FAHRWERK FÜR EIN SCHIENENFAHRZEUG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

[0002] Ein Fahrwerk dieser Art (DE 38 08 593, A1), wie es insbesondere für Niederflur-Straßenbahnen zur Anwendung gelangt, weist einen Fahrwerkrahmen und vier Einzelräder, also 2 Radpaare auf, die jeweils an einem um eine horizontale Achse schwenkbar am Fahrwerkrahmen gelagerten Radträger um horizontale Achsen drehbar gelagert sind. Die Radträger untergreifen dabei die freien Enden von Längsträgern des Fahrwerkrahmens, wobei benachbart zu jedem Einzelrad eine Primärfeder vorgesehen ist, die zwischen den Radträger und den darüber befindlichen Längsträger eingesetzt ist. Die Achsen der Einzelräder sind starr mit dem jeweils zugehörigen Radträger verbunden. Ein achsengleicher Radsatz ist dabei angetrieben, wozu jedes betreffende Einzelrad mit einem Getriebe gekuppelt ist. Beide Getriebe werden gemeinschaftlich von einem Antriebsmotor über ein Koppelgetriebe angetrieben.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs ausgestaltetes Fahrwerk zu schaffen, welches bei minimalem Verschleiß, hoher Sicherheit und geringem konstruktiven Aufwand sowohl enge Gleisbögen durchfahren als auch höhere Geschwindigkeiten im geraden Gleis erzielen kann.

[0004] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

[0005] Bei einer Ausgestaltung eines Fahrwerks gemäß der Erfindung können sich die in der Regel in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs vorlaufenden nicht angetriebenen Räder aufgrund ihrer um je eine Hochachse schwenkbaren Lagerung und ihrer freien Drehbarkeit aufgrund der Rad-Schiene-Geometrie selbsttätig radial zum Gleis und insbesondere zum Gleisbogen einstellen, wobei die diesem Radpaar zugeordnete Lenkeinrichtung die gleichlaufende Lenkung beider

[0006] Räder erzwingt. Die nicht angetriebenen Räder des vorlaufenden Radsatzes können so als selbstregelndes Einzelradmodul aufgrund ihrer Schwenkbarkeit gegenüber dem gemeinsamen Radträger den bei höheren Geschwindigkeiten auftretenden Sinuslauf ausgleichen, ohne die daraus resultierenden Bewegungen in voller Höhe auf den Fahrwerkrahmen zu übertragen, der seinerseits über Primärfedern den zugeordneten Wagenkasten trägt. Zusätzlich ist aber auch das angetriebene, weitere Radpaar um eine hier gemeinsame Hochachse gegenüber dem Fahrwerk-rahmen schwenkbar gelagert. Dabei erfolgt die Schwenkung des angetriebenen Radpaares mittels eines aktiv gesteuerten Aktuators, der abhängig vom Radius des aktuell befahrenen Gleisabschnittes den Schwenkwinkel dieses Radpaares bestimmt, wobei dieser Schwenkwinkel entgegen der Schwenkrichtung des nicht angetriebenen Radpaares ist. Die Schwenkung erfolgt dabei in der Weise, daß die Radachsen radial zum befahrenen Gleisabschnitt bzw. die Radebenen tangential dazu ausgerichtet sind. Der gemeinsame Radträger ist hierbei um eine horizontale Achse schwenkbar am Fahrwerksrahmen angelenkt und andererseits mittels Primärfedern gegen die Unterseite des Fahrwerkrahmens abgestützt. Die Einzelräder des nicht angetriebenen Radpaares werden dagegen vorzugsweise an Einzelradträgern gelagert, die ihrerseits ebenfalls an einem gemeinsamen, am Fahrwerksrahmen um eine horizontale Achse schwenkbar gehaltenen Radträger um je eine Hochachse schwenkbar gelagert sind. Dabei ist auch dieser Radträger mittels Primärfedern gegen die Unterseite des Fahrwerkrahmens gestützt, um den erforderlichen Fahrkomfort bereit zu stellen.

[0007] Um ein definiertes Fahrverhalten eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrwerkes auch dann zu erzielen, wenn betriebliche Steuermittel zur Lenkung des angetriebenen Radpaares ausfallen, ist zweckmäßigerweise wenigstens einem Radpaar, und hier bevorzugt dem angetriebenen Radpaar, eine steuerbare Rückstellvorrichtung zugeordnet. Diese Rückstellvorrichtung wird wahlweise dann wirksam, wenn ein Steuerungsfehler registriert wird. In diesem Falle wird die betriebsmäßige Lenkungssteuerung außer Funktion gesetzt und dafür die Rückstellvorrichtung aktiviert, die das oder die Radpaare unabhängig vom Radius des aktuell befahrenen Gleisabschnittes selbsttätig in eine einem geraden Gleis zugeordnete Grundstellung schwenkt. Vorzugsweise wird dabei zugleich ein Bremsvorgang zur Verminderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs angefordert oder automatisch eingeleitet, falls die Geschwindigkeit über einem vorbestimmten Wert liegt und der Radius der Gleisbogenkrümmung einen vorbestimmten Wert unterschreitet. Dabei kann die dann zulässige Geschwindigkeit abhängig vom Gleisbogenradius gesteuert sein. Aber auch im normalen, ungestörten Betrieb ist es zweckmäßig, mittels einer vorzugsweise der Rückstellvorrichtung zugeordneten Arretiervorrichtung den oder die lenkbaren Radträger in der Geradeausposition festzusetzen, wenn der Bogenradius ab einem bestimmten Grenzwert größere Radiuswerte annimmt. Dadurch wird die Lenkung von Traktionkräften und Einflüssen von Gleislagestörungen entlastet.

[0008] Um das Lenkverhalten und damit den Fahrkomfort bei geringem Verschleiß zwischen Schienenrädern und Gleis zu minimieren, ist zweckmäßig der Aktuator des angetriebenen Radsatzes abhängig vom Lenkwinkel wenigstens eines der nicht angetriebenen, vorlaufenden Einzelräder winkelbezogen gegengleich gesteuert. Insbesondere beim Ein- oder Auslaufen von einem geraden Gleis in einen Übergangsbogen und aus einem Übergangsbogen in ein gerades Gleis wird dadurch der Verschleiß sowie die Geräuschbelastung auf minimale Werte abgesenkt.

[0009] Die Lenkvorrichtung für die nicht angetriebenen Schienenräder ist vorzugsweise mit einem Lenkgestänge ausgestattet, das zusammen mit dem zugehörigen gemeinsamen Radträger eine Parallelogrammführung bildet. Die für sich freilaufenden Einzelräder bilden so einen Radsatz, der sich selbsttätig entsprechend den aus der Rad-Schienen-Geometrie resultierenden Kräften radial zum aktuell befahrenen Gleis ausrichtet. Diese vorteilhafte Wirkung stellt sich dabei insbesondere auch im konstanten Gleisbogen ein.

[0010] Zwischen das Lenkgestänge und den zugehörigen Radträger oder den Fahrwerkrahmen kann ein Dämpfer mit regelbarem Federungs- und Dämpfungsverhalten eingesetzt werden. Es gehen dann Einflüsse aus Gleislagestörungen oder dergleichen nicht in voller Höhe in das Steuerungsverhalten der nicht angetriebenen Räder ein. Dabei kann das Dämpfungsverhalten abhängig von der Gleiskrümmung gesteuert sein und auf dem geraden Gleis sehr hohe Werte annehmen. Es kann dabei auch das vorerwähnte Arretieren gesteuert werden. Der Dämpfer kann demnach zugleich als Arretiervorrichtung ausgebildet sein, die nicht nur im geraden Gleis sondern auch im konstanten Gleisbogen Störeinflüsse auf das Lenkverhalten unterdrückt. Dabei ist es auch zweckmäßig, wenigstens einem Dämpfer und/oder einen dem angetriebenen Radpaar zugeordneten Aktuator oder auch der gegebenenfalls eigenständigen Rückstellvorrichtung eine Wegmeßeinrichtung zuzuordnen, deren Längenänderungen ein Maß für den aktuellen Lenkwinkel der damit gekoppelten Einzelräder oder Radpaare ist.

[0011] Daneben ist es auch möglich, anstelle eines mechanischen Lenkgestänges eine hydraulische Kupplung zur gleichlaufenden Lenkung der nicht angetriebenen Räder vorzusehen, die eine winkelgleiche Drehung der Einzelräder um ihre Hochachse erzwingt.

[0012] Im mehrgliedrigen Schienenfahrzeug mit nur je einem in Wagenkastenlängsmitte angeordneten Fahrwerk ist es zweckmäßig, gemäß der Erfindung ausgebildete Fahrwerke so anzuordnen, daß bei Fahrzeugen mit nur einer Fahrtrichtung alle nicht angetriebenen Radpaare den angetriebenen Radpaaren des betreffenden Fahrwerks vorlaufen. Bei in zwei Richtungen zu betreibenden mehrgliedrigen Schienenfahrzeugen sind dagegen die Fahrwerke so angeordnet, daß jedenfalls die nicht angetriebenen Radpaare der endständigen Laufwerke gegenüber dem zugehörigen angetriebenen Radpaar des betreffenden Fahrwerks zum benachbarten freien Schienenzugende hin liegen. Bei dazwischen angeordneten Fahrwerken ist die Anordnung soweit als möglich in der Weise getroffen, daß einem angetriebenen Radsatz ein weiterer angetriebener Radsatz des Nachbarfahrwerks folgt.

[0013] Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0014] Es zeigen:

Fig. 1

eine Draufsicht auf ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug,

Fig. 2

eine Seitenansicht des Fahrwerks,

Fig. 3

eine Frontdarstellung eines abgeänderten Fahrwerks mit Sicht auf ein nur eine gemeinsame Antriebswelle aufweisendes Getriebe für einen angetriebenen Radsatz,

Fig. 4

eine Draufsicht auf das Fahrwerk nach Fig. 3,

Fig. 5

eine Anordnung von Fahrwerken bei einem zweigliedrigen, in zwei Fahrtrichtungen zu betreibenden Schienenfahrzeug,

Fig. 6

eine Anordnung von Fahrwerken bei einem dreigliedrigen, in zwei Fahrtrichtungen betreibbaren Schienenfahrzeug,

Fig. 7

die Anordnung von Fahrwerken bei einem dreigliedrigen, nur in einer Fahrtrichtung zu betreibenden Schienenfahrzeug und

Fig. 8

eine Anordnung von Fahrwerken bei einem viergliedrigen, in zwei Fahrtrichtungen zu betreibenden Schienenfahrzeug.

[0015] Ein Fahrwerk, insbesondere ein Drehgestell für Niederflur-Straßenbahnen weist einen Fahrwerkrahmen aus zwei parallel zur in Fahrtrichtung verlaufenden Längsachse gerichteten Langträgem 1 und zwei im längsmittigen Bereich senkrechter dazu stehenden Querträgem 2 und 3 auf. An den Querträgem 2, 3 ist jeweils ein zweiarmiger Radträger 4 bzw. 5 um ein horizontale Achse schwenkbar in verschleißarmen Elastomehrbuchsen 6 mittels der Arme gelagert. Die brückenförmigen Radträger 4, 5 untergreifen die jeweils nach oben abgekröpften Enden der Langträger 1 die im Bereich der Querträger 2, 3 gegenüber den horizontalen Achsen von Schienenräder 8 einen abgesenkten Mittelleil aufweisen. Dabei sind die Radträger 4, 5 über Primärfederelemente 9 gegen die Unterseite der freien Enden 10 der Langträger 1 elastisch abgestützt. Zwei Schienenräder 8 sind dabei seitlich außen neben den freien Enden 10 der Langträger 1 am Radträger 4 und 2 weitere Schienenräder 8 am spiegelbildlich gegenüberliegenden Radträger 5 um die horizontalen Achsen 7 drehbar gelagert. Dabei sind die Schienenräder 8, 8 am vorlaufenden Radträger 4 antriebslos, während das Radpaar 8,8 am zugeordneten Radträger 5 mittels einer Getriebeanordnung 11 über Antriebswellen 12 mit nicht dargestellten, getrennten Antriebsmotoren gekuppelt sind. Die Schienenräder 8 sind dabei am Radträger 5 auf fest damit verbundenen Achsen 7 gelagert. Demgegenüber sind die Achsen 7 des unangetriebenen Radpaares 8 an Einzelradträgern 13 festgesetzt, die ihrerseits um je eine vertikale Hochachse 14 schwenkbar am zugehörigen Radträger 4 gelagert sind. Um eine aus den Kräften der Rad-Schiene-Geometrie resultierende Lenkung der nicht angetriebenen Einzelräder 8,8 um ihre Hochachsen 14 sicherzustellen, sind die zugehörigen Achsen 7 über parallel zu den Langträgern gerichtete, einendig an den zugehörigen Achsen 7 festgesetzte Lenkhebel 15 mit einer quer zu den Langträgem 1 verlaufenden gemeinsamen Lenkerstange 16 über Gelenke 17 gelenkig verbunden. Die Lenkvorrichtung 15, 16, 17 bildet dabei zusammen mit dem zugehörigen Radträger 4, den Einzelradträgern 13 und dem Lenkgestänge 16 zwischen dem Radträger 4 und den Einzelradträgern 13 eine Parallelogrammführung. Die nicht angetriebenen Schienenräder 8,8 stellen somit hinsichtlich der Lenkung selbstregelnde Einzelradmodule dar, die sich durch die Kräfte der Rad-Schiene-Geometrie selbsttätig bogenabhängig so lenken, daß die Radebenen jeweils tangential zum befahrenen Gleisabschnitt stehen.

[0016] Der Radträger 5 des anderen, angetriebenen Radpaares 8,8 ist um eine gemeinsame, längsmittige Hochachse um eine dort angeordnete Drehzapfenanordnung 18 in einer horizontalen Ebene parallel zu einer die Querträger 2,3 aufnehmenden Ebene schwenkbar. Hierzu ist der Radträger 5 längsmittig über einen Koppellenker 19 mit dem benachbarten Querträger 3 gekuppelt und anderenends im Bereich der Drehzapfenanordnung 18 mit der Quertraverse des Radträgers 5 gelenkig verbunden. Dabei sind zu Ermöglichung einer Schwenkbewegung des Radträgers 5 seine von der Quertraverse zum Querträger 3 gerichteten Arme über die dort vorgesehenen Lager 6 längs des Querträgers 3 in Gleitführungen schwenkbar gehalten. Die Drehzapfenanordnung 18 weist dabei beispielsweise einen mit dem Fahrwerkrahmen 1 verbundenen Drehzapfen auf, der zwischen seitlich angeordneten, am zugehörigen Radträger 5 festgesetzten Haltewangen drehbar festgesetzt ist.

[0017] Um eine aktive Lenkung des angetriebenen Radpaares 8,8 bewerkstelligen zu können, ist ein steuerbares Stellelement 20 vorgesehen, das an einer Stützauflage 21 angelenkt ist, die ihrerseits fest mit einem Langträger 1 verbunden ist und für die Auflagerung einer Primärfederung bestimmt ist. Das Stellelement 20 ist dabei anderenends mit der Achse 7 eines der angetriebenen Räder 8 gekuppelt. Das Stellelement 20 ist längenveränderbar und kann als Aktuator mit hydraulischem, pneumatischem oder elektromotorischem Spindel-Antrieb ausgestattet sein. Die Längenveränderung dieses Stellelements 20 wird dabei abhängig vom Krümmungsradius des aktuell befahrenen Schienenabschnittes gesteuert. Hierzu ist es zweckmäßig, wenigstens einem Einzelradträger 13 des nicht angetriebenen Radsatzes 8,8 einen Drehwinkelsensor zuzuordnen, in dessen Abhängigkeit das Stellelement 20 gesteuert wird. Bei einer Längenveränderung des Stellelements wird der Radträger 5 mit den angetriebenen Rädern 8,8 um die Schwenkzapfenanordnung 18 geschwenkt, so daß auch die Achsen 7 dieses Radpaares radial zum Gleisabschnitt sowohl bei Geradeausfahrt wie bei Kurvenfahrt stehen. Die Schwenkrichtung der angetriebenen Schienenräder 8 ist dabei der Schwenkrichtung nicht angetriebenen Einzelräder 8 entgegengesetzt, so daß die Ausrichtung beider Radsätze radial zum aktuell befahrenen Gleisabschnitt 7 hergestellt ist.

[0018] Dem angetriebenen Radpaar 8,8 ist zusätzlich eine steuerbare Rückstellvorrichtung 22 zugeordnet, die wie das Stellelement 20 an einer dem zweiten Langträger 1 zugeordneten Stützauflage 21 für ein Primärfederelement angelenkt und anderenends mit der Achse 7 des Schienenrades 8 gelenkig verbunden ist, dem nicht das steuerbare Stellelement 20 zugeordnet ist. Dabei ist es möglich, diese Rückstellvorrichtung 22 auch parallel zum Stellelement 20 anzuordnen oder die beiden Elemente 21, 22 in einer Einheit zu integrieren und ggf. beiden Achsen 7 zuzuordnen. Die Rückstellvorrichtung 22 ist ebenfalls längenveränderbar und folgt im normalen Lenkbetrieb mittels des Aktuators 20 den Lenkbewegungen der zugehörigen Achse 7 ohne Gegenkraft. Wenn jedoch der Aktuator 20 oder die zugehörigen Steuermittel im Fehlerfalle oder auch gezielt unwirksam werden, dann wird die Rückstellvorrichtung selbsttätig so gesteuert, daß ein integrierter Energiespeicher bei für die Lenkung wirkungslosem Aktuator 20 den Radträger 5 selbsttätig in eine Grundstellung schwenkt, die der Fahrt auf einem geraden Gleis zugeordnet ist. Hierbei ist es unerheblich, ob sich das Fahrwerk im geraden Gleis oder in einem gekrümmten Gleisabschnitt befindet. Dabei ist es zweckmäßig, der Rückstellvorrichtung auch eine Arretiervorrichtung zuzuordnen, die in diesem Betriebsfall die Grundstellung verriegelt. Ein Lösen ist dann wieder vorzusehen, wenn der ordnungsgemäße Lenkbetrieb über das Stellelement 20 gegeben ist. Dabei kann es zweckmäßig sein, auch dem nicht angetriebenen Radpaar 8,8 eine derartige Rückstellvorrichtung zuzuordnen, um stabile Fahrverhältnisse zu gewährleisten.

[0019] Bei dem Fahrwerk nach Fig. 3 ist dem angetriebenen Radpaar 8,8 eine Getriebeanordnung zugeordnet, bei der die beiden den einzelnen Rädern 8 zugeordneten Getriebe 11 über ein gemeinsames Sperrdifferentialgetriebe 23 und eine Querwelle 24 mit einer einzigen Antriebswelle 12 für nur einen Antriebsmotor gekuppelt sind. Bei diesem Fahrwerk ist der als Steflelement zur aktiven Lenkung des angetriebenen Radsatzes dienende Aktuator 20 in Fahrwerklängsmitte an die Stelle des Koppellenkers 19 nach Fig. 1 gesetzt, während den Achsen der beiden angetriebenen Räder 8 jeweils eine Rückstellvorrichtung 22 zugeordnet ist, die anderenends mit der jeweiligen Stützauflage 21 schwenkbar gekuppelt ist. Dabei ist der zugehörige Radträger 5 nicht mehr über eine Drehzapfenanordnung 18 sondern über einen Querlenker 25 am Fahrwerkrahmen gegen Querverstellung gehalten. Zudem sind die Rückstellvorrichtung 22 noch mit integrierten Arretiervorrichtungen ausgestattet, die so lange arretiert sind, eine Längenveränderung der Rückstellelemente also nicht zulassen, so lange bei ordnungsgemäßer Funktion der Lenkungssteuerung kein eine Änderung des Lenkwinkels forderndes Steuersignal an den Aktuator 20 geliefert wird. Sofern demnach von den zumindest einem der nicht angetriebenen Schienenräder 8 zugeordneten Lenksensor kein Signal generiert wird, das eine Änderung des Lenkwinkels erfordert, bleiben beide Arretiervorrichtungen in den Rückstellelementen 22 blockiert. Wird jedoch ein Lenksignal generiert, das eine Änderung des Lenkwinkels fordert, dann wird nicht nur eine Längenänderung am Aktuator 20 gesteuert, sondern zusätzlich auch von der Lenkwinkelrichtung eine der Arretiervorrichtungen gelöst und die andere freigegeben., Der Anlenkpunkt zwischen der Radachse 7 und der gesperrten Arretiervorrichtung bildet dann einen Drehpunkt, um welchen der zugehörige Radträger 5 bei einer Längenänderung des Aktuators 20 geschwenkt wird. Dabei dienen auch hier die im Querträger 3 verschiebbar geführten Arme des Radträger 5 mit ihren Lagern 6 als horizontale Schwenkachse für den Radträger 5 und als Drehmomentstütze. Aufbau und Funktion des nicht angetriebenen Radsatzes mit der Steuervorrichtung ist hierbei unverändert gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

[0020] Um beispielsweise von Gleisstörungen ausgelöste Störschwingungen am selbstregelnden Einzelradmodul zumindest weitgehend zu unterdrücken, ist einerseits an das Lenkgestänge 15,16 und andererseits mit dem Radträger 4 oder gegebenenfalls auch mit dem Fahrwerksrahmen ein Dämpfer 27 gem. Fig. 1 eingefügt, der ein regelbares Federungs- und Dämpfungsverhalten aufweist. Dabei kann das Federungs- und Dämpfungsverhalten abhängig vom befahrenen Gleisbogenradius und gegebenenfalls auch von der Fahrgeschwindigkeit gesteuert sein. Dabei ist es zweckmäßig, das Dämpfungsverhalten bei auftretenden großen Störungen so zu erhöhen, daß eine kurzzeitige, auf den Störeinfluß abgestimmte Arretierung des Dämpfers eintritt. Dadurch werden Fehllenkbewegungen unterbunden und daraus resultierende Schwingungen über die elastische Lagerung des Radträgers 4 in der Primärfederung 9 und den elastischen Lagern 6 aufgenommen. Dabei kann dem Dämpfer 27 auch eine Wegmeßeinrichtung zugeordnet werden, die im ungestörten Laufbetrieb des Fahrwerks die sich aus der Radschiene-Geometrie ergebende Lenkbewegung dieses selbstregelnden Radpaares 8 erfaßt und dadurch ein Signal generiert, daß für den aktuellen Lenkwinkel ausgewertet werden kann. Sofern der Dämpfer 27 nicht selbstsperrend ausgebildet wird, ist es auch möglich, das Lenkgestänge gegenüber dem Radträger mittels einer eigenen, steuerbaren Arretiervorrichtung im Bedarfsfall zu verriegeln.

[0021] Werden einem bei 26 angedeuteten Wagenkasten gemäß der Erfindung ausgebildete Fahrwerke den einzelnen Wagenkästen 26 eines mehrgliedrigen Schienenfahrzeugs zugeordnet, dann erfolgt ihre Ausrichtung in Bezug auf die Anordnung der angetriebenen und der nicht angetriebenen Radpaare abhängig von der im Betrieb vorgesehenen Laufrichtung.

[0022] In Fig. 5 ist ein zweigliedriges Schienenfahrzeug dargestellt, bei dem die nicht angetriebenen Radpaare 8 den benachbarten freien Enden des jeweiligen Wagenkastens näher zugeordnet sind als die durch die Getriebe 11 angetriebenen Radpaare 8. In dieser gegenseitigen Zuordnung ist das Schienenfahrzeug für Zweirichtungsbetrieb geeignet.

[0023] Gemäß Fig. 6 ist zwischen die Anordnung nach Fig. 5 ein dritter Wagenkasten 26 eingefügt, bei dem das zugeordnete Fahrwerk die gleiche richtungsbezogene Anordnung der Radsätze aufweist, wie eines der benachbarten Fahrwerke. Auch dieses dreigliedrige Schienenfahrzeug ist für Zweirichtungsbetrieb geeignet, nachdem in jeder Fahrtrichtung das erste Radpaar des vordersten Wagenkastens als vorlaufendes, nicht angetriebenes Radpaar ausgebildet ist und als selbstlenkendes vorlaufendes Radpaar den Lenkvorgang beim Einfahren in eine Kurve wie beim Kurvenlauf selbst als auch beim Ausfahren in die Gerade einleitet.

[0024] Bei der Anordnung der Fahrwerke gemäß Fig. 7 sind alle nicht angetriebenen Radpaare 8 in einer Fahrtrichtung vor den nachfolgenden angetriebenen Radpaaren angeordnet. Diese Zusammenstellung ist für Einrichtungsbetrieb ausgebildet und gestattet ein Rückwärtsfahren nur mit wesentlich verminderter Geschwindigkeit.

[0025] Bei der Zusammenstellung gem. Fig. 8 sind zwei Einheiten gem. Fig. 5 aneinandergekoppelt, und bilden so ein viergliedriges Schienenfahrzeug, das für den Zweirichtungsbetrieb mit jeweils einem in Fahrtrichtung vorlaufenden unangetriebenen Radpaar an den Zugenden ausgestattet ist. Auch hier erlaubt die Selbstlenkung des ersten, anderen Radsätzen vorlaufenden Radsatzes nicht angetriebener Räder die Fahrt mit hoher Geschwindigkeit auf geraden wie gekrümmten Gleisen bei geringem Verschleiß und hohem Fahrkomfort.

Ansprüche

1. Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit einem Fahrwerkrahmen und vier Einzelrädern, die um horizontale Achsen drehbar gelagert sind, wobei ein Radpaar angetrieben ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das angetriebene Radpaar (8, 8) um eine gemeinsame Hochachse (18) und die nicht angetriebenen Einzelräder (8, 8) jeweils um eine eigene vertikale Hochachse (14, 14) schwenkbar gelagert sind und daß die nicht angetriebenen Einzelräder (8, 8) mittels einer Lenkvorrichtung (15, 16, 17) für ein gemeinsames gleichlaufenden Schwenken um ihre Hochachsen (14, 14) gekoppelt sind.

2. Fahrwerk nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
daß das angetriebene Radpaar (8, 8) an einem gemeinsamen Radträger (5) gelagert und mit einem Aktuator (20) gekuppelt ist, der abhängig vom aktuell befahrenen Gleisbogenradius gesteuert ist und den gemeinsamen Radträger (5) radiusabhängig schwenkt, wobei der Radträger (5) einerseits um die horizontale Achse am Fahrwerksrahmen (1, 3) angelenkt und andererseits mittels Primärfedern (9) gegenüber der Unterseite des Fahrwerkrahmens (1) abgestützt ist.

3. Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit wenigstens einem Radpaar (8, 8) eine steuerbare Rückstellvorrichtung (22) gekuppelt ist, die wahlweise den zugeordneten Radsatz (8, 8) unabhängig vom Radius des aktuell befahrenen Gleisabschnittes selbsttätig in eine einem geraden Gleis zugeordnete Grundstellung schwenkt.

4. Fahrwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzelräder (8, 8) des nicht angetriebenen Radpaares an Einzelradträgern (13) um horizontale Achsen (7) frei drehbar gelagert sind, daß die Einzelradträger (13) einzeln an einem gemeinsamen, am Fahrwerkrahmen (1, 2) um eine horizontale Achse schwenkbar gehaltenen Radträger schwenkbar gelagert sind, auf dem mittels Primärfedern (9) der Fahrwerkrahmen (1) endseitig abgestützt ist.

5. Fahrwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aktuator (20) des angetriebenen Radsatzes (8, 8) abhängig vom Lenkwinkel wenigstens eines der nicht angetriebenen Einzelräder (8, 8) winkelbezogen in Gegenrichtung gesteuert ist.

6. Fahrwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lenkvorrichtung ein Lenkgestänge (15, 16, 17) aufweist, das zusammen mit dem zugehörigen gemeinsamen Radträger (4) eine Parallelogrammführung bildet.

7. Fahrwerk nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen das Lenkgestänge (15, 16, 17) und den zugehörigen Radträger (4) oder den Fahrwerkrahmen wenigstens ein Dämpfer (27) mit regelbarem Federungs- und Dämpfungsverhalten eingesetzt ist.

8. Fahrwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens einem Dämpfer (27) und/oder einem Aktuator (20) und/oder einer Rückstellvorrichtung (22) eine Wegmeßeinrichtung zugeordnet ist, deren Längenänderungen ein Maß für den jeweiligen aktuellen Lenkwinkel der damit gekoppelten Einzelräder oder Radpaare ist.

9. Fahrwerk nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfer (27) arretierbar ist.

10. Fahrwerk nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arretierung des Dämpfers fahrgeschwindigkeits- und/oder gleisbogenabhängig gesteuert ist.

11. Fahrwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzelradträger (13) des nicht angetriebenen Radpaares (8, 8) mittels einer hydraulischen Kupplung gekoppelt sind, die eine winkelgleiche Drehung der Einzelradträger (13) um ihre Hochachse (14) steuert.

Claims

1. An undercarriage structure for a rail vehicle having an undercarriage frame and four independent wheels that are mounted so as to allow rotation about horizontal axes, one pair of wheels being driven,
characterised in that
the driven wheel pair (8, 8) is mounted pivotably about a shared yaw axis (18) and each of the non-driven independent wheels (8, 8) is mounted pivotably about its own, vertical yaw axis (14, 14), and that the non-driven, independent wheels (8, 8) are coupled via a steering mechanism (15, 16, 17) to provide common, synchronised pivoting about their yaw axes (14, 14).

2. The undercarriage structure according to claim 1,
characterised in that
the driven wheel pair (8, 8) is mounted on a shared wheelmount (5) and is coupled with an actuator (20) that is controlled according to the arc radius of the track currently travelled and pivots the shared wheelmount (5) in accordance with the radius, the wheelmount (5) not only being guided about the horizontal axis on the undercarriage frame (1, 3) but also being supported against the underside of the undercarriage frame (1) by primary springs (9).

3. The undercarriage structure according to claim 1 or 2,
characterised in that
a controllable return device (22) is coupled to at least one wheel pair (8, 8), and may optionally be set to automatically pivot the assigned wheel set (8, 8), regardless of the radius of the track currently travelled, to a basic setting assigned for a straight track.

4. The undercarriage structure according to claim 1, 2, or 3,
characterised in that
the individual wheels (8, 8) of the non-driven wheel pair are mounted on individual wheelmounts (13) so as to be able to rotate freely about horizontal axes (7), that the individual wheelmounts (13) are individually and pivotably mounted on a shared wheelmount that is attached to the undercarriage frame (1, 2) and pivots about a horizontal axis, and on which the undercarriage frame (1) is supported at its extremities via primary springs (9).

5. The undercarriage structure according to any of claims 1 to 4,
characterised in that
the actuator (20) of the driven wheel set (8, 8) is controlled with regard to angle in the opposite direction depending on the steering angle of at least one of the non-driven individual wheels (8, 8) .

6. The undercarriage structure according to any of claims 1 to 5,
characterised in that
the steering mechanism includes a steering linkage (15, 16, 17), which together with the associated shared wheelmount (4) forms a parallelogram guide system.

7. The undercarriage structure according to claim 6,
characterised in that
at least one damping member (27) having adjustable elasticity and damping properties is installed between the steering linkage (15, 16, 17) and the associated wheelmount (4) or the undercarriage frame.

8. The undercarriage structure according to at least one of claims 2 to 7,
characterised in that
a travel sensor is assigned to at least one damping member (27) and/or actuator (20) and/or return device (22), the changes in length of which serve as a measurement for the respective current steering angle of the individual wheels or wheel pairs coupled therewith.

9. The undercarriage structure according to claim 7 or 8,
characterised in that
the damping member (27) can be locked.

10. The undercarriage structure according to claim 9,
characterised in that
the locking of the damping member is controlled as a function of the travelling speed and/or curvature of the track.

11. The undercarriage structure according to any of claims 4 to 10,
characterised in that
the individual wheelmounts (13) of the non-driven wheel pair (8, 8) are coupled via a hydraulic coupling system which controls the individual wheelmounts (13) such that the angle through which they pivot about their yaw axes (14) is identical.

Revendications

1. Train de roulement pour véhicule ferroviaire comportant un châssis de train de roulement et quatre roues individuelles qui s'appuient en rotation autour d'essieux horizontaux, une paire de roue étant motrice,
caractérisé en ce que
la paire de roues motrice (8, 8) s'appuie de manière pivotable autour d'un axe de lacet vertical commun (18) et les roues individuelles non motrices (8, 8) s'appuient autour d'un axe de lacet vertical propre (14, 14) respectivement et que les roues individuelles non motrices (8, 8) sont couplées au moyen d'un dispositif de direction (15, 16, 17) pour un pivotement commun synchrone autour de leurs axes de lacet verticaux (14, 14).

2. Train de roulement selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la paire de roues motrice (8, 8) s'appuie sur un support de roues commun (5) et est couplée à un actionneur (20) qui est commandé en fonction du rayon de courbe de voie ferrée actuellement parcourue et fait pivoter le support de roues commun (5) en fonction du rayon, le support de roues (5) étant d'une part articulé autour de l'essieu horizontal sur le châssis du train de roulement (1, 3) et d'autre part soutenu au moyen de ressorts primaires (9) par rapport à la face inférieure du châssis du train de roulement (1).

3. Train de roulement selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce
qu'un dispositif de rentrée contrôlable (22) est couplé à au moins une paire de roues (8, 8), lequel dispositif de rentrée fait automatiquement pivoter, au choix, le jeu de roues associé (8, 8) indépendamment du rayon de la section de voie ferrée actuellement parcourue dans une position de base associée à une voie ferrée rectiligne.

4. Train de roulement selon la revendication 1, 2 ou 3,
caractérisé en ce que
les roues individuelles (8, 8) de la paire de roues non motrice s'appuient en rotation libre autour d'essieux horizontaux (7) sur des supports de roues individuelles (13), que les supports de roues individuelles (13) s'appuient en pivotement individuellement sur un support de roues commun maintenu en pivotement autour d'un essieu horizontal sur le châssis du train de roulement (1, 2), support de roues sur lequel le châssis du train de roulement (1) s'appuie à son extrémité au moyen de ressorts primaires (9).

5. Train de roulement selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
l'actionneur (20) du jeu de roues motrice (8, 8) est commandé, en fonction de l'angle de direction d'au moins une des roues individuelles non motrices (8, 8), en sens inverse angulaire.

6. Train de roulement selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
le dispositif de direction présente une barre de direction (15, 16, 17) qui forme, avec le support de roues commun associé (4), un guide en parallélogramme.

7. Train de roulement selon la revendication 6,
caractérisé en ce
qu'entre la barre de direction (15, 16, 17) et le support de roues associé (4) ou le châssis de train de roulement est inséré au moins un amortisseur (27) à caractéristiques de ressort et d'amortissement réglables.

8. Train de roulement selon au moins l'une quelconque des revendications 2 à 7,
caractérisé en ce
qu'est associé à au moins un amortisseur (27) et/ou à un actionneur (20) et/ou à un dispositif de rentrée (22) un dispositif de mesure de course, dont les changements de longueur sont un indice de l'angle de direction respectif actuel des roues individuelles ou paires de roues couplées à celui-ci.

9. Train de roulement selon la revendication 7 ou 8,
caractérisé en ce que
l'amortisseur (27) est blocable.

10. Train de roulement selon la revendication 9,
caractérisé en ce que
le blocage de l'amortisseur est commandé en fonction de la vitesse de circulation et/ou de la courbe de la voie ferrée.

11. Train de roulement selon au moins l'une quelconque des revendications 4 à 10,
caractérisé en ce que
les supports de roues individuelles (13) de la paire de roues non motrice (8, 8) sont couplés au moyen d'un accouplement hydraulique qui commande une rotation d'angle égal des supports de roues individuelles (13) autour de leur axe de lacet (14).

Zeichnung