| (19) |
 |
|
(11) |
EP 0 280 040 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
21.08.1991 Patentblatt 1991/34 |
| (22) |
Anmeldetag: 23.01.1988 |
|
| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)5: B61F 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). |
[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.
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.
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.
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.