DREHGESTELL FÜR EIN SCHIENENFAHRZEUG, ANORDNUNG EINES WAGENKASTENS UND EINES DREHGESTELLS UND SCHIENENFAHRZEUG

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Drehgestell (1) für ein Schienenfahrzeug. Das Drehgestell (1) umfasst einen Drehgestellrahmen (2) und mindestens einen angetriebenen Radsatz (30) umfassend zwei Räder (3), vorzugsweise zwei angetriebene Radsätze (30), wobei das Drehgestell (1) pro angetriebenen Radsatz (30) eine Antriebsvorrichtung (4), eine Zug-Druck-Stange (12) und eine Drehmomentstütze (13) umfasst. Die Zug-Druck-Stange (12) und die Drehmomentstütze (13) liegen in einer ruhenden Nullstellung des Drehgestells, in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene (32), insbesondere in einer im Wesentlichen vertikalen Mittelebene zwischen den beiden Rädern des angetriebenen Radsatzes (30). Die Erfindung betrifft ausserdem eine Anordnung eines Wagenkastens (100) und eines Drehgestells (1) sowie ein Schienenfahrzeug umfassend mindestens ein Drehgestell (1).

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehgestell für ein Schienenfahrzeug, eine Anordnung eines Wagenkastens und eines Drehgestells, sowie ein Schienenfahrzeug umfassend mindestens ein Drehgestell gemäss den unabhängigen Ansprüchen.

[0002] Angetriebene Drehgestelle sind aus dem Stand der Technik bekannt. Der Tatzlagerantrieb ist dabei die einfachste Art der Aufhängung von Antriebsvorrichtungen im Drehgestell (EP 2214946 B1, EP 0758602 B1). Bei Drehgestellen mit Tatzlagerantrieb erfolgt die Kraftübertragung vom Radsatz auf den Drehgestellrahmen typischerweise über die Achslagergehäuse, welches z.B. als Achslenker mit Achslenkerlager ausgebildet ist. Um die Kraft übertragen zu können, müssen die Achslagergehäuse gegenüber dem Drehgestellrahmen eine Mindeststeifigkeit in Längsrichtung aufweisen. Dies vermindert jedoch die radiale Einstellbarkeit der Radsätze.

[0003] Radial einstellbare Drehgestelle sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt. EP 0 235 644 B1 zeigt ein Drehgestell, welches radial einstellbar ist. Als Antrieb für dieses Drehgestell wird ein Schiebelagerantrieb verwendet, welcher jedoch aufwändig in der Konstruktion und wartungsintensiv im Betrieb ist.

[0004] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung die Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und insbesondere ein Drehgestell, eine Anordnung eines Wagenkastens und eines Drehgestells sowie ein Schienenfahrzeug zu schaffen, welches den Drehgestellrahmen des Drehgestells von Traktionskräften entlastet, eine Radialeinstellung der Radsätze ermöglicht und die Verwendung einer wirtschaftlichen Antriebsvorrichtung erlaubt.

[0005] Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Drehgestell für ein Schienenfahrzeug gelöst. Das Drehgestell umfasst einen Drehgestellrahmen und mindestens einen angetriebenen Radsatz, welcher zwei Räder umfasst. Vorzugsweise umfasst das Drehgestell zwei angetriebene Radsätze. Das Drehgestell umfasst pro angetriebenen Radsatz eine Antriebsvorrichtung, eine, insbesondere genau eine, Zug-Druck-Stange und eine, insbesondere genau eine, Drehmomentstütze. Die Zug-Druck-Stange und die Drehmomentstütze liegen in einer ruhenden Nullstellung des Drehgestells in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene, insbesondere in einer im Wesentlichen vertikalen Mittelebene zwischen den beiden Rädern des angetriebenen Radsatzes.

[0006] Ein Drehgestell bezeichnet ein Laufwerk für ein Schienenfahrzeug, welches um eine Gierachse drehbar ist und mit einem Wagenkasten verbindbar ist. Das Drehgestell kann in einer Ausführungsform als Jakobs-Drehgestell ausgebildet sein. Das Drehgestell umfasst einen Drehgestellrahmen in welchem ein oder mehrere Radsätze lagerbar sind.

[0007] Der Drehgestellrahmen umfasst zwei Längsträger und einen mittleren Querträger, wodurch ein Drehgestellrahmen mit H-Form gebildet wird. Der mittlere Querträger kann einen Wagenkasten abstützen. Der Drehgestellrahmen kann zusätzlich zum mittleren Querträger zwei äussere Querträger umfassen, welche jeweils die beiden Längsträger an gegenüberliegenden Enden verbinden. Die äusseren Querträger sind jeweils in Wesentlichen parallel zum mittleren Querträger angeordnet. Durch die äusseren Querträger kann die Biege- und Torsionssteifigkeit des Drehgestells erhöht werden.

[0008] Die Antriebsvorrichtung treibt jeweils einen Radsatz an und steht mit diesem in einer Wirkverbindung. Die Antriebsvorrichtung ist über die Zug-Druck-Stange und die Drehmomentstütze jeweils beweglich mit dem Drehgestell verbunden.

[0009] Die Zug-Druck-Stange dient der Übertragung von Zug- und Drucckräften vom angetriebenen Radsatz auf das Drehgestell. Die Drehmomentstütze stützt die Antriebsvorrichtung am mittleren Querträger des Drehgestellrahmens ab. Die Zug-Druck-Stange ist vorzugsweise unterhalb der Drehmomentstütze angeordnet. Sowohl die Zug-Druck-Stange als auch die Drehmomentstütze können gerade oder abgewinkelt ausgebildet sein.

[0010] Unter einer ruhenden Nullstellung wird eine Stellung des Drehgestells verstanden, in welchem sich das Drehgestell relativ zu den Schienen, auf welchen sich die Räder des Drehgestells befinden, nicht bewegt. Zudem befinden sich sämtliche Räder des Drehgestells in dieser Stellung auf geraden und horizontalen Schienen.

[0011] Die Anordnung der Zug-Druck-Stange und der Drehmomentstütze in der vertikalen Mittelebene zwischen den beiden Rädern erlaubt ein radiales Einstellen der Radsätze. Die Anordnung der Zug-Druck-Stange und der Drehmomentstütze definiert die Position der Antriebsvorrichtung bei Federbewegungen und reduziert unerwünschte Auslenkungen der Radsätze.

[0012] Das Drehgestell kann eine primäre Federvorrichtung und ein sekundäre Federvorrichtung umfassen.

[0013] Die primäre Federvorrichtung kann ein oder mehrere Federelemente umfassen. Vertikale Kräfte zwischen mindestens einem Radsatz und dem Drehgestellrahmen können durch die primäre Federvorrichtung aufnehmbar sein. Die primäre Federvorrichtung kann beispielsweise eine Elastomerfederung und/oder Blattfederung und/oder Schraubenfederung und/oder Torsionsstabfederung umfassen. Eine Blattfederung zeichnet sich durch eine robuste und kostengünstige Bauweise aus. Eine Elastomerfeder oder Schraubenfederung kann den Fahrkomfort durch eine höhere Flexibilität verbessern. Eine Torsionsstabfederung zeichnet sich durch die flache und platzsparende Bauweise aus.

[0014] Die sekundäre Federvorrichtung kann ebenfalls eine oder mehrere Federelemente umfassen. Die vertikalen Kräfte zwischen dem Drehgestellrahmen, insbesondere dem mittleren Querträger des Drehgestellrahmens, und einem Wagenkasten können durch die sekundäre Federvorrichtung aufnehmbar sein. Die sekundäre Federvorrichtung kann beispielsweise eine Elastomerfederung und/oder Flexcoil-Federung und/oder Luftfederung und/oder Schraubenfederung umfassen.

[0015] Eine Luftfederung bietet einen verbesserten Fahrkomfort und ist einfach einstellbar. Elastomer-, Flexcoil- und Schraubenfederungen sind wartungsarm und robust.

[0016] Durch die Federvorrichtungen ist der Fahrkomfort von Schienenfahrzeugen verbesserbar, insbesondere sind Erschütterungen eines Wagenkastens und Geräusche verminderbar. Das Drehgestell kann in einer Ausführungsform zusätzlich Schwingungs- und/oder Schlingerdämpfer und/oder Wankstabilisatoren umfassen.

[0017] Das Drehgestell kann einen Führungszapfen und einen Querbalken umfassen, wobei der Querbalken auf dem Führungszapfen drehbar lagerbar ist. Der Querbalken kann mittels Gleit- oder Wälzlager auf dem Führungszapfen gelagert sein.

[0018] Der Führungszapfen kann mittig, vorzugweise auf der Unterseite des mittleren Querträgers des Drehgestellrahmens angeordnet sein. Es ist denkbar, dass der Führungszapfen im mittleren Querträger des Drehgestellrahmens eingepresst oder angeschweisst ist. Der Querbalken nimmt den Führungszapfen vorzugsweise mittig auf.

[0019] Die Verwendung von Führungszapfen und Querbalken ermöglicht es, dass das Drehgestell um die Gierachse des Führungszapfen relativ zum Wagenkasten drehbar ist und Zug- und Druckkräfte vom Drehgestell über den Querbalken auf den Wagenkasten übertragbar sind.

[0020] Die Zug-Druck-Stange kann ein erstes Ende und ein zweites Ende umfassen, wobei das erste Ende der Zug-Druck-Stange mit der Antriebsvorrichtung bewegbar verbunden ist und das zweite Ende der Zug-Druck-Stange mit dem Führungszapfen bewegbar verbunden ist.

[0021] Die Zug-Druck-Stange kann an einem oder beiden Enden Lager umfassen, welche eine relative Bewegung, insbesondere Translation und/oder Torsion, zwischen Antriebsvorrichtung und Führungszapfen erlauben.

[0022] Die Lagerung kann mittels Sphärolagern erfolgen. Es ist jedoch auch denkbar, dass andere geeignete Lager wie Kugelgelenklager oder Elastomerlager zur Lagerung verwendet werden können. Elastomerlager können Stösse und Vibrationen absorbieren und besitzen eine reduzierte Geräuschbildung. Sphäro- und Kugelgelenklager sind wartungsarm und können hohe axiale und radiale Kräfte aufnehmen.

[0023] Durch die bewegbare Verbindung können die entstehenden Zug- und Druckkräfte auf den Führungszapfen übertragen werden. Ein radiales Einstellen der Radsätze ist zudem möglich.

[0024] Das Drehgestell kann zwei Gelenkstangen umfassen, welche jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende umfassen, wobei das erste Ende jeweils mit dem Querbalken verbunden ist und das zweite Ende jeweils mit einem Wagenkasten verbindbar ist.

[0025] Die zwei Gelenkstangen sind vorzugsweise spiegelbildlich aufgebaut und vorzugsweise im Wesentlichen gerade ausgeführt und im Wesentlichen parallel angeordnet.

[0026] Die Gelenkstangen können an ihren Enden jeweils gelagert sein, wodurch unter anderem relative Vertikalbewegungen zwischen dem Querbalken und dem Wagenkasten ausgeglichen werden können. Die Gelenkstangen können jeweils mittels Sphärolagern gelagert sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass andere geeignete Lager wie Kugelgelenklager oder Elastomerlager zur Lagerung verwendet werden.

[0027] Die Gelenkstangen befinden sich vorzugsweise ausserhalb des Drehgestellrahmens. Die Gelenkstangen können in einer Ausführungsform einen runden Querschnitt aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform kann der Querschnitt der Gelenkstangen im Wesentlichen rechteckig sein.

[0028] Durch die Gelenkstangen können Zug- und Druckkräfte vom Querbalken auf den Wagenkasten übertragen werden.

[0029] Die zwei Räder des angetriebenen Radsatzes umfassen jeweils einen Radaufstandspunkt und die Zug-Druck-Stange, d.h. die Längsachse der Stange, kann derart ausgerichtet sein, dass das erste Ende der Zug-Druck-Stange in einer ruhenden Nullstellung des Drehgestells im Wesentlichen in Richtung eines Mittelpunkts einer Strecke ausgerichtet ist, welche die beiden Radaufstandspunkte des angetriebenen Radsatzes verbindet.

[0030] Ein Radaufstandpunkt entspricht jenem Punkt, an dem das Rad mit der Schiene in Kontakt steht. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass es sich hierbei um einen theoretischen Punkt handelt, welcher unter realen Bedingungen, unter Berücksichtigung der Hertzschen Pressung, einer Fläche entspricht.

[0031] Diese Ausrichtung der Zug-Druck-Stange erlaubt eine Tiefzuganlenkung und vermindert dadurch das Einfedern einer Primärfederung infolge von Zug- und Druckkräften. Der Drehgestellrahmen führt infolge von Zug- und Druckkräften nur kleine zusätzliche Nickbewegungen aus, wodurch der Federweg einer Primärfeder zu grossen Teilen für den Ausgleich der Gleislage zur Verfügung steht.

[0032] Die Zug-Druck-Stange, d.h. die Längsachse der Stange, kann derart ausgerichtet sein, dass das zweite Ende der Zug-Druck-Stange in einer ruhenden Nullstellung des Drehgestells im Wesentlichen in Richtung eines Mittelpunkts einer Strecke ausgerichtet ist, welche die ersten Enden der zwei Gelenkstangen verbindet.

[0033] Auch diese Ausrichtung der Zug-Druck-Stange erlaubt eine Tiefzuganlenkung und vermindert dadurch das Einfedern einer Primärfederung infolge von Zug- und Druckkräften.

[0034] Das zweite Ende der Zug-Druck-Stange kann mit dem Drehgestellrahmen bewegbar verbunden sein.

[0035] Die Zug-Druck-Stange kann an einem oder beiden Enden Lager umfassen, welche eine relative Bewegung, insbesondere Translation und/oder Torsion, zwischen Antriebsvorrichtung und Drehgestellrahmen erlauben.

[0036] Durch die Verbindung der Antriebsvorrichtung mit dem Drehgestell, kann anstelle eines Führungszapfens und eines Querbalkens ein Drehkranz verwendet werden. Die Zug- und Druckkräfte können in dieser Ausführungsform auf den Drehgestellrahmen und dadurch auf die, vorzugsweise ausserhalb des Drehgestellrahmens befindenden, Gelenkstangen übertragen werden. Die Gelenkstangen können die Zug- und Druckkräfte in eine Federtraverse übertragen, welche über einen Drehkranz drehbar mit dem Wagenkasten verbindbar ist.

[0037] Die Drehmomentstütze kann ein erstes Ende und ein zweites Ende umfassen, wobei das erste Ende der Drehmomentstütze mit der Antriebsvorrichtung bewegbar verbunden ist. Das zweite Ende der Drehmomentstütze kann mit dem Drehgestellrahmen bewegbar verbunden sein.

[0038] Die Drehmomentstütze kann an einem oder beiden Enden Lager umfassen, welche eine relative Bewegung, insbesondere Translation und/oder Torsion, zwischen Antriebsvorrichtung und Drehgestell erlauben.

[0039] Die Lagerung kann mittels Sphärolagern erfolgen. Es ist jedoch auch denkbar, dass andere geeignete Lager wie Kugelgelenklager oder Elastomerlager zur Lagerung verwendet werden können. Elastomerlager können Stösse und Vibrationen absorbieren und besitzen eine reduzierte Geräuschbildung. Sphäro- und Kugelgelenklager sind wartungsarm und können hohe axiale und radiale Kräfte aufnehmen.

[0040] Durch eine derartige Anordnung der Drehmomentstütze können Drehmomente, welche beim Antrieb durch die Antriebsvorrichtung oder beim Bremsen entstehen kontrolliert auf den Drehgestellrahmen übertragen werden.

[0041] Das Drehgestell kann zwei Achslenkerlager pro angetriebenen Radsatz umfassen, wobei der angetriebene Radsatz durch die Achslenkerlager aktiv radial einstellbar oder passiv radial einstellbar ist.

[0042] Das Drehgestell kann ebenfalls zwei Achslenker umfassen, welche den Radsatz jeweils über ein Radsatzlager mit dem Drehgestellrahmen über ein Achslenkerlager verbinden. Die Querführung des Radsatzes kann durch die Achslenker und die Achslenkerlager erfolgen.

[0043] Es ist denkbar, dass die Achslenklager konventionell, beispielsweise mittels Elastomerbuchsen, oder als hydraulische Achslenklager (HALL) ausgebildet sind. Es ist auch denkbar, dass die Achslenker aktiv gelagert sind. Solch eine aktive Lagerung kann beispielsweise mittels hydraulischem Stellantrieb erfolgen, welcher mittels integrierter Elektronik regelbar ist. Der Drehgestellrahmen kann die hierzu notwendige Aktuatoreinheit umfassen.

[0044] Durch die beschriebene Anordnung des Drehgestells können die Zug- und Druckkräfte, welche über die Achslenker auf den Drehgestellrahmen wirken, vermindert werden. Dadurch können die Achslenklager weich und radial einstellend ausgeführt werden. Unter einer weichen Ausführung wird in diesem Zusammenhang eine Federsteifigkeit von 0.5 kN/mm bis 5 kN/mm in Fahrzeuglängsrichtung verstanden.

[0045] Dadurch, dass der Radsatz radial einstellbar ist, kann der Verschleiss der Räder und der Schienen verringert werden. Durch die Verwendung von aktiv radial einstellbaren Achslenklagern kann der Verschliess gegenüber passiv radial einstellbaren Achslenklagern weiter vermindert werden.

[0046] Die Antriebsvorrichtung kann ein Tatzlagerantrieb umfassen.

[0047] Der Tatzlagerantrieb kann mindestens ein, vorzugsweise zwei Tatzlager umfassen, welche auf der Radsatzwelle gelagert sind. Der Motor des Tatzlagerantriebs kann mittels Stirnradgetriebe mit der Radsatzwelle verbunden sein.

[0048] Die Verwendung eines Tatzlagerantriebes erlaubt eine kompakte und robuste Bauweise. Des Weiteren sind die Produktion- und Wartungskosten im Vergleich zu anderen Antriebsvorrichtungen gering.

[0049] Das Drehgestell kann mindestens eine Bremsvorrichtung, vorzugsweise zwei Bremsvorrichtungen pro angetriebenen Radsatz, umfassen. Die Bremsvorrichtungen können, insbesondere ausschliesslich, an der Antriebsvorrichtung befestigt sein.

[0050] Die Bremsvorrichtung kann als Reibungsbremsvorrichtung ausgebildet sein. Die Bremsvorrichtung kann in einer Ausführungsform Klotzbremsen und/oder Scheibenbremsen umfassen.

[0051] Die Bremsvorrichtung kann pneumatisch, elektrisch oder hydraulisch betreibbar sein. Pneumatisch betriebene Bremsvorrichtungen können aktiv oder passiv sein oder mittels Unterdrucks betreibbar sein.

[0052] Dadurch, dass die Bremsvorrichtung ausschliesslich an der Antriebsvorrichtung befestigt ist, werden die Bremskräfte nicht über die Achslenkerlagerung geführt und beeinflussen die Radialeinstellung der Radsätze nicht.

[0053] Es ist auch denkbar, dass das Drehgestell eine oder mehrere Sicherheitsbremsen in Form von Magnetschienen- oder Zahnradbremsen umfasst.

[0054] Das Drehgestell kann eine Spurweite umfassen, welche kleiner oder gleich 1200 mm ist. Das Drehgestell kann eine Spurweite umfassen, welche insbesondere 1000 mm ist.

[0055] Solch eine Spurweite ermöglicht es, dass das Drehgestell für Meterspurbahnen verwendbar ist. Meterspuren umfassen oft enge Gleisradien, weshalb zur Minimierung des Verschleisses der Räder und der Schienen radial einstellbare Radsätze vorteilhaft sind.

[0056] Das Drehgestell kann jedoch auch eine Spurweite umfassen, welche grösser als 1200 mm ist, insbesondere zwischen 1435 mm und 1676 mm, so dass das Drehgestell für Normalspurbahnen oder Breitspurbahnen verwendbar ist.

[0057] Die Aufgabe wird weiter durch eine Anordnung eines Wagenkastens und eines Drehgestells wie vorhergehend beschrieben gelöst. Das zweite Ende der Gelenkstangen des Drehgestells ist mit dem Wagenkasten bewegbar verbunden.

[0058] Durch diese Anordnung sind die Zug- und Druckkräfte vom Drehgestell auf den Wagenkasten übertragbar. Die Gelenkstangen können am zweiten Ende jeweils gelagert sein, wodurch unter anderem relative Vertikalbewegungen zwischen dem Querbalken und dem Wagenkasten ausgeglichen werden können. Die Gelenkstangen können jeweils mittels Sphärolagern gelagert sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass andere geeignete Lager wie Kugelgelenklager oder Elastomerlager zur Lagerung verwendet werden.

[0059] Die Aufgabe wird weiter durch ein Schienenfahrzeug umfassend mindestens ein Drehgestell wie vorhergehend beschrieben, vorzugsweise zwei Drehgestelle, gelöst.

[0060] Ein solches Schienenfahrzeug kann eine einfache und wartungsarme Antriebsvorrichtung umfassen. Des Weiteren kann das Schienenfahrzeug radial einstellbare Radsätze umfassen, welche einen verschleissarmen Betrieb von Schienen und Rädern ermöglicht.

[0061] Das Schienenfahrzeug kann einen oder mehrere Schienenfahrzeugwagen umfassen.

[0062] Die Erfindung wird in den folgenden Figuren näher erläutert.

[0063] Es zeigen:

FIG 1:

Seitliche Ausbruchsansicht eines Drehgestells,

FIG 2:

Ausbruchsdraufsicht des in Fig. 1 gezeigten Drehgestells,

FIG 3:

Detailansicht des in Fig. 1 gezeigten Drehgestells,

FIG 4:

Ausbruchsdraufsicht eines Drehgestells in ausgelenkter Position,

FIG 5:

Seitliche Ausbruchsansicht eines Drehgestells in einer weiteren Ausführungsform.

[0064] Figur 1 zeigt eine seitliche Ausbruchsansicht eines Drehgestells 1 in ruhender Nullstellung. Das Drehgestell 1 umfasst in dieser Ausführungsform einen Drehgestellrahmen 2 in O-Form und zwei angetriebene Radsätze 30 (siehe Fig. 2). Der Drehgestellrahmen 2 umfasst zwei Längsträger 35, einen mittleren Querträger 36 und zwei äussere Querträger 34. Ein Radsatz 30 umfasst zwei Räder 3 welche jeweils als metallumfassende Vollräder ausgebildet sind und eine Radsatzwelle 7 welche ebenfalls metallumfassend ausgebildet ist. Die angetriebenen Radsätze 30 werden jeweils durch zwei Radsatzlager 6 gelagert, wobei die Radsatzlager 6 in dieser Ausführungsform als Wälzlager ausgebildet sind.

[0065] Die Radsatzlager 6 sind jeweils mittels primäre Federvorrichtung 5 mit dem Drehgestellrahmen 2 verbunden. Die primäre Federvorrichtung 5 umfasst eine Schraubenfederung. Die Radsatzlagergehäuse sind jeweils mittels Achslenkerlager 14 mit dem Drehgestellrahmen 2 gelagert verbunden. Die Lagerung erfolgt jeweils mittels Achslenkerlager 9. Die Achslenkerlager 9 sind in dieser Ausführung als hydraulische Achslenklager ausgebildet, welche ein passives radiales Einstellen der Radsätze 30 erlaubt. Die hydraulischen Achslenklager besitzen in dieser Ausführungsform eine tiefere Federsteifigkeit in Fahrzeuglängsrichtung als in Vertikalrichtung.

[0066] Die beiden Radsätze 30 werden jeweils über eine Antriebsvorrichtung 4 angetrieben, wobei die Antriebsvorrichtungen 4 als Tatzlagerantriebe ausgebildet sind. Die Tatzlagerantriebe liegen jeweils zwischen den Radsätzen und dem mittleren Querträger 36 des Drehgestellrahmens 2.

[0067] Die Tatzlagerantriebe sind jeweils mit einer Drehmomentstütze 13 mit dem Drehgestellrahmen 2 bewegbar verbunden. Die Drehmomentstütze 13 ist sowohl am Tatzlagerantrieb als auch am Drehgestellrahmen 2 mittels Sphärolager, welches Metall und Gummi umfasst, gelagert.

[0068] Unterhalb der Drehmomentstützen 13 befindet sich jeweils eine Zug-Druck-Stange 12. Die Zug-Druck-Stange 12 ist jeweils mit einem ersten Ende mit dem Tatzlagerantrieb beweglich verbunden und jeweils mit dem zweiten Ende mit einem zentralen Supportelement 15 und einem Führungszapfen 11 beweglich verbunden. Der Führungszapfen 11 befindet sich zentral unterhalb des mittleren Querträgers 36 des Drehgestellrahmens 2 und ist in den mittleren Querträger 36 eingepresst. Die Zug-Druck-Stange 12 ist sowohl am Tatzlagerantrieb als auch am Führungszapfen 11 mittels Sphärolager, welches Metall und Gummi umfasst, gelagert.

[0069] Die Zug-Druck-Stange 12 und die Drehmomentstütze 13 liegen jeweils in einer vertikalen Mittelebene zwischen den beiden Rädern 3 der angetriebenen Radsätze 30 des Drehgestells 1.

[0070] Auf dem Führungszapfen 11 ist ein Querbalken 10 drehbar gelagert. Der Querbalken 10 umfasst zwei Enden, welche jeweils mit einer Gelenkstange 22 beweglich verbunden sind. Die Gelenkstangen 22 umfassen in dieser Ausführungsform einen runden Querschnitt und sind auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Wagenkasten 100 verbunden. Der mittlere Querträger 36 des Drehgestellrahmens 2 ist zudem mit einer sekundären Federvorrichtung 21 mit dem Wagenkasten 100 verbunden. Die sekundäre Federvorrichtung 21 umfasst in dieser Ausführungsform eine Schraubenfederung.

[0071] Die Zug-Druck-Stange 12 ist jeweils so ausgerichtet, dass das erste, dem Tatzlagerantrieb zugewandte, Ende der Zug-Druck-Stange 12 in Richtung eines Mittelpunkts einer Strecke ausgerichtet ist, welche die beiden Radaufstandspunkte 31 der zwei Räder 3 verbindet, welche durch den entsprechenden Tatzlagerantrieb antreibbar sind. Das zweite Ende der Zug-Druck-Stange 12 ist jeweils in Richtung eines Mittelpunkts einer Strecke ausgerichtet, welche die ersten Enden der zwei Gelenkstangen (22) verbindet.

[0072] Figur 2 zeigt eine Ausbruchsdraufsicht des in Fig. 1 gezeigten Drehgestells 1. Das Drehgestell 1 umfasst pro Radsatz 30 zwei Bremsvorrichtungen 8 welche am Tatzlagerantrieb befestigt sind. Die Bremsvorrichtungen 8 sind in dieser Ausführungsform als pneumatisch betriebene Klotzbremsen ausgebildet, wobei jeweils eine Klotzbremse auf die Lauffläche eines Rad 3 drücken kann. Die Antriebsvorrichtungen 4 welche als Tatzlagerantriebe ausgebildet sind, umfassen jeweils ein Ritzel, welches ein Grossrad antreiben kann, welches auf der Radsatzwelle 7 befestigt ist. Die Räder 3 der Radsätze 30 sind in dieser Ausführungsform so beabstandet, dass eine Spurweite von 1000 mm erreicht wird und das Drehgestell 1 auf einer Meterspur fahrbar ist. Der Querbalken 10 ist in dieser Ausführungsform breiter als der Drehgestellrahmen 2 ausgebildet. Die Zug-Druck-Stangen 12 und die Drehmomentstützen 13 liegen jeweils in der vertikalen Mittelebene 32, welche zwischen den beiden Rädern 3 der angetriebenen Radsätze 30 liegt.

[0073] Figur 3 zeigt eine Detailansicht des in Fig. 1 gezeigten Drehgestells 1. Die Zug-Druck-Stangen 12 ist über ein zentrales Supportelement 15 mit dem Führungszapfen 11 verbunden.

[0074] Figur 4 zeigt eine Ausbruchsdraufsicht eines Drehgestells 1 in ausgelenkter Position. Solch eine ausgelenkte Position des Drehgestells 1 kann durch eine Kurvenfahrt entstehen, wodurch sich das Drehgestell 1 nicht in einer ruhenden Nullstellung befindet. Der Drehgestellrahmen 2 ist um eine Gierachse zum Wagenkasten 100 um den Winkel γ verdreht. Die Gierachse entspricht dabei der Symmetrieachse des Führungszapfens 11. Die beiden Radsätze 30 sind zusätzlich radial eingestellt und um dem Winkel α zueinander verdreht. Durch das Verlassen der ruhenden Nullstellung befinden sich die Zug-Druck-Stangen 12 und die Drehmomentstützen 13 nicht mehr in der vertikalen Mittelebene.

[0075] Figur 5 zeigt eine seitliche Ausbruchsansicht eines Drehgestells 1 in ruhender Nullstellung. Das Drehgestell 1 umfasst in dieser Ausführungsform einen Drehgestellrahmen 2 in O-Form und zwei angetriebene Radsätze 30. Der Drehgestellrahmen 2 umfasst zwei Längsträger 35, einen mittleren Querträger 36 und zwei äussere Querträger 34. Ein Radsatz 30 umfasst zwei Räder 3 und eine Radsatzwelle 7. Die angetriebenen Radsätze 30 werden jeweils durch zwei Radsatzlager 6 gelagert, wobei die Radsatzlager 6 in dieser Ausführungsform als Wälzlager ausgebildet sind. Die Radsatzlager 6 sind jeweils mittels primärer Federvorrichtung 5 mit dem Drehgestellrahmen 2 verbunden. Die primäre Federvorrichtung 5 umfasst eine Schraubenfederung. Die Radsatzlagergehäuse sind jeweils mittels Achslenkerlager 14 mit dem Drehgestellrahmen 2 gelagert verbunden. Die Lagerung erfolgt jeweils mittels Achslenkerlager 9. Die Achslenkerlager 9 sind in dieser Ausführung als hydraulische Achslenklager ausgebildet, welche ein passives radiales Einstellen der Radsätze 30 erlaubt. Die hydraulischen Achslenklager besitzen in dieser Ausführungsform eine tiefere Federsteifigkeit in Fahrzeuglängsrichtung als in Vertikalrichtung.

[0076] Die beiden Radsätze 30 werden jeweils über eine Antriebsvorrichtung 4 angetrieben, wobei die Antriebsvorrichtungen 4 als Tatzlagerantriebe ausgebildet sind. Die Tatzlagerantriebe liegen jeweils zwischen den Radsätzen und dem mittleren Querträger 36 des Drehgestellrahmens 2.

[0077] Die Tatzlagerantriebe sind jeweils mit einer Drehmomentstütze 13 mit dem mittleren Querträger 36 des Drehgestellrahmens 2 bewegbar verbunden. Die Drehmomentstütze 13 ist sowohl am Tatzlagerantrieb als auch am mittleren Querträger 36 des Drehgestellrahmens 2 mittels Sphärolager, welches Metall und Gummi umfasst, gelagert.

[0078] Unterhalb der Drehmomentstützen 13 befindet sich jeweils eine Zug-Druck-Stange 12. Die Zug-Druck-Stange 12 ist in dieser Ausführungsform jeweils mit einem ersten Ende mit dem Tatzlagerantrieb beweglich verbunden und jeweils mit dem zweiten Ende mit dem mittleren Querträger 36 des Drehgestellrahmens 2 beweglich verbunden. Die Zug-Druck-Stange 12 ist sowohl am Tatzlagerantrieb als auch am mittleren Querträger 36 des Drehgestellrahmens 2 mittels Sphärolagern, welche Metall und Gummi umfassen, gelagert.

[0079] Der Drehgestellrahmen 2, ist auf beiden Seiten jeweils mit einer Gelenkstange 22 bewegbar verbunden. Die Gelenkstangen 22 umfassen in dieser Ausführungsform einen runden Querschnitt und sind auf der gegenüberliegenden Seite mit der Federtraverse 24 verbunden. Der mittleren Querträger 36 des Drehgestellrahmens 2 umfasst zudem eine sekundären Federvorrichtung 21, welche in dieser Ausführungsform eine Schraubenfederung umfasst. Das Drehgestell 1 umfasst auf der Oberseite einen Drehkranz 23.

Ansprüche

1. Drehgestell (1) für ein Schienenfahrzeug, umfassend einen Drehgestellrahmen (2) und mindestens einen angetriebenen Radsatz (30) umfassend zwei Räder (3), vorzugsweise zwei angetriebene Radsätze (30), wobei das Drehgestell (1) pro angetriebenem Radsatz (30)

- eine Antriebsvorrichtung (4),

- eine, insbesondere genau eine, Zug-Druck-Stange (12) und

- eine, insbesondere genau eine, Drehmomentstütze (13), umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass
die Zug-Druck-Stange (12) und die Drehmomentstütze (13), in einer ruhenden Nullstellung des Drehgestells (1), in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene (32) liegen, insbesondere in einer im Wesentlichen vertikalen Mittelebene zwischen den beiden Rädern des angetriebenen Radsatzes (30) liegen.

2. Drehgestell (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (1) eine primäre Federvorrichtung (5) und ein sekundäre Federvorrichtung (21) umfasst.

3. Drehgestell (1), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (1) einen Führungszapfen (11) und einen Querbalken (10) umfasst, wobei der Querbalken (10) auf dem Führungszapfen (11) drehbar gelagert ist.

4. Drehgestell (1), nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-Druck-Stange (12) ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei das erste Ende der Zug-Druck-Stange (12) mit der Antriebsvorrichtung (4) bewegbar verbunden ist und das zweite Ende der Zug-Druck-Stange (12) mit dem Führungszapfen (11) bewegbar verbunden ist.

5. Drehgestell (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (1) zwei Gelenkstangen (22) umfasst, welche jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende umfassen, wobei das erste Ende jeweils mit dem Querbalken (10) verbunden ist und das zweite Ende jeweils mit einem Wagenkasten (100) verbindbar ist.

6. Drehgestell (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Räder (3) des angetriebenen Radsatzes (30) jeweils einen Radaufstandspunkt (31) umfassen und die Zug-Druck-Stange (12) derart ausgerichtet ist, dass das erste Ende der Zug-Druck-Stange (12) in einer ruhenden Nullstellung des Drehgestells (1) im Wesentlichen in Richtung eines Mittelpunkts einer Strecke ausgerichtet ist, welche die beiden Radaufstandspunkte (31) des angetriebenen Radsatzes (30) verbindet.

7. Drehgestell (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-Druck-Stange (12) derart ausgerichtet ist, dass das zweite Ende der Zug-Druck-Stange (12) in einer ruhenden Nullstellung des Drehgestells (1) im Wesentlichen in Richtung eines Mittelpunkts einer Strecke ausgerichtet ist, welche die ersten Enden der zwei Gelenkstangen (22) verbindet.

8. Drehgestell (1), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-Druck-Stange (12) ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei das erste Ende der Zug-Druck-Stange (12) mit der Antriebsvorrichtung (4) bewegbar verbunden ist und das zweite Ende der Zug-Druck-Stange (12) mit dem Drehgestellrahmen (2) bewegbar verbunden ist.

9. Drehgestell (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (13) ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei das erste Ende der Drehmomentstütze (13) mit der Antriebsvorrichtung (4) bewegbar verbunden ist und das zweite Ende der Drehmomentstütze (13) mit dem Drehgestellrahmen (2) bewegbar verbunden ist.

10. Drehgestell (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (1) zwei Achslenkerlager (9) pro angetriebenen Radsatz (30) umfasst, wobei der angetriebene Radsatz (30) durch die Achslenkerlager (9) aktiv radial einstellbar oder passiv radial einstellbar ist.

11. Drehgestell (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (4) ein Tatzlagerantrieb umfasst.

12. Drehgestell (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (1) mindestens eine Bremsvorrichtung (8), vorzugsweise zwei Bremsvorrichtungen (8) pro angetriebenen Radsatz (30), umfasst, welche, insbesondere ausschliesslich, an der Antriebsvorrichtung (4) befestigt sind.

13. Drehgestell (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (1) eine Spurweite umfasst, welche kleiner oder gleich 1200 mm ist, welche insbesondere 1000 mm ist.

14. Anordnung eines Wagenkastens (100) und eines Drehgestells (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende der Gelenkstangen (22) des Drehgestells (1) mit dem Wagenkasten (100) bewegbar verbunden ist.

15. Schienenfahrzeug umfassend mindestens ein Drehgestell (1), vorzugsweise zwei Drehgestelle (1), nach einem der Ansprüche 1-13.

Zeichnung