(19)
(11) EP 0 280 040 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
21.08.1991  Patentblatt  1991/34

(21) Anmeldenummer: 88100977.3

(22) Anmeldetag:  23.01.1988
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)5B61F 5/38

(54)

Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug

Undercarriage for a railway vehicle

Train de roulement pour véhicule ferroviaire


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE FR GB IT LI SE

(30) Priorität: 26.02.1987 DE 3706180

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
31.08.1988  Patentblatt  1988/35

(73) Patentinhaber: MAN GHH Schienenverkehrstechnik GmbH
90461 Nürnberg (DE)

(72) Erfinder:
  • Lang, Hans Peter
    D-8850 Donauwörth (DE)

(74) Vertreter: Merten, Fritz 
Tristanstrasse 5
90461 Nürnberg
90461 Nürnberg (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 0 007 225
DE-C- 833 200
US-A- 4 067 261
DE-A- 3 123 858
DE-C- 850 623
US-A- 4 440 094
   
       
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere ein Drehgestell, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

    [0002] An die Fahrwerke moderner Schienenfahrzeuge werden heutzutage aufgrund der erwünschten Geschwindigkeitssteigerungen hohe Anforderungen bezüglich eines guten Bogenfahrverhaltens im Sinne niedriger horizontaler Kraftkomponenten und geringem Verschleiß zwischen Rad und Schiene sowie bezüglich großer Stabilität bei hohen Fahrgeschwindigkeiten gestellt.

    [0003] Bei Schienenfahrzeugen mit profilierten Radlaufflächen und über eine torsionssteife Radsatzwelle nahezu starr gekoppelten Rädern treten abhängig von der Querauslenkung der Radsätze Kräfte und Momente auf, die den Radsatz in seine Ausgangsstellung zurückführen. Diese an sich wünschenswerte Eigenschaft starrer Radsätze führt jedoch bei konventionellen Fahrwerken oberhalb einer bestimmten, von der dynamischen Auslegung der Steifigkeiten der Radsatzführung abhängigen Fahrgeschwindigkeit zu unzulässig großen Quer- und Wendebewegungen, dem "Zickzacklauf".

    [0004] Die Forderung nach einem guten Bogenfahrverhalten bedeutet in der Praxis, daß die Radsätze eines Fahrgestelles eine möglichst radiale Stellung zu den Schienen einnehmen, so daß die optimale Abrollbedingung erfüllt ist. Dieser Zustand setzt voraus, daß die Räder der Schiene tangential folgen und ohne Schlupf in den Radaufstandspunkten abrollen. Dieser Idealzustand kann bei Schienenfahrzeug-Fahrwerken mit starren Radsätzen nur angenähert erreicht werden.

    [0005] Bei Verwendung von Radsätzen mit bezüglich der Abrollbewegung starrer Kopplung beider Räder lassen sich die physikalischen Vorgänge im Berührungspunkt von Rad und Schiene dahingehend ausnutzen, daß Kräfte und Momente entstehen, die die Fehlstellung der Radsätze und damit die Führungskräfte und den Verschleiß zwischen Rad und Schiene minimieren . Wird z.B. ein Radsatz mit sogenanntem Hohlprofil in Querrichtung geringfügig ausgelenkt, so entstehen aufgrund der für diese Profilform charakteristischen ungleichen Neigungswinkel in den Berührflächen beider Räder eines Radsatzes rückführende Geometrieseitenkräfte sowie wegen der Rollkreisdifferenz zwischen beiden Rädern bei nicht erfüllter optimaler Abrollbedingung ein Schlupf sowohl in Längs- als auch Querrichtung, wodurch entsprechende Kraftschlußkräfte in Längs-bzw. Querrichtung hervorgerufen werden. Die Längskraftschlußkräfte wirken in der Weise, daß ein Wendemoment um die Hochachse entsteht. Diese physikalischen Effekte sind als Führ- und Selbstwendevermögen des starren Radsatzes bekannt und können für eine radiale Einstellung der Radsätze bei Bogenfahrt genutzt werden.

    [0006] Da die Wendebewegung gegen die auftretenden Rückstellkräfte der elastischen Anlenkung an den Fahrgestellrahmen erfolgt, ist für ein gutes Bogenfahrverhalten eine in Längsrichtung weiche Radsatzführung erforderlich. Eine derartige Radsatzführung widerspricht jedoch der Forderung nach ausreichender Stabilität bei hohen Fahrgeschwindigkeiten wie theoretische Untersuchungen und praktische Fahrversuche gleichermaßen zeigen.

    [0007] Aus der DE-B-23 56 267 ist ein Laufwerk für ein Schienenfahrzeug mit einem auf den Achslagern abgestützten lasttragenden Rahmen mit mindestens zwei durch eine mechanische Kopplungseinrichtung gegensinnig miteinander gekoppelten Radsätzen bekannt, wobei die Laufflächen der Räder eine bestimmte Konizität aufweisen, zwischen dem lasttragenden Rahmen und den Achslagern seitlich und in Längsrichtung federnde Auflager vorgesehen und die Steifigkeit der federnden Auflager derart bemessen ist, daß bei Kurvenfahrt die elastischen Rückstellkräfte an jedem Radsatz kleiner sind als die durch die Laufflächenkonizität erzeugten Lenkkräfte. Hierbei ist zwar eine geeignete Möglichkeit zur Nutzung des Selbstwendevermögens der Radsätze bei gleichzeitig erhöhter Stabilität durch gezielte Kopplung der Wendebewegungen beider Radsätze bekannt, jedoch erfolgt hierbei noch die notwendige Kopplung über eine mechanische Vorrichtung, die z.B. Verbindungsstangen enthält, welche jeweils zwei diagonal einander gegenüberliegende Achslager der Radsätze miteinander verbinden, die den bei modernen Drehgestellen nur knapp bemessenen Bauraum in der Drehgestellmitte beanspruchen, wobei für hohe Fahrgeschwindigkeiten zusätzliche Elemente zur gezielten Dämpfung der dynamischen Wendebewegungen erforderlich sind. Die Längskräfte aus den Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen des Schienenfahrzeugs werden dabei über die Federelemente der Radsatzführung übertragen und beeinflussen demzufolge die radiale Einstellung der Radsätze bei Bogenfahrt.

    [0008] Die Vielzahl mechanischer Kopplungselemente stellt fernerhin hohe Anforderungen an Fertigung und Montage, um Winkelfehler der Radsätze auszuschließen.

    [0009] Es ist ferner aus der DE-B-26 30 353 ein Laufwerk für ein Schienenfahrzeug bekannt mit mindestens zwei durch eine mechanische Kopplungseinrichtung miteinander gekoppelten Radsätzen, wobei die Kopplungseinrichtung zwei auf derselben Seite des Laufwerks liegende Arme und Streben aufweist, von denen jeder an einem Ende eines Radsatzes befestigt ist und deren freie Enden aufeinander zugerichtet sind, wobei die freien Enden der Arme über die Kopplungseinrichtung miteinander verbunden sind, die so ausgebildet ist, daß sie ein totes Spiel zwischen den Enden der Arme zuläßt, jedoch eine Drehung eines der Arme in der die beiden Arme enthaltenden Ebene auf den anderen Arm überträgt.

    [0010] Diese hydraulisch oder pneumatisch wirkende Dämpfungseinrichtung hält zwar den Drehgestellmittenbereich frei, bedämpft jedoch lediglich die gegensinnigen Wendebewegungen der beiden Radsätze. Die Umkehr einer von einem Radsatzlager auf die Kopplungseinheit übertragenen Kraft in eine vom Betrag her gleiche jedoch in entgegengesetzter Richtung wirkende Kraft auf das Radsatzlagergehäuse des anderen Radsatzes sowie die Übertragung gleichsinnig wirkender Radsatzkräfte auf den Fahrgestellrahmen ist dabei nicht möglich.

    [0011] Aus der DE-B-25 53 310 ist eine hydraulische Kreuzkopplung der Ausdrehbewegungen beider Drehgestelle eines Schienenfahrzeuges bekannt. Die Winkelstellung der Radsätze im Sinne radialer Einstellung im Gleisbogen kann jedoch bei dieser Drehgestell-Ausdrehhilfe nicht beeinflußt werden. Sie hängt weiterhin von der Auslegung der horizontalen Federsteifigkeiten, insbesondere der Längsfedersteifigkeit der Radsatzführung ab, die den hierbei unverändert widersprüchlichen Forderungen nach radialer Einstellung im Bogen und hoher Stabilität bei Fahrt in der Geraden unterliegt. Aufgrund der großen Kolbenwege ist der hydraulische Aufwand erheblich.

    [0012] Schließlich ist aus der DE-A-31 23 858 ein Laufwerk für ein Schienenfahrzeug bekannt, das sich auf mindestens zwei Radsätzen abstützt, die gegensinnig miteinander gekoppelt sind, wobei die Achslagergehäuse der bzw. der am weitesten voneinander entfernten Radsätze jeweils an einer Kolbenstange eines am Rahmen des Fahrwerks befestigten, zugehörigen Hydraulikzylinders angelenkt sind. Zwischen den einander entsprechenden Kammern jeweils zweier diagonal gegenüber angeordneter Hydraulikzylinder besteht eine Leitungsverbindung, wobei zusätzlich die Achslager über eine Kolbenstange in Wirkverbindung mit jeweils einer anderen Kammer eines am Rahmen des Fahrwerks befestigten Hydraulikzylinders verbunden sind, und die einander entsprechenden Kammern der Hydraulikzylinder des einen Endes des Fahrwerks und die einander entsprechenden Kammern der Hydraulkzylinder des anderen Endes des Fahrwerks jeweils durch eine Leitung miteinander verbunden sind. Bei diesem Laufwerk soll die gegensinnige Kopplung der Radsätze zur Dämpfung des gleichphasigen Radsatzsinuslaufs bei allen Fahrzeugarten dienen. Eine Minimierung der Krafteinleitungsstellen zwischen Koppeleinrichtung und Drehgestellrahmen ist bei dieser Ausgestaltung eines Fahrwerks jedoch nicht möglich, da die dort verwendeten Krafteinleitungsmomente aufwendig sind und die elastischen Eigenschaften des Drehgestellrahmens negativ beeinflussen.

    [0013] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug zu schaffen, mit dem die Radsatzwendebewegungen beider Radsätze im Sinne guten Bodenverhaltens, d.h. radialer Einstellung bei gleichzeitig hoher Stabilität mit hoher Genauigkeit gegensinnig gekoppelt werden können, bei dem zusätzliche Dämpfer vermieden werden, bei dem die Längskräfte aus Verzögerungs- und Bremsvorgängen elastisch und, bezogen auf die Radsatzbewegungen rückwirkungsfrei von den Radsätzen auf den Drehgestellrahmen übertragbar sind, wobei gleichzeitig der Raum in Drehgestellmitte zur Anordnung weiterer Konstruktionselemente freigehalten wird und bei dem darüber hinaus die Krafteinleitungsstellen zwischen Koppeleinrichtung und Drehgestellrahmen minimiert sind.

    [0014] Ausgehend von einem Fahrwerk der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgae mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merkmale; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

    [0015] Mit dem erfindungsgemäßen Fahrgestell wird der Vorteil eines guten Bogenfahrverhaltens bei gleichzeitig großer Stabilität bei hohen Fahrgschwindigkeiten erzielt. Durch die Ausführungs form nach Anspruch 6 wird eine gezielte ein- und nachstellbare Dämpfung der Wendebewegungen durch die Elemente der Radsatzkopplung, also ohne Anordnung zusätzlicher Dämpfer, erreicht.

    [0016] Die Längskräfte aus Verzögerungs- und Bremsvorgängen werden elastisch und bezogen auf die Radsatzwendebewegungen rückwirkungsfrei von den Radsätzen auf das Fahrgestell übertragen, wobei gleichzeitig der wichtige Bauraum in der Mitte des Fahrgestells für die Aufnahme weiterer Bauteile wie Bremse etc. freibleibt.

    [0017] Ferner ist die Anzahl der Koppelpunkte minimiert, wodurch die für bestimmte Drehgestellkonstruktionen ungünstigen Krafteinleitungspunkte vermieden werden können. Dies ist vor allem bei Drehgestellen mit Faserverbundwerkstoffrahmen bedeutsam; bei Drehgestellen dieser Bauart sind die Längsträger Teil der Primärfederung und damit elastisch ausgebildet. Die elastische Anlenkung der zentralen Hydraulikeinheiten an zwei insbesondere für elastische Drehgestellrahmen geeigneten Stellen ermöglicht durch Modifikation der Steifigkeiten in den Federelementen auf einfache Weise den Kopplungsgrad der Radsätze zu variieren. Darüber hinaus werden die Längskräfte, die aus den Verzögerungs- und Beschleunigungsvorgängen resultieren, elastisch in den Drehgestellrahmen eingeleitet.

    [0018] Die Übertragung der Längskräfte erfolgt bei dieser Anordnung ausschließlich über die elastischen Gelenke. Die integrierten Dämpfungsventile erlauben eine exakt ein- und nachstellbare Dämpfung der Radsatzwendebewegungen.

    [0019] Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der vorteilhafte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:
    Figur 1
    schematisch eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fahrwerk mit zentraler Hydraulikeinheit;
    Figur 2
    schematisch eine Draufsicht auf die einzelnen Befestigungselemente;
    Figur 3
    einen Querschnitt durch eine zentrale Hydraulikeinheit.
    Figur 4
    schematisch eine Draufsicht auf ein Fahrwerk mit getrennten Hydaulikzylindern; und
    Figur 5
    einen Querschnitt durch einen getrennten Hydraulikzylinder.


    [0020] Bei dem in Figur 1 dargestellten Fahrwerk, z.B. ein Drehgestell sind mit 1, 1ʹ die beiden starren Radsätze bezeichnet, die über Radsatzlager 3 am Drehgestellrahmen 2 in geeigneter Weise befestigt sind. Der Radsatz 1 weist zwei starr mit der Radachse verbundene Räder 9, 50 auf und der Radsatz 1ʹ zwei mit der Radachse verbundene Räder 9ʹ, 50ʹ. Mit 22 ist eine Aufnahmebohrung für einen Drehzapfen bezeichnet, mit dem der Fahrgestellrahmen mit dem Drehgestell verbunden wird.

    [0021] Erfindungsgemäß werden nun an den Radsatzlagern der beiden auf derselben Schiene laufenden Räder 9, 9ʹ bzw. 50, 50ʹ einander zugewandte Übertragungsstangen 5, 5ʹ vorgesehen, die über eine Hydraulikeinheit 6 miteinander gekoppelt sind.

    [0022] Figur 2a zeigt schematisch die Kopplung der einzelnen Radsätze miteinander. Mit 4 sind hierbei elastische Primärfederelemente bezeichnet, die die Radsatzlager 3 mit dem Drehgestellrahmen 2 verbinden. Ferner greifen an den Radsatzlagern 3 biegeelastische Übertragungsstangen 5, 5ʹ an, deren anderes Ende jeweils mit einer Kolbenstange 15, 16 der Hydraulikeinheit 6 über ein elastisches Gelenk 7 verbunden ist. Die Hydraulikeinheit 6 ist wiederum zur elastischen Kraftübertragung auf den Drehgestellrahmen 2 sowie zu ihrer Aufhängung über zweite Federelemente 21 mit dem Drehgestellrahmen verbunden, wobei die Federelemente 21 Gummischicht-Konusfedern sein können mit in allen drei Koordinatenrichtungen unterschiedlichen Steifigkeiten.

    [0023] Figur 3 zeigt einen Schnitt durch eine derartige Hydraulikeinheit, wobei das zweite Federelement mit 21 bezeichnet ist. Die Hydraulikeinheit 6 weist ein Gehäuse 10 auf, in dem zwei parallel zueinander angeordnete aber sich in entgegengesetzter Richtung erstreckende Kolbenpaare 23 und 23ʹ sowie 24 und 24ʹ, angeordnet sind, wobei das Kolbenpaar 23, 23ʹ mit einer Kolbenstange 16 und das Kolbenpaar 24, 24ʹ mit einer Kolbenstange 15 versehen ist.Die Kolbenpaare sind verschiebbar in entsprechenden Zylindern angeordnet, wobei die nicht von den Kolben bzw. Kolbenstangen eingenommenen Zylinderkammern 11, 12, 13, 14 vollständig mit einer Hydraulikflüssigkeit geringer Kompressibilität ausgefüllt sind. An den beiden benachbarten Enden der Zylinderkammern sind Überströmbohrungen 17 vorgesehen, wobei eine der Überströmbohrungen die Zylinderkammern 11 und 14 und die andere Überströmbohrung die Kammern 12 und 13 miteinander verbindet. In die Überströmbohrungen sind Dämpfungsventile 18 eingesetzt, welche Verstellschrauben 19 und Anpreßfedern 20 aufweisen, wobei durch Verstellung der Verstellschrauben die Dämpfung einstellbar ist.

    [0024] Eine Längsverschiebung der Kolbenstange 15 in Richtung des Pfeiles F führt zur Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit aus der Zylinderkammer 11, wodurch diese durch die Bohrung 17 und das Dämpfungsventil 18 in die Zylinderkammer 14 strömt und dadurch das Kolbenpaar 23, 23ʹ in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt. Derselbe Ausgleichsvorgang erfolgt nun zwischen den Zylinderkammern 13 und 12, so daß die Kolbenstange 16 in Richtung des Pfeiles P verschoben wird, wobei durch Verdrehen der Verstellschrauben 19 und damit veränderbarer Vorspannung der Anpreßfeder 20 die Dämpfung variierbar ist.

    [0025] Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Hydraulikeinheiten und deren Anordnung an den beiden Längsseiten des Drehgestells wird also eine Umkehr einer von einem Radsatzlager auf die Kopplungseinheit übertragenen Kraft in eine vom Betrag her gleiche jedoch in entgegengesetzter Richtung wirkende Kraft auf das Radsatzlager des anderen Radsatzes sowie die Übertragung gleichsinnig wirkender Radsatzkräfte auf den Drehgestellrahmen ermöglicht.

    [0026] Bei exakter Abdichtung der Zylinderkammern 11, 12 und 13, 14 gegeneinander beispielsweise durch zusätzliche Membrandichtungen 25, die bei den kleinen auftretenden Kolbenbewegungen verwendbar sind, ist ein aufwendiger Leckölausgleich zur Verhinderung von Null-Lageabweichungen der Kolben nicht erforderlich. Um jedoch das Eindringen von Luft und die damit verbundene Gefahr von Tothüben auszuschalten, werden vorteilhafterweise Bohrungen 26 zu den Zylinderkammern vorgesehen, an denen ein passiver Hydraulikdruckspeicher 27 beispielsweise ein Membran- oder Blasenspeicher in Verbindung mit entsprechenden Rückschlagventilen 28 angeschlossen wird.

    [0027] Da die Steifigkeit der Hydraulikflüssigkeit in den Zylinderkammern wesentlich höher ist als die Steifigkeit der Primärfederelemente 4 werden gleichgerichtete und vom Betrag her gleiche Längskräfte der Radsätze über die Kolbenstangen 15, 16 und die Hydraulikflüssigkeit auf das Gehäuse 10 übertragen. Die elastische Einleitung dieser Kräfte in den Drehgestellrahmen 2 erfolgt dabei über die Gummischicht-Konusfedern 21.

    [0028] Um die Querbewegungen der Radsätze 1, 1ʹ gegenüber dem Drehgestellrahmen 2 ohne unzulässige Beanspruchung der Hydraulikeinheiten zu ermöglichen, ist es erforderlich, daß die Übertragungsstangen 5, 5ʹ bei Minimierung der elastischen Gelenke aus einem biegeelastischen Material bestehen, oder aber daß steife Übertragungsstangen 5, 5ʹ in Verbindung mit jeweils zwei elastischen Gelenken 7, 47 verwendet werden, die wiederum in Längsrichtung sehr hohe Steifigkeiten aufweisen und z.B. Gummigelenke für Dämpferbefestigungen sein können (Figur 2b). Vertikale Relativbewegungen des Drehgestellrahmens gegenüber den Radsätzen führen in der Hydraulikeinheit 6 zu gegensinnigen Kolbenbewegungen. Daher wird die vertikale Primärfederung durch die Hydraulikeinheiten nicht behindert.

    [0029] In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die einzelnen Radsätze des Fahrwerks derart weit auseinanderliegen, daß die Verwendung von Übertragungsstangen 5 problematisch wird. Die beiden Radsätze sind auch hier wiederum mittels Primärfederelementen 4 beispielsweise Gummischichtfedern an dem Fahrwerksrahmen 2 befestigt. An jeder Längsseite des Fahrgestells ist hierbei die bisher zentral angeordnete Hydraulikeinheit in jeweils zwei Hydraulikzylinder 30 unterteilt, wobei jedem Radsatzlager 3 ein Hydraulikzylinder 30 zugeordnet ist. Die beiden Hydraulikzylinder einer jeden Fahrwerksseite sind dabei über Hydraulikleitungen 31 im Sinne einer gegensinnigen Kopplung der Radsatzwendebewegungen miteinander verbunden.

    [0030] Vorteilhafterweise ist dabei jeweils die Kolbenstange eines jeden Hydraulikzylinders 30 über ein geeignetes Gelenk 29 mit dem Radsatzlager 3 verbunden, während der Zylinder selbst über ein entsprechendes Gelenk 29ʹ mit dem Fahrwerksrahmen 2 verbunden ist. Jedem Hydraulikzylinder kann dabei ein Hydraulikdruckspeicher 41 mit entsprechenden Rückschlagventilen 40 zugeordnet sein.

    [0031] Figur 5 zeigt einen Schnitt durch einen derartigen Hydraulikzylinder 30. Der Ausgleichsvorgang der in den Zylinderkammern 32 und 33 bzw. 33ʹ und 32ʹ der korrespondierenden Hydraulikzylinder verdrängten Flüssigkeit bei Längsverschiebung der Kolbenstange 34 erfolgt über die Bohrung 38 und ein Dämpfungsventil 37 in der bereits beschriebenen Weise. Durch die zuvor beschriebenen Dämpfungsventile ist eine gezielte ein- und nachstellbare Dämpfung der Radsatzwendebewegungen gewährleistet.

    [0032] Gleichsinnige Längskräfte an beiden Radsätzen werden wiederum über die Kolbenstangen 34 und das damit verbundene Kolbenpaar 35, 35ʹ und die Hydraulikflüssigkeit auf das Gehäuse 36 und von dort über die Gummigelenke 29, 29ʹ auf den Fahrzeugrahmen übertragen. Der Hydraulikspeicher 41 und die entsprechenden Rückschlagventile 40 sorgen dafür, daß die Hydraulikflüssigkeit in den Kammern 32 und 33 unter Druck gehalten wird, um das Eindringen von Luft und damit die Gefahr von Tothüben zu verhindern. Zusätzliche Membrandichtungen 39 verhindern Null-Lagenabweichungen.

    [0033] Es sei betont, daß insbesondere bei den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der in der Mitte des Drehgestellrahmens vorhandene Bauraum für weitere Elemente wie Aufhängung, Bremsen etc. vollständig frei bleibt. Die gegensinnige Kopplung der beiden Radsätze des Drehgestells ermöglicht ein hervorragendes Bogenfahrverhalten im Sinne niedriger horizontaler Kraftkomponenten verbunden mit einer großen Stabilität bei hohen Fahrgeschwindigkeiten.


    Ansprüche

    1. Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit zwei durch eine Kopplungseinrichtung gegensinnig miteinander gekoppelten Radsätzen, von denen jeder eine in zwei Radsatzlagern laufende Achse aufweist, an der die beiden Räder starr befestigt sind und wobei die Radsatzlager über elastische Primärfederelemente mit dem Fahrwerk verbunden sind, und die Kopplungseinrichtung an den beiden Längsseiten des Fahrwerks angeordnete, doppelt wirkende Hydraulikeinheiten aufweist, die so ausgestaltet sind, daß sie die von einem Radsatzlager des einen Radsatzes auf sie ausgeübte Kraft in eine vom Betrag her gleiche jedoch in entgegengesetzter Richtung wirkende Kraft auf das Radsatzlager des auf der gleichen Schiene abrollenden Rades des anderen Radsatzes umkehrt, wobei sie zwei sich in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Stangen enthält, deren freie Enden mit den Radsatzlagern der auf der selben Schiene abrollenden Räder der beiden Radsätze verbunden sind dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Längsseite des Fahrwerks je eine zentrale Hydraulikeinheit (6) angeordnet ist, und daß jede Hydraulikeinheit (6) zwei parallele, aber entgegengesetzt zueinander angeordnete Kolben (23, 23', 24, 24') aufweist, die in zwei Zylindern verschiebbar gelagert sind, wobei an den beiden einander benachbarten Längsenden der Zylinder Überströmbohrungen (17) vorgesehen sind, die die beiden Zylinder miteinander verbinden.
     
    2. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Radsatzlager ein Hydraulikzylinder angeordnet ist.
     
    3. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen biegeelastische Übertragungsstangen (5,5') sind, die einerseits an den Radsatzlagern (3) und andererseits an den ihnen zugewandten Enden von Kolbenstangen (15,16) der Hydraulikeinheiten (6) über elastische Gelenke (7) mit in Längsrichtung hoher Steifigkeit befestigt sind.
     
    4. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen steife Übertragungsstangen sind und über elastische Gelenke (7) hoher Steifigkeit in Längsrichtung mit den ihnen zugewandten Enden der Kolbenstangen (15,16) der Hydraulikeinheiten (6) einerseits sowie andererseits über Gelenke (47) mit den Radsatzlagern verbunden sind.
     
    5. Fahrwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder (30) sind, die über elastische Gelenke (29) mit den ihnen zugeordneten Radsatzlagern verbunden sind.
     
    6. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Überströmbohrung (17) ein einstellbares Dämpfungsventil (18) vorgesehen ist.
     
    7. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hydraulikeinheit (6) über ein Federelement (21) mit dem Längsträger des Fahrwerks (2) verbunden ist.
     
    8. Fahrwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (21) Konusfedern sind mit unterschiedlichen Steifigkeiten in den drei Koordinatenrichtungen.
     
    9. Fahrwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder (30) über elastische Gelenke (29') mit dem Längsträger des Fahrwerks (2) verbunden sind.
     
    10. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Primärfederelemente (4) parallele Gummischichtfedern sind.
     


    Claims

    1. An undercarriage for a rail vehicle comprising two sets of wheels which are coupled back to back relative to one another by a coupling device, each set having an axle mounted in two wheel-set bearings to which axle two wheels are rigidly attached, the wheel-set bearing being connected to the undercarriage via elastic primary spring elements and the coupling device comprising double-acting hydraulic units on both longitudinal sides of the undercarriage, which units are constructed so as to reverse the force exerted on them by one wheel-set bearing of one set of wheels into a force of the same magnitude but acting in the opposite direction on the wheel-set bearing of the wheel, of the other set of wheels, which roll on the same rail in which respect each unit is fitted with two rods extending in opposite directions, the free ends of which are connected to the wheel-set bearings of the wheels, of the two sets of wheels, which roll on the same rail characterised in that each central hydraulic unit (6) is arranged at each longitudinal side of the undercarriage, and that each hydraulic unit (6) comprises two pistons (23, 23',24,24'), which are parallel but act in opposition to one another and are displaceably mounted in two cylinders, overflow bores (17) being provided on the two adjacent longitudinal ends of the cylinders, which bores interconnect the two cylinders.
     
    2. An undercarriage according to claim 1, characterised in that one hydraulic cylinder is arranged on each wheel-set bearing.
     
    3. An undercarriage according to claim 1, characterised in that the rods are flexible elastic transfer rods (5,5') which are connected at one end to the wheel-set bearings (3) and at the other end to the piston rods (15,16) which face towards them of the hydraulic units (6) via elastic joints (7) of high rigidity in the longitudinal direction.
     
    4. An undercarriage according to claim 1, characterised in that the rods are stiff transfer rods and are connected in the longitudinal direction via elastic joints (7) of high rigidity at one end to the piston rods ends which face towards them of the hydraulic units (6), and at the other end via joints (47) to the wheel-set bearings.
     
    5. An undercarriage according to claim 2, characterised in that the rods are piston rods of the hydraulic cylinders (30), which are connected via elastic joints (29) to their associated wheel-set bearings.
     
    6. An undercarriage according to claim 1, characterised in that an adjustable damping valve (18) is provided in each overflow bore (17).
     
    7. An undercarriage according to claim 1, characterised in that each hydraulic unit (6) is connected via a spring element (21) to the longitudinal carrier of the undercarriage (2).
     
    8. An undercarriage according to claim 7, characterised in that the spring elements (21) are conical springs of different rigidity in the three coordinate directions.
     
    9. An undercarriage according to claim 5, characterised in that the hydraulic cylinders (30) are connected via elastic joints (29') to the longitudinal carrier of the undercarriage (2).
     
    10. An undercarriage according to claim 1, characterised in that the elastic primary spring elements (4) are parallel rubber-layer springs.
     


    Revendications

    1. Châssis pour un véhicule sur rails comportant deux essieux reliés entre eux en opposition par un dispositif de couplage, dont chacun présente un axe tournant dans deux boîtes d'essieux, sur lequel les deux roues sont fixées rigidement, les boîtes d'essieux étant reliées au châssis par l'intermédiaire d'éléments de suspension primaire élastiques, et le dispositif de couplage comportant deux unités hydrauliques à double action montées sur les faces longitudinales du châssis, lesquelles unités hydrauliques sont réalisées de manière telle qu'elles transforment la force exercée sur elles par une boîte d'essieux de l'un des essieux en une force de même valeur, mais de direction opposée, agissant sur la boîte d'essieux de la roue roulant sur le même rail de l'autre essieu, et comportent deux barres s'étendant dans des directions opposées, dont les extrémités libres sont reliées aux boîtes d'essieux des roues roulant sur le même rail des deux essieux, caractérisé en ce qu'une unité hydraulique (6) centrale est montée sur chaque face longitudinale du châssis, et en ce que chaque unité hydraulique (6) comporte deux pistons (23,23' ,24,24') parallèles mais opposés l'un à l'autre, qui sont montés avec possibilité de déplacement dans deux cylindres, des trous d'écoulement (17) étant prévus aux deux extrémités voisines des cylindres, et reliant entre eux les deux cylindres.
     
    2. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un cylindre hydraulique est monté sur chaque boîte d'essieu.
     
    3. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en que les barres sont des barres de transmission (5,5') élastiques en flexion, qui sont fixées d'une part sur les boîtes d'essieux (3) et d'autre part sur les extrémités tournées vers elles des tiges de piston (15,16) des unités hydrauliques (6) par l'intermédiaire d'articulations (7) élastiques à raideur élevée dans la direction longitudinale.
     
    4. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que les barres sont des barres de transmission rigides, et sont reliées par l'intermédiaire d'articulations (7) élastiques à raideur élevée dans la direction longitudinale aux extrémités tournées vers elles des tiges de piston (15,16) des unités hydrauliques (6) d'une part, et d'autre part par l'intermédiaire d'articulations (47) avec les boîtes d'essieux.
     
    5. Châssis selon la revendication 2, caractérisé en ce que les barres sont les tiges de piston des cylindres hydrauliques (30), qui sont reliées par l'intermédiaire d'articulations (29) élastiques aux boîtes d'essieux qui leur sont associées.
     
    6. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une soupape d'amortissement (18) réglable est prévue dans chaque trou d'écoulement (17).
     
    7. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque unité hydraulique (6) est reliée par l'intermédiaire d'un élément élastique (21) aux longerons du châssis (2).
     
    8. Châssis selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments élastiques (21) sont des ressorts coniques avec des raideurs différentes dans les trois directions.
     
    9. Châssis selon la revendication 5, caractérisé en ce que les cylindres hydrauliques (30) sont reliés par l'intermédiaire d'articulations (29') élastiques aux longerons du châssis (2).
     
    10. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de suspension primaire (4) élastiques sont des ressorts à couche de caoutchouc parallèles.
     




    Zeichnung