horizontal transverse axis
  • the chassis is made by two springs, which are arranged at different distances from the swivel axis and are supported at one end on the rocker arm and at the other end against the chassis frame.
  • the spring constants of these springs are chosen so that the swing axis of the rockers is moment-free.
  • Another object of the present invention is a rail vehicle, in particular a metro Rail vehicle, in which a chassis with the above properties such it is provided that as much passenger space as possible is made available and that the passage which is as wide and correspondingly short as possible can be created between the individual cars with a simple construction
  • the egg of the above-mentioned tasks is achieved according to the invention in that the wings of two wheels of a pair arranged one behind the other in the direction of travel are mounted on a common transverse axis in a chassis frame and the driving frame is positively controlled by means of a symmetrical control.
  • This arrangement makes a space-saving and simple solution found, which is also characterized by particularly good running properties and can be implemented mechanically with a comparatively small number of parts.
  • the small center distance means that there is no need for an active or passive radial position of the wheels, so that the wear resulting from the radial position can be largely avoided
  • a small wheel base is disadvantageous for the smooth running of a bogie.
  • this small wheel base can be caused by force gscontrol of the chassis by means of a symmetrical control with particularly good running properties in connection with self-centering of the wheel sets can be successfully used.
  • a spring-damping unit of the primary spring stage can be provided radially outside the same in this rocker bearing in the plane of the wheel, so that space for others besides the wheel necessary aggregates or components or for use as cargo or passenger space remains free.
  • the floor can be lowered particularly far between the wings of the opposite vehicle sides.
  • the rockers are braced against one another by means of at least one spring-damping stage, and the spring-damping stage is set up to absorb forces in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the primary suspension can be implemented mechanically by a few parts, since only one spring damping stage is required for both rockers.
  • the space between the rockers is used efficiently for the primary suspension, so that driving areas that are usually reserved for the primary suspension are used for other purposes, eg a drive can be used.
  • a simple and stable construction of the undercarriage results in an advantageous manner if the transverse axis of the rockers is arranged above the axes of rotation of the wheels
  • each rocker is designed essentially in the form of a two-armed angle piece, the transverse axis being provided in the angular region, the wheel axis at the free end of a first arm and the free end at the free end of the second arm, the at least one spring-damping unit for influencing the mutual pivotability of the rockers is supported, whereby two rockers on one side of the chassis are supported on the frame via a hinge joint formed by the angular ranges of the rockers and one axle bolt each.
  • This construction results in a low profile Space required for the chassis and allows the usable car volume to be extended to just above the wheels.
  • the spring-damping unit of the primary suspension can be kept relatively small and compact
  • the undercarriage is also designed as a drive undercarriage according to one of the preceding paragraphs, and at least one wheel, preferably each wheel, is connected in terms of drive to a motor-transmission unit, the motor-transmission unit on the
  • the outside of the assigned wheel facing away from the undercarriage frame is thus also possible for the undercarriage of the undercarriage construction which realizes the advantages already mentioned, the space-saving arrangement of the motor-transmission units on the outside of the wheel making the space between the wheels as a passenger compartment or for other purposes, z.ß can be used for disc brakes Furthermore, with this arrangement it is possible to service the drives without dismantling the undercarriage.
  • the motor-gear unit is resiliently supported or suspended on the frame and connected to the wheel axle by means of a radially movable coupling.
  • This construction results in an advantageous reduction in the unsprung mass even in the case of driving gear.
  • each motor-gearbox unit is arranged continuously in the range of the wheel circumference for small output sizes or for larger outputs inclined upwards and in the direction of the swivel axis, since this means a particularly space-saving arrangement of the drives and therefore an increase in the passenger compartment in the area of these drives is possible
  • a construction that reliably and accurately guides the forces acting on the undercarriage and the wheels gives the features that the undercarriage frame is formed from two plates, at least in sections over the undercarriage length and width, which are arranged at a distance above one another and connected to one another by vertical webs
  • a particularly usable space for the construction providing the transport or passenger area can be achieved if the entire undercarriage frame is below the level of the transverse axis, preferably below the level of the wheel axles Stable running of the wheels with a short wheelbase, especially when driving straight ahead and cornering, is made possible according to the invention by the compulsory symmetrical control of the chassis frame, which is achieved in the context of the present invention by a special design of the chassis, in which in the area of the transverse axis on the Chassis frame is articulated at a distance from the longitudinal center plane on each side of the chassis with a longitudinal link, the ends of these two links facing away from the longitudinal center of the chassis being articulated with a transverse element that can be connected to
  • a rail vehicle according to the invention consisting of at least two carriages, which are preferably connected by means of a spherical joint and form a train set, is characterized with the effects and advantages already indicated in that at least one undercarriage is provided in the connection area between two carriages
  • one carriage body of the adjoining carriages is supported at each end of the suspension via a secondary suspension.
  • the undercarriage frame acts as one kind of balance beam, which is supported by the transverse axes and the primary suspension
  • a running gear with the symmetrical control already described above is provided and a car body is articulatedly connected to the cross element to which the longitudinally extending links are articulated, and the subsequent car body becomes on the opposite.
  • the longitudinal extension is preferably connected to the adjacent car body via an intermediate lever which is aligned transversely to the direction of travel and can be pivoted in a horizontal plane, or via a sliding guide oriented in the longitudinal direction of the vehicle, which enables simple longitudinal compensation for the symmetrical control
  • FIG. 1 is a side view of a rail vehicle with a chassis according to the invention
  • FIG. 2 is a plan view of the undercarriage in the embodiment as the drive undercarriage
  • FIG. 3 shows a side view of the undercarriage according to FIG. 2,
  • FIG. 3 shows a partial view of the undercarriage according to FIG. 2 from the front
  • FIG. 4 shows a variant of the running gear according to FIG. 2 in a simplified illustration from above and
  • FIG. 5 shows the variant of FIG. 4 in a simplified representation from the side
  • FIG. 1 in which an undercarriage 1 according to the invention can be seen, which is preferably provided in the connection area of two car bodies of an articulated train 4 consisting of at least two articulated cars 2, 3.
  • the cars 2, 3 are in the formation of a Articulated train with the running gear according to the invention coupled to one another via a (not shown), preferably spherical, joint.
  • the vehicle can, for example, have a driven unit at the end, for example a locomotive or a power car, and a number of wagons arranged in an articulated manner between them.
  • at least a chassis not provided on the end car of the train set can be equipped with driven wheels, as shown in FIGS. 2 to 4
  • the articulated connection between the ends of successive carriages advantageously provides a spherical joint which is located in the central region or in the middle of the passage in the vertical longitudinal median plane of the rail vehicle and advantageously below the floor level of the carriages.
  • the spherical joint can, for example, according to the Austrian Patent No. ( A 408/92) or according to another variant as a spherical bearing
  • the undercarriage 1 is designed according to the invention as a so-called double-axle undercarriage with two wheel sets arranged in pairs, the wheel wheels of which are arranged opposite one another Are rigidly connected to one another via axles, so that the self-centering of the wheel sets, which is known per se, takes place.
  • the precise design of the chassis is explained in more detail below with reference to the attached FIGS. 2 to 4 and 5 and 6
  • the undercarriage 1 has a undercarriage frame 5, which is formed by two superimposed, congruent plates which are welded to one another via vertical webs.Through this constellation, a frame which is inexpensive to produce and nevertheless sufficiently rigid can be produced, which moreover has a compact design with a low profile Floor height allowed
  • receptacles 6, 7 are provided in the frame for a guide pin projecting downward from the car body.
  • spring elements 8, 9 are arranged on both sides in these receptacles 6, 7, e.g. B rubber elements
  • the wheel axes OK, 11 can be rotated about their horizontal axis R1, R2 on both sides of the chassis 1 mounted on one rocker arm 16, 17, 18, 19, two rocker arms 16, 18 or 17, 19 arranged one behind the other in the direction of travel, each being pivotably mounted on the frame 5 of the chassis about a common horizontal transverse axis S in the exemplary embodiment in FIGS 4 to 4 have the rockers 16, 17, 18 from arms running on both sides of the wheels 12, 13, 4, 15 in a fork-like manner (see FIG.
  • the rockers 16, 17, 18, 19 - viewed from the side - are of an angular design, the axes of rotation R1, R2 of the wheels 12, 13, 14, 15 at or near the free end of a first angle arm of the associated rocker 16, 17, 18, 19 are arranged and the bolts 20, 21 of the transverse axis S are provided in the region of the angle of the associated rockers 16, 17, 18, 19.
  • the transverse axis S is arranged above the level of the wheel axes 10, 11 so that the first angle arm, starting from the swing arm axis with respect to the horizontal line, is inclined slightly downwards in the direction of the wheel axis
  • the common swing arm mounting on each side of the chassis enables a particularly space-saving and weight-saving primary suspension variant.
  • the swing arms 16, 18 and 17, 19, which are arranged one behind the other, are each provided with a spring-damping stage 22, 23 that absorbs horizontal forces and that is at a distance above the Bolt 20, 21 is arranged and is supported on the upwardly projecting angle arms of the mutually assigned rockers 16, 18 and 17, 19
  • any type of spring and damping element can be used, for example at least one rubber block, one or more spiral or coil springs that are subjected to tension, or elements of the same function, which can thus be used as primary suspension Combinations of these elements are also possible
  • both axles 10, 11 are connected in terms of drive by a unit 24, 25, each consisting of a motor and a transmission.
  • the units 24, 25 are arranged diagonally opposite one another on the outer sides of the wheels 12, 15 In an embodiment not shown here, however, there is also the possibility of providing all four wheels 12, 13, 14, 15 with a drive.
  • This variant with four driven wheels is particularly preferred for metro trolleys, since good starting behavior results
  • Undercarriage of the type according to the invention uses a motor arranged inclined from the wheel axle 10, 11 upwards and in the direction of the axle bolts 20, 21 with a gear arranged underneath, which is connected to the axle 10, 11 via an unspecified coupling To avoid masses if possible, the motor and the gearbox are in a vertical direction ung sprung arranged
  • a brake disk 26, 27 is also provided between the wheels 12, 13 and 14, 15, which is partly received in a recess in the frame 5 provided for this purpose for each brake disc 26, 27 a brake unit 28, 29 arranged with brake calipers Brake units of this type are known to the person skilled in the art and are not explained in more detail here alternative versions of course there is of course also the possibility to provide several brake discs for each axle or a so-called wheel disc brake, in which the brake units are mounted directly on the rocker arms and the wheels are provided with a brake disc on each side Additional, especially with high vehicle weights and / or for high speeds, one or more, usually two or four, magnetic rail brakes can be provided
  • the car bodies of the cars 2, 3 rest on the frame of the chassis 1 via a secondary suspension.
  • air springs 30, 31, 32, 33 are arranged on the front and rear ends of the chassis 1 on both sides of the longitudinal center plane
  • a so-called symmetrical control is provided in the chassis 1, in which the chassis 1 is always aligned in the bisector between the longitudinal axes of the two carriages 3, 4 it carries.
  • This control mechanism is preferably according to the Austrian Patents No. (A 1521/92) and No.
  • a 1120/93 constructed and comprises two substantially parallel long links 34, 35, which are articulated at one end in the area of the driving value slowsmitte and at a distance from the longitudinal median plane on the frame 5 about a vertical axis and aligned in the direction of travel With the other end, the trailing arms 34, 35 are articulated to a connecting cross element 36 which is articulated to absorb longitudinal forces by means of a connecting device with the car body lying thereover.
  • the transverse element 36 has a longitudinal extension 37, which in the example shown is formed by two spaced, substantially parallel elongated elements which are at the same distance from the longitudinal center of the chassis as the connecting device 36 but on the opposite side of the chassis via a connecting device 38 to one another are connected.
  • the connecting device 38 is connected to the associated car body by means of an intermediate lever 39 arranged transversely to the direction of travel and pivotable in a horizontal plane, or a slide guide (not shown) arranged in the middle of the car and oriented in the car longitudinal direction.
  • the intermediate lever 39 or the slide guide accomplish the necessary for the symmetrical control Longitudinal compensation between the car body
  • all other symmetrical controls known to the person skilled in the art can of course also be used within the scope of the present invention

Landscapes

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Description

FAHRWERK FÜR EIN SCHIENENFAHRZEUG
Die voi liegende Erfindung betrifft ein Fahrweik für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für ein Metro-Fahrzeug, mit zumindest zwei quer zur Fahrtrichtung gegenüberliegend angeordneten Paaren von Radein. die mittels je einer Achse starr miteinander verbunden sind, wobei jedes Rad in je einer um eine im wesentlichen hoiizontale Querachse schwenkbaren Schwinge federnd gelagert ist Weiters betrifft die vorliegende Erfindung ein Schienenfahrzeug, bestehend aus mindestens zwei, vorzugsweise mittels eines sphärischen Gelenkes miteinander verbundenen, eine Wagengarnitur bildenden Wagen mit zumindest einem solchen Fahrwerk
Ein Fahrweik der oben genannten Art mit einer Schwingenlagerung der Rader geht unter anderem aus der EP-B l-318 922 hervor Bei diesem bekannten Fahrwerk für Eisenbahnfahrzeuge ist jedes Rad über je eine Schwinge um eine horizontale Querachse schwenkbar an einem Rahmen des Fahrwerks gelagert Die Primarfederung des Fahrwerks erfolgt durch je zwei, in unterschiedlichen Abstanden von der Schwenkachse angeordneten Federn, die mit je einem Ende an der Schwinge und mit dem anderen Ende gegen den Fahrwerksrahmen abgestutzt sind. Die Federkonstanten dieser Federn sind so gewählt, daß die Schwenkachse der Schwingen momentfrei ist. Ein Vorteil dieser Konstruktion liegt in der kompakteren Bauweise der Primarfederung, jedoch sind hiefur eine größere Anzahl mechanischer Komponenten, z.B zwei Federn je Rad, erforderlich
Aus der EP-Al-687 613 ist weiters ein Gliederzug bekannt, bei welchem zwei gegenüberliegend angeordnete Losrader an je einer Schwinge um eine horizontale Querachse schwenkbar an einem gemeinsamen Rahmen gelagert sind, wobei jede Schwinge mit dem der Schwenkachse gegenüberliegenden Ende federnd an dem Rahmen abgestutzt ist Diese Anordnung ist für den Einsatz in einer Straßenbahngarnitur mit möglichst niedriger Bodenhohe konzipiert Durch die Verwendung von Losradern ist diese Konstruktion jedoch im Vergleich zu Fahrwerken mit über Achsen starr verbundenen Radern komplex aufgebaut
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demnach die Schaffung eines Fahrwerkes, bei welchem unter Erzielung besserer Laufcharakteristika und geringerer Achs- oder Schienenbelastung eine optimale Platznutzung im Fahrwerksbereich und eine einfache, sowie kostengünstige Fertigung möglich ist Eine weiteres Ziel der Erfindung ist ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Metro- Schienenfahrzeug, bei dem ein Fahrwerk mit den oben angeführten Eigenschaften derart vorgesehen ist, daß möglichst viel Fahrgastraum zur Verfügung gestellt wird und zwischen den einzelnen Wagen bei einfacher Konstruktion ein möglichst breiter und entsprechend kurzer Durchgang geschaffen werden kann
Die ei ste der oben genannten Aufgaben wiid erfϊndungsgemaß dadurch erreicht, daß die Schwingen zweier in Fahrtrichtung hintereinander angeordneter Rader eines Paares an einer gemeinsamen Querachse in einem Fahrwerksrahmen gelagert sind und der Fahrwei ksrahmen mittels einer Symmetralensteuerung zwangsgesteuert ist Durch diese Anordnung wird eine platzsparende und einfache Losung gefunden, die sich überdies durch besondei s gute Laufeigenschaften auszeichnet und mechanisch mit einer vergleichsweise geringen Anzahl von Teilen realisiert werden kann Insbesondere kann durch den geringen Achsabstand auf eine aktive oder passive Radialstellung der Rader verzichtet werden, sodaß der durch Radialstellung resultierende Verschleiß weitgehend vermieden werden kann Wie aus dem Eisenbahnwesen an sich bekannt, ist ein geringer Achsstand der Rader für die Laufruhe eines Drehgestells ungunstig Bei der gegenstandlichen erfindungsgemaßen Anordnung kann dieser geringe Achsstand jedoch durch Zwangssteuerung des Fahrwerks mittels einer Symmetralensteuerung bei besonders guten Laufeigenschaften in Zusammenhang mit einer Selbstzentrierung der Rads tze erfolgreich eingesetzt werden Eine Feder-Dampfiings Einheit der Primarfederstufe kann bei dieser Schwingenlagerung in der Ebene des Rades radial außerhalb desselben vorgesehen sein, wodurch neben dem Rad Bauraum für andere notwendige Aggregate oder Bauteile bzw für die Nutzung als Fracht- oder Passagierraum freibleibt So kann vorteilhafterweise zwischen den Schwingen der einander gegenüberliegenden Fahrzeugseiten der Boden besonders weit abgesenkt werden.
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Fahrwerks sind die Schwingen mittels zumindest einer Feder-Dampfungs-Stufe gegeneinander abgestutzt und die Feder-Dampfungs-Stufe ist zur Aufnahme von Kräften in Fahrzeuglangsrichtung eingerichtet. Dadurch kann die Primarfederung mechanisch durch wenige Teile realisiert werden, da für beide Schwingen nur eine einzige Feder-Dampfungs-Stufe erforderlich ist Weiters wird der Platz zwischen den Schwingen effizient für die Primarfederung genutzt, sodaß Fahrvverksbereiche, die üblicherweise für die Primarfederung reserviert sind, für andere Zwecke, z B einem Antrieb genutzt werden können Eine einfache und stabile Konstruktion des Fahrwerks ergibt sich in vorteilhafter Weise, wenn die Querachse der Schwingen oberhalb der Drehachsen der Rader angeordnet ist
Gemäß einem weiteren Meikmai der Erfindung ist jede Schwinge im wesentlichen in Form eines zweiarmigen Winkelstuckes ausgeführt, wobei im Winkelbereich die Querachse vorgesehen ist, an dem freien Ende eines ersten Armes die Radachse und an dem freien Ende des zweiten Armes die zumindest eine Feder-Dampfungs-Einheit zur Beeinflussung der gegenseitigen Verschwenkbarkeit der Schwingen abgestutzt ist, wobei je zwei Schwingen einer Fahrwerksseite über ein durch die Winkelbereiche der Schwingen und je einem Achsbolzen gebildetes Scharniergelenk an dem Rahmen gelagert sind Diese Konstruktion ergibt einen geringen Platzbedarf für das Fahrwerk und gestattet ein Ausdehnen des nutzbaren Wagenvolumens bis knapp oberhalb der Rader Überdies kann dadurch die Feder-Dampfungs- Einheit der Primarfederung relativ klein und kompakt gehalten werden
Gemäß einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung ist das Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Absätze auch als Trieb-Fahrwerk ausgelegt und ist zumindest ein Rad, vorzugsweise jedes Rad, mit einer Motor-Getriebe-Einheit antriebsmaßig verbunden, wobei die Motor-Getriebe-Einheit an der dem Fahrwerksrahmen abgewandten Außenseite des zugeordneten Rades angeordnet ist Damit ist auch für Trieb-Fahrwerke eine die bereits angeführten Vorteile verwirklichende Fahrwerkskonstruktion möglich, wobei durch die platzsparende Anordnung der Motor-Getriebe-Einheiten an der Radaußenseite der Raum zwischen den Radein als Fahrgastraum oder für andere Zwecke, z.ß füi Scheibenbremsen genutzt werden kann Ferner besteht bei dieser Anordnung die Möglichkeit, die Anfriebe ohne Demontage des Fahrwerks zu warten.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Motor-Getriebe-Einheit federnd an dem Rahmen abgestutzt oder aufgehängt und mit der Radachse über eine radial bewegliche Kupplung verbunden Diese Konstruktion ergibt eine vorteilhafte Reduktion der ungefederten Masse auch bei Triebfahrwerken Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn jede Motor- Getriebe-Einheit entweder bei kleinen Leistungsgroßen im Bereich innerhalb des Radumfanges oder bei größeren Leistungen nach oben und in Richtung Schwenkachse geneigt vei laufend angeordnet ist, da hierduich eine besonders platzsparende Anordnung der Antriebe und demnach eine Vergrößerung des Fahrgastraumes im Bereich dieser Antriebe möglich ist
Eine gegenüber allen auf das Fahrwerk einwirkenden Kräften und die Rader sicher und spurtreu führende Konstruktion ergeben die Merkmale, daß der Fahrwerksrahmen aus zwei zumindest abschnittsweise über die Fahrwerkslange und -breite durchgehende Platten gebildet wird, die in einem Abstand übereinander angeordnet und durch vertikale Stege miteinander verbunden sind Dabei kann eine besonders viel nutzbaren Raum für den Transport- bzw Fahrgastbereich bereitstellenden Konstruktion erzielt werden, wenn sich der gesamte Fahrwerksrahmen, unterhalb des Niveaus der Querachse, vorzugsweise unterhalb des Niveaus der Radachsen, befindet Ein stabiler Lauf der Rader mit kurzem Radstand, insbesondere bei der Geradeaus- und Kurvenfahrt, wird erfindungsgemaß durch die zwangsweise Symmetralensteuerung des Fahrwerksrahmens ermöglicht, welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch eine besondere Ausgestaltung des Fahrwerkes erzielt wird, bei welcher im Bereich der Querachse an dem Fahrwerksrahmen in einem Abstand von der Langsmittelebene an jeder Fahrwerksseite je ein in Längsrichtung verlaufender Lenker angelenkt ist, wobei die der Fahrwerkslangsmitte abgewandten Enden dieser zwei Lenker gelenkig mit einem Querelement veibunden sind, das mit einem Wagenkasten verbindbar ist und eine sich auf die in Längsrichtung _ gegenüberliegende Seite des Fahrwerks erstreckende Langsfortsetzung aufweist, die mit dem nachfolgenden Wagenkasten verbindbar ist Dadurch ist eine einfache Symmetral- und Zwangssteuerung des Fahrwerks gegeben, bei welcher die Rader immer in der Winkelhalbierenden zwischen den beiden angeschlossenen Wagenkasten eingestellt sind
Ein erfmdungsgemaßes Schienenfahrzeug aus mindestens zwei, vorzugsweise mittels eines sphärischen Gelenkes verbundenen, eine Zugsgarnitur bildenden Wagen, ist mit den bereits angegebenen Effekten und Vorteilen dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Fahrwerk gemäß einem der vorhergehenden Absätze im Verbindungsbereich zweier Wagen vorgesehen ist
Um eine gleichmaßige Aufteilung der Belastung der Auflager des Fahrwerkes selbst bei stark unterschiedlicher Last in aneinander anschließenden Wagen zu erzielen, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an jedem Fahrwerksende je ein Wagenkasten der aneinander anschließenden Wagen über je eine Sekundarfederung abgestutzt Der Fahrwerksrahmen wirkt dabei als eine Art Waagebalken, der von den Querachsen und der Primarfederung unterstutzt ist
Vorteilhafterweise wird zur Erzielung eines die Rader, Schienen und Aufhangung weniger belastenden Laufes des Schienenfahrzeuges ein Fahrwerk mit der bereits weiter oben beschriebenen Symmetralensteuerung vorgesehen und ein Wagenkasten gelenkig mit dem Querelement verbunden, an welchem die in Längsrichtung verlaufende Lenker angelenkt sind, und wird der anschließende Wagenkasten am gegenube. liegenden Fahrwerksende mit der Langsfortsetzung des Querelementes verbunden Die Langsfortsetzung wird vorzugsweise über einen quer zur Fahrtrichtung ausgerichteten, in einer Horizontalebene verschwenkbaren Zwischenhebel oder über eine in Wagenlangsrichtung ausgerichtete Gleitführung mit dem anschließenden Wagenkasten verbunden, wodurch ein einfacher Langsausgleich für die Symmetralensteuerung realisierbar ist Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen naher erläutert, in welchen ein nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemaßen Fahrwerks vereinfacht dargestellt ist In den Figuren zeigt'
Fig 1 eine Seitenansicht eines Schienenfahrzeuges mit einem Fahrwerk gemäß der Erfindung,
Fig 2 eine Draufsicht auf das Fahrwerk in der Ausführung als Triebfahrwerk,
Fig 3 eine Seitenansicht des Fahrwerks gemäß Fig 2,
Fig 3 eine Teilansicht des Fahrwerkes gemäß Fig 2 von vorne,
Fig 4 eine Ausführungsvariante des Fahrwerks gemäß Fig 2 in einer vereinfachten Darstellung von oben und
Fig 5 die Ausführungsvariante von Fig 4 in einer vereinfachte Darstellung von der Seite
Vorerst wird auf die Figur 1 Bezug genommen, in welcher ein erfindungsgemaßes Fahrwerk 1 zu sehen ist, welches vorzugsweise im Verbindungsbereich je zweier Wagenkasten eines aus zumindest zwei gelenkig verbundener Wagen 2, 3 bestehenden Gliederzuges 4 vorgesehen ist Die Wagen 2, 3 sind bei Bildung eines Gliederzuges mit dem erfindungsgemaßen Fahrwerk über ein (nicht dargestelltes) vorzugsweise sphärisches Gelenk aneinandergekoppelt Das Fahrzeug kann beispielsweise endseitig je eine angetriebene Einheit, beispielsweise eine Lokomotive oder einen Triebkopf, sowie eine Anzahl dazwischen angeordneter, untereinander gelenkig verbundener Wagen aufweisen Naturlich kann alternativ dazu oder zusatzlich zumindest ein nicht an den endseitigen Wagen der Zugsgarnitur vorgesehenes Fahrwerk mit angetriebenen Radern ausgestattet sein, wie in den Figuren 2 bis 4 dargestellt ist
Die gelenkige Verbindung zwischen den Enden aufeinanderfolgender Wagen besorgt vorteilhafterweise ein sph risches Gelenk, welches sich im Mittelbereich bzw in der Mitte des Durchganges in der lotrechten Langsmittelebene des Schienenfahrzeuges und vorteilhafterweise unterhalb des Bodenniveaus der Wagen befindet Das sphärische Gelenk kann beispielsweise nach dem österreichischen Patent Nr (A 408/92) oder gemäß einer anderen Variante als Gelenklager ausgebildet sein
Das Fahrwerk 1 ist gemäß der Erfindung als ein sogenanntes Doppelachsfahrwerk mit zwei paarweise angeordneten Radsätzen ausgebildet, deren gegenüberliegend angeordnete Radei über Achsen starr miteinander verbunden sind, sodaß die an sich bekannte Selbstzentrierung der Radsatze erfolgt Die genaue Ausgestaltung des Fahrwerks wird im folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren 2 bis 4 bzw 5 u 6 naher erläutert
Das Fahrwerk 1 weist einen Fahrwerksrahmen 5 auf, welcher durch zwei übereinander angeordnete, deckungsgleiche Platten gebildet wird, die über vertikale Stege miteinandei verschweißt sind Durch diese Konstaiktion kann ein kostengünstig herstellbarer und dennoch ausreichend steifer Rahmen hergestellt werden, welcher überdies eine kompakte Bauweise mit einer geringen Bodenhohe erlaubt
Um den oder jeden Wagenkasten relativ zum Fahrwerk zu führen, sind in dem Rahmen 5 Aufnahmen 6, 7 füi einen vom Wagenkasten nach unten wegragenden Fuhrungszapfen vorgesehen Zur Abfederung seitlicher Kräfte sind in diesen Aufnahmen 6, 7 zu beiden Seiten Federelemente 8, 9 angeordnet, z B Guminielemente
Oberhalb des Rahmens 5 sind zwei quer zur Fahrtrichtung verlaufende Achsen 10, 1 1 angeordnet, welche je zwei Rader 12 13 bzw 14, 15 starr miteinander verbinden Die Radachsen iO, 11 sind an beiden Seiten des Fahrwεrks 1 um ihre horizontale Achs Rl, R2 drehbar an je einer Schwinge 16, 17, 18, 19 gelagert, wobei je zwei in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten Schwingen 16, 18 bzw 17, 19 um je eine gemeinsame horizontale Querachse S schwenkbar an dem Rahmen 5 des Fahrwerks gelagert sind Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2 bis 4 weisen die Schwingen 16, 17, 18 aus zu beiden Seiten der Rader 12, 13,1 4, 15 gabelartig verlaufende Arme (vgl. Fig 2) auf, wogegen bei der Ausführungsvariante gemäß der Figuren 5 u 6 die Schwingen im Bereich der Rader durch einfache Arme gebildet sind, die vorzugsweise an der Radinnenseite angeordnet sind (vgl Fig 5) Die Anlenkung der Schwingen 16, 18 bzw 17, 19 an dem Rahmen 5 ei folgt bei beiden Ausfuhrungsvarianten mittels je eines entlang der Querachse S verlaufend angeordneten Querbolzens 20, 21, wobei die Schwingen 16, 18 bzw 17, 19 an ihren Anlenkstellen in der Weise ausgebildet sind, daß sie mit dem Bolzen 20 bzw 21 je ein sogenanntes Scharniergelenk bilden
Die Schwingen 16, 17, 18. 19 sind - von der Seite betrachtet - winkelförmig ausgebildet, wobei die Drehachsen Rl, R2 der Rader 12, 13, 14, 15 am oder nahe dein freien Ende eines ersten Winkelarmes der zugeordneten Schwinge 16, 17, 18, 19 angeordnet sind und die Bolzen 20, 21 der Querachse S im Bereich des Winkels der zugeordneten Schwingen 16, 17, 18, 19 vorgesehen sind Die Querachse S ist aus Gründen der Stabilität über dem Niveau der Radachsen 10, 1 1 angeordnet, sodaß der erste Winkelarm ausgehend von der Schwingenachse bezuglich der Hoiizontalen etwas nach unten geneigt in Richtung Radachse verlauft Durch die gemeinsame Schwingenlagerung auf jeder Fahrwerksseite kann eine besonders platz- und gewichtssparende Primarfederungsvariante realisiert werden Die hintereinander angeordneten Schwingen 16, 18 bzw 17, 19 sind hierfüi mit je einer horizontale Kräfte aufnehmenden Feder-Dampfüngsstufe 22, 23 versehen, die in einem Abstand oberhalb der Bolzen 20, 21 angeordnet und an den nach oben ragenden Winkelarmen der einander zugeordneten Schwingen 16, 18 bzw 17, 19 abgestutzt ist Bei den gezeigten Ausfuhaingsbeispielen ist die Fedeiung durch eine auf Druck beanspruchte Stahlfeder und die D mpfung durch einen in der Stahlfeder verschachtelt angeordneten Oldruckdampfer gebildet Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann jedoch jede Art von Feder- und Dampfungselement zum Einsatz kommen, beispielsweise jeweils zumindest ein Gummiblock, eine oder mehrere auf Zug beanspruchte Spiral- oder Schraubenfedern oder fünktionsgleiche Elemente, welche somit als Primarfederung verwendet werden können Auch Kombinationen dieser Elemente sind möglich
Durch die erfindungsgemaße Fahrwerksausbildung kann nicht der eine Wagen die eine oder andere Feder mehr belasten als der andere Wagen seine Federn belastet, vielmehr wird die Last auf alle Federn gleichmäßig aufgeteilt, da dei Fahrwrrksrahmen 5 von den Querachsen 2C, 21 wie ein Waagebalken getragen wird
Bei der in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Triebfahrwerksvariante sind beide Achsen 10, 11 durch je eine Einheit 24, 25 bestehend aus einem Motor und einem Getriebe antriebsmaßig verbunden Die Einheiten 24, 25 sind diagonal gegenüberliegend an den Außenseiten der Rader 12, 15 angeordnet Bei einer hier nicht dargestellten Ausführungsform besteht jedoch auch die Möglichkeit, alle vier Rader 12, 13, 14, 15 mit einem Antrieb zu versehen Diese Variante mit vier angetriebenen Radern wird insbesondere für Metro-Fahrwerke bevorzugt, da sich ein gutes Anfahrverhalten ergibt Vorteilhafterweise wird bei einem Fahrwerk der erfindungsgemaßen Art ein von der Radachse 10, 1 1 nach oben und in Richtung der Achsbolzen 20, 21 geneigt angeordneter Motor mit einem darunter angeordnetem Getriebe verwendet, welches über eine nicht naher dargestellte Kupplung mit der Achse 10, 1 1 verbunden ist Um ungefederte Massen nach Möglichkeit zu vermeiden, sind der Motor und das Getriebe in vertikaler Richtung gefedert angeordnet
An den Achsen 10, 1 1 des Fahrwerks 1 ist weiters zwischen den Radern 12, 13 und 14, 15 je eine Bremsscheibe 26, 27 vorgesehen, die zum Teil in je einer hierfür vorgesehenen Ausnehmung des Rahmens 5 aufgenommen ist An dem Rahmen 5 ist ferner für jede Bremsscheibe 26, 27 eine Bremseinheit 28, 29 mit Bremszangen angeordnet Bremseinheiten dieser Art sind dem Fachmann bekannt und werden an dieser Stelle nicht naher erläutert Bei alternativen Ausführungsvarianten besteht naturlich auch die Möglichkeit mehrere Bremsscheiben für jede Achse oder eine sogenannte Radscheibenbremse vorzusehen, bei welcher die Bremseinheiten direkt an den Schwingen montiert sind und die Rader zu beiden Seiten mit je einer Bremsscheibe versehen sind Zusatzlich, insbesondere bei hohen Fahrzeuggewichten und/oder für hohe Geschwindigkeiten, können eine oder mehrere, üblicherweise zwei oder vier Magnetschienenbremsen vorgesehen sein
Die Wagenkasten der Wagen 2, 3 ruhen über eine Sekundarfederung auf dem Rahmen des Fahrwerks 1 Zu diesem Zweck sind an dem vorderen und hinteren Ende des Fahrwerks 1 zu beiden Seiten der Langsmittelebene Luftfedern 30, 31 , 32, 33 angeordnet
Um einen ruhigeren und schonenderen Lauf insbesondeie bei Kuivendurchfahit zu gewahrleisten ist bei dem Fahrwerk 1 eine sogenannte Symmetralensteuerung vorgesehen, bei welcher das Fahrwerk 1 immer in der Winkelhalbierenden zwischen den Langsachsen dei beiden von ihm getragenen Wagen 3, 4 ausgerichtet ist Dieser Steuermechanismus ist vorzugsweise nach den österreichischen Patenten Nr (A 1521/92) und Nr
(A 1120/93) aufgebaut und umfaßt zwei im wesentlichen parallele Langslenker 34, 35, die mit einem Ende im Bereich der Fahrwert slangsmitte und in einem Abstand von der Längsmittelebene an dem Rahmen 5 um eine Vertikalachse schwenkbar angelenkt und in Fahrtrichtung nach \ orne ausgerichtet sind Mit dem anderen Ende sind die Langslenker 34, 35 an einem verbindenden Querelement 36 angelenkt, welches zur Aufnahme von Langskräften über eine Verbindungseinrichtung mit dem daruberliegenden Wagenkasten gelenkig verbunden ist. Weiters besitzt das Querelement 36 eine Langsfortsetzung 37, die im dargestellten Beispiel durch zwei voneinander beabstandete, im wesentlichen parallel verlaufende langgestreckte Elemente gebildet wird, die im gleichen Abstand von der Fahrwerkslangsmitte wie die Verbindungseinrichtung 36 aber auf der entgegengesetzten Seite des Fahrwerks über eine Verbindungseinrichtung 38 miteinander verbunden sind. Die Verbindungseinrichtung 38 ist mittels eines quer zur Fahrtrichtung angeordneten und in einer horizontalen Ebene verschwenkbaren Zwischenhebel 39 oder eine (nicht dargestellte) in Wagenmitte angeordnete und in Wagenlangsi ichtung ausgerichtete Gleitführung mit dem zugeordneten Wagenkasten verbunden Der Zwischenhebel 39 bzw die Gleitführung bewerkstelligen den für die Symmetralensteuerung erforderlichen Langsausgleich zwischen den Wagenkasten Anstelle der oben beschriebenen, können im Rahmen der vorliegenden Erfindung naturlich auch alle anderen, dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannten Symmetralensteuerungen eingesetzt werden

Claims

ANSPRÜCHE
1 Fahrwei k für ein Schienenfahrzeug, insbesondere lür ein Meti o-Fahrzeug, mit zumindest zwei quer zur Fahrtrichtung gegenüberliegend angeordneten Paaren von Radern ( 12, 13, 14, 15), die mittels je einer Achse (10, 1 1 ) stair miteinander verbunden sind, wobei jedes Rad (12, 13, 14, 15) in je einer um eine im wesentlichen horizontale Querachse (S) schwenkbaren Schwinge (16, 17, 18, 19) federnd gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (16, 17, 18, 19) zweier in Fahrtrichtung hintereinander angeordneter Rader (12, 13, 14, 15) eines Paares an einer gemeinsamen Querachse (S) in einem Fahrwerksrahmen (5) gelagert sind und der Fahrwerksrahmen (5) mittels einer Symmetralensteuerung zwangsgesteuert ist
2 Fahrwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (16, 17, 18, 19) mittels zumindest einer Feder-Dampfungs-Stufe (22, 23) gegeneinander abgestutzt sind und die Feder-Dampfungsstufe (22, 23) zur Aufnahme von Kräften in Fahrzeuglangsrichtung eingerichtet ist
3 Farhwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querachse (S) der Schwingen (16, 17, 18, 19) oberhalb der Drehachsen (Rl, R2) der Rader (12, 13, 14, ! 5) angeordnet ist
4 Fahrwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schwinge ( 16, 17, 18, 19) im wesentlichen in Form eines zweiarmigen Winkelstuckes ausgeführt ist, wobei im Winkelbereich die Querachse (S) vorgesehen ist, an dem freien Ende eines ersten Armes die Radachse (Rl, R2) und an dem freien Ende des zweiten Armes die zumindest eine Feder- Dampfüngs-Einheit (22, 23) zur Beeinflußung der der gegenseitigen Verschwenkbarkeit der Schwingen (16, 17. 18, 19) abgestutzt ist, wobei je zwei Schwingen (16, 17, 18, 19) einer Fahrwerkseite über ein durch die Winkelbereiche der Schwingen (16, 17, 18, 19) und je einem Achsbolzen (20, 21 ) gebildetes Scharniergelenk an dem Rahmen gelagert sind
5 Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Trieb-Fahrwerk ( 1 ) ausgelegt ist und zumindest eine Achse ( 10, 1 1 ) bzw ein Rad ( 12, 13, 14, 15), vorzugsweise jede Achse bzw jedes Rad, mit einer Motor-Getriebe-Einheit (24, 25) antriebsmaßig veibunden ist und die Motor-Geti iebe-Einheit bzw die Motoi -Getriebe- Einheiten (24, 25) an der dem Fahrwerksrahmen (5) abgewandten Außenseite des zugeordneten Rades (12, 13, 14, 15) angeordnet ist bzw sind
6 Fahrwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Getriebe-Einheit (24, 25) federnd an dem Fahrwerksrahmen (5) abgestutzt oder aufgehängt und mit der Radachse (10, 1 1) über eine radial bewegliche Kupplung verbunden ist
7 Fahrwerk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Motor-Getriebe- Einheit (24, 25) entweder im Bereich innerhalb des Radumfanges oder nach oben und in Richtung Schwingenquerachse (S) geneigt verlaufend angeordnet ist
8 Fahrwerk nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Radachse (10, 1 1) im Bereich zwischen den Radern (12, 13, 14, 15) zumindest eine Bremsscheibe (26, 27) und an dem Fahrwerksrahmen (5) zumindest eine zugeordnete Bremseinheit (28, 29) an *σge^ordnet ist
9. Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrwerksrahmen (5) aus zwei zumindest abschnittsweise über die Fahrwerkslange und -breite erstreckende Platten gebildet wird, die in einem Abstand übereinander angeordnet und durch vertikale Stege miteinander verbunden sind.
10 Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der gesamte Fahrwerksrahmen (5) unterhalb des Niveaus der Querachse (S), vorzugsweise unterhalb des Niveaus der Radachsen (Rl, R2) befindet
1 1 Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Fahrwerkslangsmitte bzw der Schwingenquerachse (S) an dem Fahrwerksrahmen (5) in einem Abstand von der Langsmittelebene an jeder Fahrwerksseite je ein in Längsrichtung verlaufender Lenker (34, 35) angelenkt ist, wobei die der Fahrwerkslangsmitte abgewandten Enden dieser zwei Lenker (34, 35) gelenkig mit einem horizontalen Querelement (36) verbunden sind, das mit einem Wagenkasten verbindbar ist und eine sich auf die in Längsrichtung ihm gegenüberliegende Seite des Fahrwerks ( 1 ) erstreckende Langsfortsetzung (37, 38) aufweist, die mit dem nachfolgenden Wagenkasten verbindbar ist
12 Schienenfahrzeug aus mindestens zwei, vorzugsweise mittels eines sphärischen Gelenkes verbundenen, eine Zugsgarnitur bildenden Wagen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Fahrwerk (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 im Veibindungsbereich zweier Wagen (2, 3) mit je einem Wagenkasten angeordnet ist
13. Schienenfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Fahrwerksende je ein Wagenkasten dei aneinander anschließenden Wagen (2, 3) über je eine Sekundarfederung, z B zwei in einem Abstand von der Langsmittelebene gegenüberliegend angeordneten Luftfedern (30, 31, 32, 33), abgestutzt ist
14 Schienenfahrzeug nach Anspruch 12 oder 13, bei welchem ein Fahrwerk gemäß Anspruch 1 1 vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zui Symmetralensteuerung des Fahrwerks ein Wagenkasten gelenkig mit dem Querelement (36) verbunden ist, an welchem die in Längsrichtung verlaufenden Lenker (34, 35) angelenkt sind, und daß dei anschließende Wagenkasten am gegenüberliegenden Fahrwerksende mit dei Langsfortsetzung (37, 38) des Querelementes (36) verbunden ist
15 Schienenfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Langsfortsetzung durch zumindest ein, vorzugsweise zwei langgestreckte in einem Abstand voneinander angeordnete Elemente (37, 38) gebildet wird, die mit einer Querverbindung (39) starr miteinander verbunden sind, welche über einen quer zur Fahrtrichtung ausgerichteten, in einer Hurizontalebene verschwenkbaren Zwischenhebel (40) oαer eine in Wagenlangsπchtung ausgerichtete Gleitführung mit dem anschließenden Wagenkasten verbunden ist
I I
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