Räumliche Einzelradaufhängung für Räder von Schienenfahrzeugen

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine räumliche Einzelradaufhängung für Räder von Schienenfahrzeugen, bei der die Radeinheit bestehend aus dem Rad, der Radlagerung, dem nichtrotierenden Radträger sowie gegebenenfalls einer Antriebs- und/oder Bremsvorrichtung gegenüber dem Fahrzeug Lenk- und/oder Federbewegungen ausführen kann, und bei der die Radträger über Lenker beweglich mit dem Fahrzeug sowie mit dem Radträger des gegenüber liegenden Rades verbunden sind und der Anlenkpunkt mindestens eines Lenkers (17-20) am Fahrzeug (21) in Abhängigkeit vom Fahrzustand wie Vor- oder Rückwärtsfahrt, Gerade- oder Kurvernfahrt, Bremsen oder Antrieb und/oder in Abhängigkeit vom Verschleisszustand der Radreifen verstellbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine räumliche Einzelradaufhängung für Räder von Schienenfahrzeugen, bei der die Radeinheit bestehend aus dem Rad, der Radlagerung, dem nicht rotierenden Radträger sowie gegebenenfalls einer Antriebs- und/oder Bremsvorrichtung gegenüber dem Fahrzeug Lenkbewegungen und/oder Federbewegungen ausführen kann, und bei der die Radträger über Lenker, die an ihren Enden Gelenke aufweisen, beweglich mit dem Fahrzeug sowie mit einem als Spurstange wirkenden Lenker durch oder über Zwischenelemente mit dem Radträger des gegenüber liegenden Rades verbunden sind.

[0002] Bisher sind keine Schienenfahrzeuge bekanntgeworden, bei denen das einzelne Rad mit Lenkern oder ähnlichen Elementen am Fahr­zeug angeordnet oder angelenkt ist. Es sind aber Bestrebungen vorhanden, unter Vermeidung eines Drehgestells möglichst viel Raum auch zwischen den Rädern freizuhalten und den Lauf der Räder auf der Schiene durch selbsttätiges Einstellen der Räder tangential zur Schiene zu verbessern und das Geräusch- und Ver­schleissverhalten der Schienenfahrzeug-Räder zu verbessern, wobei die ungefederten Massen verringert werden können, was sich günstig auf den Fahrkomfort auswirkt.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Nachteile von Drehgestellen und Starrachsen zu vermeiden und darüberhinaus eine Radanlenkung am Schienenfahrzeug zu schaffen, die die vorgenannten Verbesserungen bringt.

[0004] Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass der Anlenkpunkt mindestens eines Lenkers am Fahrzeug in Abhängigkeit vom Fahr­zustand, wie Vor- oder Rückwärtsfahrt, Gerade- oder Kurvenfahrt, Bremsen oder Antrieb und/oder in Abhängigkeit vom Verschleiss­zustand der Radreifen verstellbar ist.

[0005] Vorteilhaft sind die Lenker im wesentlichen auf der der Fahr­zeugmitte abgewandten Seite der Radeinheit angeordnet und die durch die Anordnung der Lenker festgelegte momentane Lenk­achse liegt zumindest näherungsweise in der senkrecht zur Rotationsachse des nicht verschwenkten Rades gelegenen Ebene, die auch den Berührpunkt Rad-Schiene (Radaufstandspunkt) enthält.

[0006] Der Vorteil der erfindungsgemässen Einzelradaufhängung liegt vor allem darin, dass man kein Drehgestell benötigt und damit erheblich Gewicht der ungefederten Massen einspart, was wieder der Laufruhe des Schienenfahrzeugs zugute kommt. Weiter lässt sich mit der Erfindung durch den Wegfall der starren Achse die Fussbodenhöhe des Fahrzeugs erheblich absenken (Niederflurfahr­zeug), was den Ein- und Ausstieg erleichtert und so den Komfort der Fahrgäste erhöht.Durch die Führung des Rades an Lenkern und die dadurch gebildete virtuelle Schwenkachse steht der ge­samte Bauraum innerhalb des Rades für den Antrieb z.B. durch einen Radnabenmotor mit nachgeschaltetem Planetengetriebe zur Verfügung.

[0007] Da die selbstlenkenden Räder sich stets tangential zur Schiene einstellen, entfällt das von den Drehgestellen bekannte Kurven­quietschen in engen Gleisbögen, was sich auch günstig auf das Verschleissverhalten der Radreifen auswirkt.

[0008] In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung schematisch anhand eines Schienenrades 11 dargestellt, welches auf einer Schiene 12 rollt, und dort den Radaufstands­punkt 13 bildet. Das Rad 11 rotiert auf einer Achse 14, welche fest mit dem nichtrotierenden Radträger 15,16 verbunden ist. Am Rad 11 können noch in bekannter Weise (nicht dargestellte) Antriebs- und/oder Bremsvorrichtungen angeordenet sein.

[0009] Die aus Rad 11, Radlagerung auf der Achse 14 und nichtrotier­endem Radträger 15,16 bestehende Radeinheit ist mit 4 Lenkern 17.18.19 und 20 derart am Fahrzeug 21 angelenkt, dass die Anlenkpunkte am Fahrzeug einen grösseren Abstand besitzen als am Teil 16 des Radträgers 15,16. Die Lenker 17 - 20 sind im wesentlichen auf der von der Fahrzeugmitte abgewandten Seite der Radeinheit 15,16 angeordnet, wobei die durch die Anordnung der Lenker 17 - 20 festgelegte momentane Lenkachse 22 zumindest näherungsweise in der senkrecht zur Rotationsachse 14 des nicht verschwenkten Rades 11 liegenden Ebene 23 liegt, die auch den Berührungspunkt Rad-Schiene (Radaufstandspunkt 13) enthält. Weiter ist an einem Lenker 19 eine Feder 24 angeordnet, welche sich am Fahrzeug 21 abstützt. Ausserdem ist am Rad­träger 15,16 eine Spurstange 25 angelenkt, welche mit dem Radträger des gegenüber liegenden Rades verbunden ist.

[0010] Die beiden Lenker 17 und 18 sind gemäss der Erfindung so am Fahrzeug 21 angelenkt, dass sich ihre fahrzeugseitigen Anlenk­punkte in je einer Führung 26,27 waagrecht und etwa parallel zur Fahrzeuglängsachse verschieben lassen. Die beiden Führungen 26 und 27 sind gleich lang und so angeordnet, dass auch bei in die jeweilige Endlage verschobenen Lenker 17 und 18 die Lenk­achse 22 noch immer in der Ebene 23 liegt.

[0011] An einem oder mehreren Lenkern 17 - 20 sind an sich aus dem Fahrzeugbau bekannte Elemente, wie Federn 24 und/oder Dämpfungs­elemente angeordnet.

[0012] Die Verstellung der Lenker 17 und 18 in den Führungen 26,27 kann durch elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Einrichtungen in Abhängigkeit von Fahrtrichtung, Längs- oder Querbeschleunigungen bzw. -verzögerungen und/oder Beladungszu­stand des Fahrzeugs erfolgen.

[0013] Selbstverständlich kann man auch alle Lenker 17 - 20 in Führ­ungen anordnen, sodass sich die Anlenkpunkte aller Lenker ver­schieben lassen. Dies hat gegenüber der Verstellung von max. 2 Lenkern -bei allerdings grösserem Bauaufwand- den Vorteil, dass eine kleinere Verschiebung der Anlenkpunkte ausreicht, um eine gleich grosse Neigung der virtuellen Lenkachse zu erzielen.

Ansprüche

1) Räumliche Einzelradaufhängung für Räder von Schienenfahrzeugen, bei der die Radeinheit bestehend aus dem Rad, der Radlagerung, dem nichtrotierenden Radträger sowie gegebenenfalls einer An­triebs- und/oder Bremsvorrichtung gegenüber dem Fahrzeug Lenk­bewegungen und/oder Federbewegungen ausführen kann, und bei der die Radträger über Lenker, die an ihren Enden Gelenke aufweisen, beweglich mit dem Fahrzeug sowie mit einem als Spurstange wirkenden Lenker durch oder über Zwischenelemente mit dem Rad­träger des gegenüber liegenden Rades verbunden sind,. dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkpunkt mindestens eines Lenkers (17-20) am Fahrzeug (21) in Abhängigkeit vom Fahrzustand, wie Vor- oder Rückwärtsfahrt, Gerade- oder Kurvenfahrt, Bremsen oder Antrieb und/oder in Abhängigkeit vom Verschleisszustand der Radreifen verstellbar ist.

2) Räumliche Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass an mindestens einem Lenker (17-20) eine Feder (24) zur Aufnahme der Radlast angeordnet ist.

3) Räumliche Einzelradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Lenker (17-20) ein Dämpfer angeordnet ist.

4) Räumliche Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Feder (24) und/­oder mindestens ein Dämpfer zwischen Radträger (15,16) und Fahrzeug (21) angeordnet ist.

5) Räumliche Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Lenker (17-20) im wesentlichen auf der der Fahrzeugmitte abgewandten Seite der Radeinheit (15,16) angeordnet sind und dass die durch die Anordnung der Lenker festgelegte momentane Lenkachse zumindest näherungsweise in derjenigen senkrecht zur Rotationsachse des Rades gelegenen Ebene liegt, die auch den Berührpunkt Rad-Schiene (Radaufstands­punkt) enthält.

6) Räumliche Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Anlenkpunkte des oder der Lenker (17-20) am Fahrzeug (21) mit an sich bekannten elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Einrichtungen in den Führungen (26,27) verstellt wird bzw. werden.

7) Räumliche Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichent, dass die Verstellung der Anlenkpunkte des oder der Lenker (17-20) am Fahrzeug (21) mittel- oder unmittelbar durch die Trägheitskraft einer unter dem Einfluss von Quer- oder Längsbeschleunigungen befindlichen Masse erfolgt.

Zeichnung