Dreiachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein dreiachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge mit einem H-förmigen Hauptrahmen, der zur Auflage des Wagenkastens mittig mit einem Drehpfannenlager versehen ist und der sich seinerseits über seine vier Enden auf jeweils einer Seitenwange abstützt, die ihrerseits jeweils auf einem Achslager einer äußeren und der mittleren Achse abgestützt ist. Um bei einfacher Konstruktion und geringer Bauhöhe die aufzunehmende Last gleichmäßig auf die drei Achsen zu verteilen und ein dreiachsiges Drehgestell mit guten Laufeigenschaften zu schaffen, welche auch die Verwendung von Rädern mit kleinstmöglichem Durchmesser ermöglichen, sind die Enden des Hauptrahmens über Federelemente unmittelbar auf den Seitenwangen abgestützt. Die Abstützungsmitte der Federelemente liegt hierbei in einem Abstand von einem Drittel des Achsabstandes zur äußeren Achse und in einem Abstand von zwei Dritteln des Achsabstandes zur mittleren Achse.
Weiterhin sind die jeweils innenliegenden Enden der Seitenwangen gemeinsam auf dem Achslager der mittleren Achse abgestützt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein dreiachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge mit einem H-förmigen Hauptrahmen, der zur Auflage des Wagenkastens mittig mit einem Drehpfannenlager versehen ist und sich seinerseits über seine vier Enden auf jeweils einer Seitenwange abstützt, die ihrerseits jeweils auf einem Achslager einer äußeren und der mittleren Achse abgestützt ist.

[0002] Dreiachsige Drehgestelle der voranstehend beschriebenen Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie sind überwiegend als Zweiachslaufwerke mit angehängter dritter Achse ausgeführt und besitzen starre Rahmen sowie starre Radführungen, so daß sich nicht nur Probleme bei der für die Kurvenfahrt erforderlichen Einstellung der einzelnen Achsen ergeben, sondern auch eine ungleichmäßige Achslastverteilung, welche die Entgleisungssicherheit ungünstig beeinflußt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dreiachsiges Drehgestell der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das bei einfacher Konstruktion und geringer Bauhöhe die aufzunehmende Last gleichmäßig auf die drei Achsen verteilt und insgesamt gute Laufeigenschaften besitzt, so daß auch Räder mit kleinstmöglichem Durchmesser für das Drehgestell verwendet werden können, wie dies bei Schienenfahrzeugen erforderlich ist, die zum Transport von Straßenfahrzeugen eingesetzt werden.

[0004] Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Hauptrahmens über Federelemente unmittelbar auf den Seitenwangen abgestützt sind, daß die Abstütimgsmitte der Federelemente in einem Abstand von einem Drittel des Achsabstandes zur äußeren Achse und in einem Abstand von zwei Dritteln des Achsabstandes zur mittleren Achse liegt und daß die jeweils innenliegenden Enden der Seitenwangen gemeinsam auf dem Achslager der mittleren Achse abgestützt sind.

[0005] Durch diesen Vorschlag der Erfindung wird ein dreiachsiges Drehgestell geschaffen, bei welchem alle drei Achsen über die Seitenwangen gelenkig miteinander verbunden sind, so daß das Drehgestell in der Art von zwei hintereinandergeschalteten Viergelenkgetrieben ausgebildet ist. Die drei Achsen des Drehgestells werden jeweils mit etwa einem Drittel der Drehgestell-Last belastet, so daß alle Räder des Drehgestells mit etwa gleichem Druck auf den Schienen aufstehen. Dieser für die Entgleisungssicherheit entscheidende Vorteil wird durch die unmittelbare Abstützung des Hauptrahmens auf den vier Seitenwangen und die erfindungsgemäße Anordnung der Abstützungspunkte zwischen den mit gleichem Abstand voneinander liegenden Achsen erzielt. Die gemeinsame Abstützung der jeweils innenliegenden Enden der Seitenwangen auf dem Achslager der mittleren Achse ist nicht nur Voraussetzung für eine gleichmäßige Achslastverteilung, sondern ermöglicht darüber hinaus, daß sich die drei über ihre Achslager im notwendigen Maß gelenkig mit den Seitenwangen verbundenen Achsen relativ zueinander einstellen können, wie dies insbesondere für Kurvenfahrt erforderlich ist.

[0006] Das erfindungsgemäße dreiachsige Drehgestell besitzt bei einfachem konstruktiven Aufbau derart gute Laufeigenschaften, daß es mit Rädern kleinstmöglichen Durchmessers ausgestattet werden kann, ohne daß hierdurch die Entgleisungssicherheit sinkt. Die beispielsweise mit einem Laufkreisdurchmesser von nur 450 mm ausgeführten Räder ermöglichen somit eine sehr geringe Bauhöhe des erfindungsgemäßen Drehgestelles von etwa 550 mm. Das erfindungsgemäße Drehgestell kann somit vorzugsweise für Schienenfahrzeuge verwendet werden, die für den Transport von Straßenfahrzeugen, nämlich Lastzügen oder Sattelaufliegern verwendet werden.

[0007] Um eine gute räumliche Einstellung der Seitenwangen zueinander und zum Achslager der mittleren Achse zu ermöglichen, wie dies insbesondere bei Kurvenfahrt in überhöhten Gleisbögen durch seitliche Auslenkung der mittleren Achse erforderlich ist, sind gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die beiden Seitenwangen in einem gemeinsamen Drehpunkt auf dem Achslager der mittleren Achse gelenkig abgestützt. Die zwischen den Achslagern der Achsen und den Seitenwangen angeordneten Auflager sind erfindungsgemäß mit einer sphärischen, eine allseitig bewegliche Einstellung ermöglichenden Lagerfläche ausgeführt.

[0008] Mit der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, die Enden des Hauptrahmens jeweils über zwei in Längsrichtung der Seitenwange zueinander versetzte Federelemente abzustützen. Durch diese erfindungsgemäße Weiterbildung wird erreicht, daß sämtliche acht Federelemente eine Rückstellwirkung auf die Seitenwangen ausüben, wenn eine der drei Achsen seitlich gegenüber den anderen Achsen ausgelenkt worden ist. Den Federelementen kommt somit eine Doppelwirkung zu, indem sie nicht nur die Federung des Schienenfahrzeugs in senkrechter Richtung bewirken, sondern auch eine Stabilisierung und Führung insbesondere der mittleren Achse, und zwar trotz der gelenkigen Verbindung der auf jeder Seite des Drehge- - stells vorhandenen beiden Seitenwangen.

[0009] Außerdem werden die Führungseigenschaften des dreiachsigen Drehgestelles verbessert, indem z.B. beim Durchfahren von Doppelkreuzungsweichen die vorlaufende Achse über die beiden nachlaufenden Achsen in Fahrtrichtung geführt wird, was insbesondere bei kleinem Raddurchmesser wichtig ist.

[0010] Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, die Federelemente als Gummirollfedern auszubilden, da diese nicht nur wartungsfrei sind, sondern hohe Rückstellkräfte aufbringen, wenn das Federelement durch den seitlichen Versatz einer der drei Achsen des Drehgestells in einer Weise verformt wird, die von der Verformung abweicht, welche bei einer reinen Federbewegung in senkrechter Richtung auftritt.

[0011] Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehgestelles dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Drehgestell,

Fig. 2 eine teilweise gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 geschnittene Seitenansicht zu Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1 im Bereich eines Auflagers,

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Seitenansicht mit einem Teilschnitt im Bereich des mittleren Achslagers und

Fig. 5 einen im vergrößerten Maßstab dargestellten Schnitt im Bereich zweier Federelemente.

[0012] Das 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, die somit quer zur Laufrichtung des Drehgestelles angeordnet sind. In der Mitte des Längsträgers 1a stützt sich der auf der Zeichnung nicht dargestellte Wagenkasten des Schienenfahrzeugs mittels eines Drehpfannenlagers auf dem Hauptrahmen 1 ab. Von diesem Drehpfannenlager ist auf der Zeichnung das Lagerunterteil 1c zu erkennen.

[0013] Die vier Enden des Hauptrahmens 1, die jeweils paarweise in Fahrtrichtung hintereinander liegen, stützen sich jeweils auf einer Seitenwange 2a bzw. 2b ab, die jeweils einen äußeren Radsatz 3 mit dem mittleren Radsatz 3 verbinden. Jeder Radsatz 3 umfaßt eine Achse 3a, die mit Rädern 3b kleinen Durchmessers versehen ist und mit ihren seitlich hervorstehenden Achsschenkeln 3c in

[0014] Achslagern 4 drehbar gelagert ist. Wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt, ist zwischen jedem Achslager 4 und der zugehörigen Seitenwange 2a bzw. 2b ein Auflager 5 mit einer sphärischen, eine allseitig bewegliche Einstellung ermöglichenden Lagerfläche angeordnet.

[0015] Die Abstützung der vier Enden des Hauptrahmens 1 auf den Seitenwangen 2a und 2b erfolgt jeweils durch zwei Federelemente 6, wie dies am besten in Fig. 5 zu erkennen ist. Als Federelemente sind beim Ausführungsbeispiel Rollfederelemente verwendet, deren aus einem Ring aus Gummi oder Kunststoff bestehende Rollfeder 6a zwischen einem unteren Federteller 6b und einem oberen Federteller 6c angeordnet ist. Eine derartige Ausbildung ermöglicht außer einem Federweg in senkrechter Richtung eine begrenzte Bewegung der Seitenwange 2a bzw, 2b gegenüber dem Hauptrahmen 1 sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung sowie außerdem eine Bewegung im Winkel zur Längs- und Querrichtung. Durch den in Fig. 1 erkennbaren Versatz der beiden Federelemente 6 gegenüber der Längsrichtung der Seitenwange 2a bzw. 2b wird außerdem erreicht, daß sämtliche acht Federelemente 6 eine Rückstellwirkung auf die Seitenwaagen 2a bzw. 2b ausüben, wenn eine der drei Achsen 3a seitlich gegenüber den anderen Achsen 3a ausgelenkt worden ist. Die Federelemente 6 besitzen somit eine Doppelwirkung, indem sie nicht nur die Federung des Schienenfahrzeugs in senkrechter Richtung bewirken, sondern auch eine_.Stabilisierung und Führung insbesondere der mittleren Achse 3a. Weiterhin werden durch diese Anordnung die Führungseigenschaften des dreiachsigen Drehgestelles verbessert, weil beim Durchfahren von Doppelkreuzungsweichen die jeweils vorlaufende Achse 3a über die beiden nachlaufenden Achsen 3a in Fahrtrichtung geführt wird.

[0016] Durch die Verwendung der mit einer sphärischen Lagerfläche versehenen Auflager 5 zwischen jedem Achslager 4 und den Seitenwangen 2a bzw. 2b und durch die voranstehend geschilderte Beweglichkeit der Federelemente 6 besitzen die Radsätze 3 des Drehgestelles die Möglichkeit, sich beim Durchlaufen eines Gleisbogens selbsttätig an den jeweiligen Schienenverlauf anzupassen. Die geschilderte Konstruktion sorgt weiterhin dafür, daß die Radsätze 3 nach Durchlaufen eines Gleisbogens jeweils in die Mittellage zurückkehren, so daß das Drehgestell einen exakten Geradeauslauf gewährleistet.

[0017] Die Abstützungsmitte der paarweise angeordneten Federelemente 6 auf den Seitenwangen 2a bzw. 2b liegt in einem Abstand von einem Drittel des Achsabstandes zur äußeren Achse 3a und in einem Abstand von zwei Dritteln des Achsabstandes zur mittleren Achse 3a, so daß alle drei Achsen 3a des Drehgestells jeweils mit etwa einem Drittel der Drehgestell-Last belastet werden und demgemäß alle Räder 3b des Drehgestells mit etwa gleichem Druck auf den Schienen aufstehen. Zu diesem Zweck sind die jeweils innenliegenden Enden der Seitenwangen 2a und 2b gemeinsam auf dem Achslager 4 der mittleren Achse 3a abgestützt, wie dies nicht nur in der Draufsicht in Fig. 1, sondern insbesondere auch in Fig. 2 erkennbar ist. Diese gemeinsame Abstützung der jeweils innenliegenden Enden der Seitenwangen 2a und 2b auf dem Achslager 4 der mittleren Achse 3a sorgt einerseits für eine gleichmäßige Achslastverteilung und ist andererseits Voraussetzung dafür, daß sich die drei über ihre Achslager 4 im notwendigen Maß gelenkig mit den Seitenwangen 2a bzw. 2b verbundenen Achsen 3a bei Kurvenfahrt relativ zueinander einstellen können.

[0018] Die durch die voranstehend beschriebene Konstruktion erzielten guten Laufeigenschaften des dreiachsigen Drehgestelles ermöglichen die Verwendung von Rädern 3b kleinstmöglichen Durchmessers. Die beispielsweise mit einem Laufkreisdurchmesser von nur 450 mm ausgeführten Räder 3b ermöglichen eine sehr geringe Bauhöhe des gesamten Drehgestelles von etwa 550 mm, so daß das Drehgestell für Eisenbahn-Güterwagen zum Transport von Straßenfahrzeugen verwendet werden kann, die eine sehr niedrige Höhe der Ladefläche über der Schienenoberkante erfordern, damit die Straßenfahrzeuge innerhalb des zulässigen Profils für den Eisenbahn-Güterwagen bleiben. Ein in diesem Zusammenhang wichtiges Merkmal des Drehgestelles ist der Verlauf der Querträger 1b des Hauptrahmen 1 quer zur Laufrichtung des Drehgestelles, weil es hierdurch möglich wird, daß die Querträger 1b des Hauptrahmens 1 abgesenkt zwischen den Radsätzen 3 verlaufen. Weiterhin ist gemäß Fig. 2 das Lagerunterteil 1c des Drehpfannenlagers innerhalb des Hauptrahmens 1 derart angeordnet, daß seine Lagerfläche im wesentlichen unterhalb der Oberkante des Hauptrahmens 1 liegt. Dies ermöglicht zusammen mit einer Absenkung der Seitenwangen 2a und 2b im Bereich der Federelemente 6 die insgesamte geringe Bauhöhe des Drehgestelles von nur etwa 550 mm.

[0019] Bezugsziffernliste:

1 Hauptrahmen

1a Längsträger

1b Querträger

1c Lagerunterteil

2a Seitenwange

2b Seitenwange

3 Radsatz

3a Achse

3b Rad

3c Achsschenkel

4 Achslager

5 Auflager

6 Federelement

6a Rollfeder

6b Federteller

6c Federteller

Ansprüche

1. Dreiachsiges Drehgestellt für Schienenfahrzeuge mit einem H-förmigen Hauptrahmen, der zur Auflage des Wagenkastens mittig mit einem Drehpfannenlager versehen ist und der sich seinerseits über seine vier Enden auf jeweils einer Seitenwange abstützt, die ihrerseits jeweils auf einem Achslager einer äußeren und der mittleren Achse abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden des Hauptrahmens (1) über Federelemente (6) unmittelbar auf den Seitenwangen (2a, 2b) abgestützt sind, daß die Abstützungsmitte der Federelemente (6) in einem Abstand von einem Drittel des Achsabstandes zur äußeren Achse (3a) uniin einem Abstand von zwei Dritteln des Achsabstandes zur mittleren Achse (3a) liegt und daß die jeweils innenliegenden Enden der Seitenwangen (2a, 2b) gemeinsam auf dem Achslager (4) der mittleren Achse (3a) abgestützt sind.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenwangen (2a, 2b) in einem gemeinsamen Drehpunkt auf dem Achslager (4) der mittleren Achse (3a) gelenkig abgestützt sind.

3. Drehgestell nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Achslagern (4) der Achsen (3a) und den Seitenwangen (2a, 2b) angeordneten Auflager (5) mit einer sphärischen, eine allseitig bewegliche Einstellung ermöglichenden Lagerfläche ausgeführt sind.

4. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Hauptrahmens (1) jeweils über zwei in Längsrichtung der Seitenwange (2a, 2b) zueinander versetzte Federelemente (6) abgestützt sind.

5. Drehgestell nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (6) als Gummirollfedern ausgebildet sind.

Zeichnung