SCHIENENFAHRZEUG

Abstract

 Gegenstand der Erfindung ist ein Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Wagenkästen (14, 16), wobei ein erster und ein zweiter Wagenkasten (14, 16) auf der Wiege (10) eines Jakobs-Drehgestells (1) lagern, wobei die Wagenkästen (14, 16) durch eine sphärische Gelenkeinrichtung (20) miteinander verbunden sind, wobei die Gelenkeinrichtung (20) auf der Wiege (10) angeordnet ist, wobei die Gelenkeinrichtung (20) mindestens zwei sphärische Gelenklager (24, 26) aufweist, wobei die mindestens zwei sphärischen Gelenklager (24, 26) in einer Ebene zueinander angeordnet sind, wobei die mindestens zwei sphärischen Gelenklager (24, 26) einen gemeinsamen Drehpunkt (32) aufweisen.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Wagenkästen, wobei ein erster und ein zweiter Wagenkasten auf einer Wiege eines Jakobs-Drehgestelles lagern, wobei die Wagenkästen durch eine sphärische Gelenkeinrichtung miteinander verbunden sind, wobei die Gelenkeinrichtung auf der Wiege angeordnet ist, wobei die Gelenkeinrichtung mindestens zwei sphärische Gelenklager aufweist, wobei die mindestens zwei sphärischen Gelenklager in einer Ebene zueinander angeordnet sind.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Schienenfahrzeuge mit Jakobs-Drehgestellen hinreichend bekannt. Am bekanntesten ist hierbei der TGV, wobei zwei Wagenkästen sich im Übergangsbereich auf einem Jakobs-Drehgestell abstützen.

[0003] Ein solches Jakobs-Drehgestell besteht aus einem Rahmen, wobei zu beiden Enden des Rahmens jeweils ein Radsatz durch Primärfedern an dem Rahmen angeordnet ist. Auf dem Rahmen lagert eine sogenannte Wiege, die durch Sekundärfedern auf dem Rahmen abgestützt ist. Auf der Wiege sind die beiden Wagenkästen durch eine sphärische Gelenkeinrichtung abgestützt gelagert. Eine solche sphärische Gelenkeinrichtung für ein Jakobs-Drehgestell ist aus der WO 2005/023619 A1 bekannt. Allerdings sind hierbei sowohl die Nick- als auch die Knick-, Wank- und Versatzbewegungen stark eingeschränkt. Der Grund hierfür ist darin zu finden, dass lediglich der eine Wagenkasten relativ zu dem anderen Wagenkasten beweglich ist. Der andere Wagenkasten ist fest mit der Wiege verbunden, weshalb dieser starr ist. Das bedeutet, dass sowohl Nick- als auch Knick-, Wank- und Versatzbewegungen nur in relativ geringem Umfange zugelassen werden.

[0004] Aus der US 1,574,453 A ist ein Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Wagenkästen bekannt, wobei ein erster und ein zweiter Wagenkasten auf einer Wiege eines Jakobs-Drehgestelles lagern. Die Wagenkästen sind hierbei durch eine sphärische Gelenkeinrichtung miteinander verbunden, wobei die Gelenkeinrichtung auf der Wiege angeordnet ist. Diese Gelenkeinrichtung umfasst zwei in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnete sphärische Gelenklager, die insbesondere Wank-, Nick- und Knickbewegungen zwischen den Wagenkästen auf der Wiege ermöglichen.

[0005] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demzufolge darin, bei einem Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art eine Gelenkeinrichtung für ein Jakobs-Drehgestell bereitzustellen, wobei die Gelenkeinrichtung in der Lage ist, sämtliche beim Fahren auftretende Bewegungen auch mit größeren Winkeln zu kompensieren bzw. aufzunehmen, insbesondere als da sind, Nick-, Wank- und Knickbewegungen sowie Versatzbewegungen, wie sie auftreten, wenn solche Fahrzeuge über Weichen fahren. Außerdem soll eine platzsparende Bauweise ermöglicht werden, sodass der Abstand zwischen den Wagenkästen, also die Länge des Übergangs zwischen den beiden Fahrzeugen, kurz gewählt werden kann, aber dennoch z. B. erhebliche Knickbewegungen zugelassen werden.

[0006] Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die mindestens zwei sphärische Gelenklager über einen gemeinsamen Drehpunkt verfügen.

[0007] Hierzu ist im Einzelnen vorgesehen, dass zur Bildung der beiden Gelenklager mit einem solchen gemeinsamen Drehpunkt zwei ineinander oder aufeinander gelagerte Kugelsegmente vorgesehen sind, wobei das äußere Kugelsegment durch eine kugelsegmentartige Lagerschale aufgenommen ist. Eine solche doppeltsphärische Gelenkeinrichtung zeichnet sich im Einzelnen des Weiteren dadurch aus, dass das innere Kugelsegment ein Verbindungsglied zu der Wiege des Jakobs-Drehgestells aufweist. Das Verbindungsglied weist des Weiteren einen Stützfuß zur Verbindung mit der Wiege auf. Das äußere Kugelsegment zeigt einen Sattel zur Verbindung mit dem einen ersten Wagenkasten, wobei die Lagerschale mit dem anderen zweiten Wagenkasten in Verbindung steht. Somit steht jedes der beiden Gelenklager mit einem Wagenkasten in Verbindung.

[0008] Wie bereits an anderer Stelle ausgeführt, ist das oben beschriebene doppeltsphärische Lager in der Lage im Wesentlichen sämtliche beim Fahren auftretenden Bewegungen, wie Wank-, Nick-, Dreh- (Knick-) und Versatzbewegungen sowie auch Kombinationen hieraus aufzunehmen, und zwar mit verhältnismäßig großen Winkeln; allerdings hat diese Konstruktion den Nachteil, dass die Wiege nicht unter allen Umständen momentenfrei ist. Solche Momente entstehen insbesondere dann, wenn auf die erfindungsgemäße doppeltsphärische Gelenkeinrichtung, deren Drehpunkt zur Oberfläche der Wiege beabstandet ist, Kräfte in Richtung der Fahrzeuglängsachse oder der Fahrzeugquerachse einwirken. Kräfte, die in Richtung der Fahrzeuglängsachse in Höhe des Drehpunktes auf die Gelenkeinrichtung einwirken, sind schlussendlich solche, die beim Beschleunigen und Bremsen der Fahrzeuge entstehen. Querkräfte, also Kräfte quer zur Längsachse des Fahrzeugs, entstehen durch Fliehkräfte oder sogenannte Spurführungskräfte. Längs- als auch Querkräfte sind daher Horizontalkräfte. Die Momente hieraus müssen unmittelbar von der Wiege aufgenommen werden. Durch die Federn, mit denen die Wiege auf dem Rahmen des Jakobs-Drehgestells lagert, werden die Reaktionskräfte aufgrund solcher Momente auf den Rahmen des Jakobs-Drehgestells übertragen. Um dies zu vermeiden, können Längs- und Querlenker, z. B. Lemniskaten-Lenker, zwischen der Wiege und dem Rahmen des Jakobs-Drehgestells vorgesehen sein, um ein Einfedern der Wiege auf dem Rahmen zu vermeiden. Das heißt, dass durch die horizontal angreifenden Kräfte im Wesentlichen keine Reaktionskräfte auf die Federn, mit der die Wiege auf dem Rahmen gelagert ist, übertragen werden sollen.

[0009] Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.

Fig. 1

zeigt schematisch ein Jakobs-Drehgestell in einer Seitenansicht, wobei die drehgelenkige Verbindung zwischen den beiden Wagenkästen auf dem Jakobs-Drehgestell lediglich schematisch angedeutet ist;

Fig. 2a

zeigt eine erste Variante der sphärischen Gelenkeinrichtung im Schnitt;

Fig. 2b

zeigt eine Draufsicht auf die Gelenkeinrichtung gemäß Fig. 2a.

[0010] Das in Fig. 1 dargestellte Jakobs-Drehgestell 1 umfasst den Rahmen 3, wobei an dem Rahmen 3 zwei Radsätze 4 mit Primärfedern 6 angeordnet sind. Auf dem Rahmen 3 lagert auf vier Federn 8 die insgesamt mit 10 bezeichnete Wiege. Auf der Wiege 10 ist die sphärische Gelenkeinrichtung 20, 40 angeordnet, wobei die sphärische Gelenkeinrichtung 20, 40 durch Gelenkarme 21, 22; 41, 42 mit den jeweilig schematisch angedeuteten Wagenkästen 14, 16 in Verbindung steht.

[0011] Die in Fig. 2a und Fig. 2b dargestellte erste Variante einer sphärischen Gelenkeinrichtung 20 zeichnet sich durch die beiden sphärischen Gelenklager 24 und 26 aus. Das innere sphärische Gelenklager 24 umfasst ein inneres Kugelsegment 24a, auf dem ein äußeres Kugelsegment 26a des äußeren sphärischen Gelenklagers 26 lagert. Das äußere Kugelsegment 26a des äußeren sphärischen Gelenklagers 26 lagert in der kugelsegmentartigen Lagerschale 26b, die durch den Gelenkarm 22 mit dem Wagenkasten 16 in Verbindung steht. Das äußere Kugelsegment 26a weist darüber hinaus einen Sattel 30 auf, durch den das äußere Kugelsegment 26a durch den Gelenkarm 21 mit dem Wagenkasten 14 verbunden ist. An dem inneren Kugelsegment 24a ist das Verbindungsglied 31 zur Verbindung mit der Wiege 10 des Jakobs-Drehgestells 1 angeordnet. Zur Verbindung mit der Wiege ist das Verbindungsglied 31 mit einem Stützfuß 31a versehen.

[0012] Die sphärische Gelenkeinrichtung 20 besitzt den gemeinsamen Drehpunkt 32. Durch das Verbindungsglied 31 in Verbindung mit der Lagerung in der Wiege wird ein Abstand 33 zur Oberseite der Wiege 10 gebildet. Dieser Abstand 33 bildet einen Hebelarm, der bei Angriff von Horizontalkräften in dem Drehpunkt 32 die Wiege 10 entsprechenden Momenten aussetzt. Zu den Kräften, die im Drehpunkt 32 angreifen, gehören beispielsweise Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung, also insbesondere Kräfte beim Beschleunigen und Bremsen des Schienenfahrzeugs. Querkräfte in horizontaler Richtung entstehen durch die Einwirkung von Fliehkräften oder auch durch das Einwirken von Spurführungskräften. Um die Wiege 10 insofern momentenfrei zu halten, kann die Wiege gegenüber dem Rahmen des Jakobs-Drehgestells durch Längs- und/oder Querlenker, z. B. in Form eines Lemniskaten-Lenkers, gegeneinander abgestützt sein.

Bezugszeichenliste:

[0013] 

1

Jakobs-Drehgestell

3

Rahmen

4

Radsatz

6

Primärfeder

8

Feder

10

Wiege

12

Topf

14

Wagenkasten

16

Wagenkasten

20

sphärische Gelenkeinrichtung

21

Gelenkarm (vom Wagenkasten)

22

Gelenkarm (vom Wagenkasten)

24

inneres sphärisches Gelenklager

24a

inneres Kugelsegment

26

äußeres sphärisches Gelenklager

26a

äußeres Kugelsegment

26b

Lagerschale

30

Sattel

31

Verbindungsglied

31a

Stützfuß

32

Drehpunkt

33

Abstand (Hebelarm)

Ansprüche

1. Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Wagenkästen (14, 16), wobei ein erster und ein zweiter Wagenkasten (14, 16) auf der Wiege (10) eines Jakobs-Drehgestells (1) lagern, wobei die Wagenkästen (14, 16) durch eine sphärische Gelenkeinrichtung (20) miteinander verbunden sind, wobei die Gelenkeinrichtung (20) auf der Wiege (10) angeordnet ist, wobei die Gelenkeinrichtung (20) mindestens zwei sphärische Gelenklager (24, 26) aufweist,
wobei die mindestens zwei sphärischen Gelenklager (24, 26) in einer Ebene zueinander angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens zwei sphärischen Gelenklager (24, 26) einen gemeinsamen Drehpunkt (32) aufweisen.

2. Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Wagenkästen (14, 16) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bildung der beiden sphärischen Gelenklager (24, 26) zwei ineinander gelagerte Kugelsegmente (24a, 26a) vorgesehen sind, wobei das äußere Kugelsegment (26a) durch eine kugelsegmentartige Lagerschale (26b) aufgenommen ist.

3. Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Wagenkästen (14, 16) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das innere Kugelsegment (24a) ein Verbindungsglied (31) zu der Wiege (10) des Jakobs-Drehgestells (1) aufweist.

4. Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Wagenkästen (14, 16) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das äußere Kugelsegment (26a) einen Sattel (30) zur Verbindung mit dem ersten Wagenkasten (14) aufweist.

5. Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Wagenkästen (14, 16) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lagerschale (26b) mit dem zweiten Wagenkasten (16) verbunden ist.

6. Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Wagenkästen (14, 16) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verbindungsglied (31) einen Stützfuß (31a) zur Verbindung mit der Wiege (10) aufweist.

7. Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Wagenkästen (14, 16) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stützfuß (31a) auf der Wiege (10) aufsitzt.

Zeichnung