Einstellbares Drehgestell mit drei Radsätzen für ein Schienenfahrzeug

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Mechanik für Schienenfahrzeuge. Sie geht aus von einem einstellbaren Drehgestell mit drei Radsätzen für ein Schienenfahrzeug gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches.

Stand der Technik

[0002] An Drehgestelle für heutige Schienenfahrzeuge wird oft die Anforderung gestellt, dass hohe Kurvengeschwindigkeiten in zumeist engen Kurven bewältigbar sind. Dazu ist ein einstellbares zweiachsiges Drehgestell bekannt, wie es in der CH 670 228 A5 beschrieben ist. Bei diesem zweiachsigen Drehgestell werden die Radsätze beim Durchfahren von Kurven jeweils selbsttätig, ohne Steuer- oder Regelaufwand, insbesondere ohne zusätzliche Verstelleinrichtungen, im wesentlichen radial zu der zu durchfahrenden Kurve eingestellt. Dabei sind die Radsätze über den Motor mittels Schräglenker so am Drehgestellrahmen angeordnet, dass eine Drehbewegung um eine vertikale Achse (Hochachse) um das Zentrum des Radsatzes, auch unter Ausübung von Zugkräften auf das Drehgestell, möglich ist.
Desweiteren ist aus der DE 41 40 126 A1 ein dreiachsiges Drehgestell bekannt, das eine Radialsteuerung zur radialen Auslenkung der Radsätze des Drehgestells aufweist. Dabei sind die Radsätze elastisch am Drehgestellrahmen gelagert, wobei mittels Lenkgestänge, Längslenker, Lenkerstangen, Koppelstangen und Winkelhebeln mit daran angeordneten Armen die radiale Auslenkung der Radsätze ermöglicht wird.
Bei diesem dreiachsigen Drehgestell ist die Radialeinstellung der Radsätze zwar möglich, jedoch ist infolge des grossen Radstandes und der gleichzeitigen Ermöglichung der Radialeinstellung der Radsätze eine grosse Anzahl von Teilen notwendig, die komplex angeordnet bzw. eingebaut sind. Dadurch erhöhen sich die Herstellungskosten eines solchen Drehgestells in einem nicht tragbarem Masse. Darüberhinaus erweist sich die Wartung dieser Vielzahl von Teilen als zu kostenintensiv.
Weder aus der CH 670 228 A5 noch aus der DE 41 40 126 A1 ergibt sich eine kostengünstige und wartungsextensive Lösung eines Drehgestells, insbesondere für heute geforderte Dreiachsanwendungen.
Gängige Bremseinrichtungen für dreiachsige Drehgestelle sind fest am Drehgestellrahmen verbunden. Ein Problem stellt eine solche drehgestellrahmenfeste und auf die jeweiligen Radscheiben wirkende Bremseinrichtung in Hinblick auf deren Anbringung am Drehgestellrahmen dar, da die Querauslenkung und Längsauslenkung zwischen der jeweiligen Bremseinrichtung und der zugehörigen Radscheibe zu gross ist, um geeignet auf die Radscheibe einzuwirken. Eine querelastische Aufhängung der Bremseinrichtung oder eine Querführung der Bremseinrichtung ist zwar denkbar, verkompliziert jedoch die Drehgestellkonstruktion und erhöht die Bauteil- und Wartungskosten erheblich, so dass eine drehgestellrahmenfeste Bremseinrichtung für ein kostengünstiges dreiachsiges Drehgestell ausfällt.

[0003] EP 0 094 548 A2 beschreibt ein Laufwerk für Schienenfahrzeuge mit drei Radsätzen, wobei über Kopplungselemente bzw. Führungen jeder Radsatz mit einem Fahrzeugrahmen verbunden ist. Die äußeren Radsätze sind jeweils über ein etwa der Fahrzeuglängsmittelachse zugeordnetes Führungselement als Übertrager mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Der mittlere Radsatz ist an jeder Seite in Fahrzeuglängsrichtung angeordnetes Führungselement mit dem Fahrzeugrahmen gekoppelt.

Darstellung der Erfindung

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein einstellbares Drehgestell mit drei Radsätzen für ein Schienenfahrzeug anzugeben, welches eine Radialeinstellung der Radsätze, insbesondere auch unter Zugkraft- und Bremskrafteinfluss auf das Drehgestell ohne Steuer- oder Regelaufwand, insbesondere ohne zusätzliche zu betätigende Verstelleinrichtungen, ermöglicht und bei dem die Anzahl der Teile reduziert und damit ein äusserst einfacher Aufbau des Drehgestells möglich ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0005] Beim erfindungsgemässen einstellbaren Drehgestell mit drei Radsätzen für ein Schienenfahrzeug sind zwei Endradsätze des Drehgestells an ihren Antriebseinrichtungen über jeweils
   zwei Schräglenker mit dem Drehgestellrahmen verbunden und ein Mittelradsatz mit mindestens einem parallel zur Längsrichtung des Drehgestellrahmens geführtem Längslenker ist am Drehgestellrahmen verbunden. Durch eine so geartete Kopplung des mittleren Radsatzes mit dem Drehgestellrahmen kann dieser nur eine Querbewegung ausführen, wodurch vorteilhaft gängige Koppelstangen eingespart werden. Weiterhin ist die Zug- und Bremskraft über den Mittelradsatz, insbesondere über die Antriebseinrichtung des Mittelradsatzes übertragbar. Die Radsätze des Drehgestells lassen sich somit in besonders einfacher Weise radial einstellen.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemässen Drehgestells sieht vor, dass die Endradsätze über jeweils mindestens einen Querlenker und über einen am Querlenker in Wirkverbindung angeordneten Antriebseinheitsausleger mit der Antriebseinheit des Mittelradsatzes derart verbunden sind, dass bei einer Querbewegung des Mittelradsatzes die Endradsätze mitgekoppelt sind und dass bei einer Ausdrehbewegung der Endradsätze diese gegensinnig gekoppelt sind. Durch diese Ausgestaltung des erfindungsgemässen Drehgestells wird die radiale Einstellung der Radsätze weiterhin unterstützt und kann zügig vollzogen werden.
Zudem umfasst die Antriebseinheit eines jeden Radsatzes mindestens eine Bremseinrichtung, die jeweils direkt an einem Motor oder am Getriebegehäuse angeordnet ist und auf mindestens eine Radscheibe des zugehörigen Radsatzes einwirkt. Dadurch entfällt äusserst vorteilhaft eine komplizierte, kosten- und wartungsintensive Anbringung der Bremsvorrichtung am Drehgestellrahmen und die Bremseinrichtung kann sehr einfach direkt an der Antriebseinrichtung angebracht werden, wobei sie jede Bewegung der Radsätze mit ausführt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0006] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

[0007] Es zeigen

Fig. 1

eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines einstellbaren Drehgestells mit drei Radsätzen für ein Schienenfahrzeug und

Fig.2

eine Darstellung des Ausführungsbeispiels des Drehgestells nach Fig.1 in der Seitenansicht.

[0008] Die in der Zeichnung verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0009] Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel eines Drehgestells mit drei Radsätzen für ein Schienenfahrzeug. Darin sind die Radsätze 3, 12 des Drehgestells gängigerweise durch zwei Endradsätze 3 und eine Mittelradsatz 12 gebildet. Die beide Endradsätze 3 und der Mittelradsatz 12 sind in einem Drehgestellrahmen 2 angeordnet, wobei die beiden Endradsätze 3 gegenüber der Längsrichtung des Drehgestellrahmens 2 ausdrehbar sind, d. h. eine Ausdrehbewegung durchführen können und somit bei Kurvenfahrt durch einen Gleisbogen radial einstellbar sind. Jeder Radsatz 3, 12 umfasst eine Antriebseinheit, die einen Motor 6 und ein Getriebegehäuse 11 mit darin angeordnetem Getriebe aufweist. Gemäss Fig. 1 sind die beiden Endradsätze 3 erfindungsgemäss an ihren Antriebseinheiten mit jeweils mindestens einem Schräglenker 1 mit dem Drehgestellrahmen 2 verbunden. Zudem ist der Mittelradsatz 12 mit mindestens einem parallel zur Längsrichtung des Drehgestellrahmens 2 geführten Längslenker 4 am Drehgestellrahmen 2 verbunden. Durch diese Anordnung des Längslenkers 4 und des Schräglenkers 2 wird erreicht, dass gängige Koppelstangen eingespart werden können. Desweiteren führt der Mittelradsatz 12, aufgrund dieser Kopplung des Mittelradsatzes 12, nur ein Querbewegung aus. Demzufolge stellt der Mittelradsatz 12 und insbesondere seine Antriebseinheit ein Koppelglied zwischen den Endradsätzen 3 dar, über das Zug- und Bremskraft übertragbar ist. Dabei sind die Radsätze 3, 12 radial einstellbar, wobei, wie eingangs erwähnt, die beiden Endradsätze 3 ausdrehbar sind und der Mittelradsatz 12 eine Querbewegung ausführen kann.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Drehgestells gemäss Fig. 1 und gemäss Fig. 2, welche eine Seitenansicht des Drehgestells gemäss Fig. 1 darstellt, sind die Endradsätze 3 über jeweils mindestens einen Querlenker 5a,b und über einen am Querlenker 5a,b in Wirkverbindung angeordneten Antriebseinheitsausleger 13 mit der Antriebseinheit des Mittelradsatzes 12 verbunden und zwar derart, dass bei einer Querbewegung des Mittelradsatzes 12 die Endradsätze mitgekoppelt sind und dass zudem bei einer Ausdrehbewegung der Endradsätze 3 diese gegensinnig gekoppelt sind. Durch diese Ausgestaltung des erfindungsgemässen Drehgestells wird die Ausdrehbewegung der Endradsätze 3 und die Querbewegung des Mittelradsatzes 12 erleichtert, so dass die Radsätze sich besonders leicht radial einstellen lassen und dies zügig abläuft.
Gemäss Fig. 1 is die Verbindung zwischen einem Endradsatz 3 und dem Mittelradsatz 12 so aufgebaut, dass der Querlenker 5a an der Antriebseinheit dieses Endradsatzes 3 angeordnet ist und über den am Querlenker 5a an in Wirkverbindung angeordneten Antriebseinheitsausleger 13 mit der Antriebseinheit des Mittelradsatzes 12 verbunden ist.
Weiterhin ist eine weiterer Verbindung zwischen dem weiteren Endradsatz 3 und dem Mittelradsatz 12 so aufgebaut, dass der Querlenker 5b an der Antriebseinheit dieses Mittelradsatzes 12 angeordnet ist und über den am Querlenker 5b an in Wirkverbindung angeordneten Antriebseinheitsausleger 13 mit der Antriebseinheit des weiteren Endradsatzes 3 verbunden ist.

[0010] Denkbar, jedoch im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt, ist, dass jeweils ein Antriebseinheitssausleger 13 entweder an jeder Antriebseinheit der Endradsätze 3 angeordnet ist, oder dass sämtliche Antriebseinheitsausleger 13 an der Antriebseinheit des Mittelradsatzes 13 angeordnet sind. Jeder Endradsatz 3 ist dann, wie eingangs erwähnt, über den Querlenker 5a,b und über den zugehörigen am Querlenker 5a,b in Wirkverbindung angeordneten Antriebseinheitsausleger 13 mit der Antriebseinheit des Mittelradsatzes 12 verbunden.
Jeder Querlenker 5a,b ist mit dem daran in Wirkverbindung angeordnetem Antriebseinheitsausleger 13 dreidimensional gelagert. Dadurch können vorteilhaft Kräfte zwischen Querlenker 5a,b und Antriebseinheitsausleger 13, die zur Radialeinstellung der Radätze notwendig sind, auch unter Zug- und Bremskrafteinfluss auf das Drehgestell sowie unter räumlich auf das Drehgestell einwirkenden Kräften übertragen werden.
Gemäss Fig. 2 sind sämtlichen Achsen 14 der Antriebseinheiten der Radsätze 3,12 mittels einer Achslagervorrichtung 7 tatzgelagert, so dass die Achsen 14 vorteilhaft vertikal und quer zur Längsrichtung des Drehgestellrahmens 2 lagernd abgestützt sind.

[0011] Erfindungsgemäss umfasst jede Antriebseinheit gemäss Fig. 1 jeweils mindestens eine Bremseinrichtung 8, wobei jede Bremseinrichtung direkt am Motor 6 oder am Getriebegehäuse 11 angeordnet ist. Dabei wirkt jede Bremseinrichtung 8 auf mindestens eine Radscheibe 10 des zugehörigen Radsatzes 3, 12. Durch diese Anordnung der Bremseinrichtung 8 kann diese jegliche Bewegung des zugehörigen Radsatzes 3, 12 mit ausführen, wodurch eine komplizierte sowie wartungs- und kostenintensive Anbringung einer Bremsvorrichtung am Drehgestellrahmen 2 entfällt. Desweiteren hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, dass die Bremseinrichtung über eine zwischen Motor 6 oder Getriebegehäuse 11 angeordnete Haltevorrichtung 9 am Motor 6 oder Getriebegehäuse 11 angeordnet ist. Es ist dadurch möglich die Bremseinrichtung 8 in kurzer Zeit zu warten. Die Bremseinrichtung 8 ist vorteilhafterweise eine Bremsklotzeinrichtung, da diese für ein dreiachsiges Drehgestell mit der hohen Anzahl zu bremsender Radscheiben 10 eine äusserst kostengünstige Bremseinrichtung 8 darstellt. Eine ebenfalls sehr günstige Ausführungsform der Bremseinrichtung 8 stellt eine nicht dargestellte Radscheibenbremseinrichtung dar, die direkt auf die Radscheibe 10 des zugehörigen Radsatzes 3,12 einwirkt, wobei die Radscheibe 10 eine Bremsscheibe darstellt.

Bezugszeichenliste

[0012] 

1

Schräglenker

2

Drehgestellrahmen

3

Endradsatz

4

Längslenker

5a,b

Querlenker

6

Motor

7

Achslagervorrichtung

8

Bremseinrichtung

9

Haltevorrichtung

10

Radscheibe

11

Getriebegehäuse

12

Mittelradsatz

13

Antriebseinheitsausleger

14

Achsen

Ansprüche

1. Einstellbares Drehgestell mit drei Radsätzen filr ein Schienenfahrzeug, wobei die Radsätze, gebildet durch einen Mittelradsatz (12) und zwei Endradsätze (3), in einem Drehgestellrahmen (2) angeordnet sind und jeder Radsatz (3, 12) eine Antriebseinheit umfasst, wobei die beiden Endradsätze (3) bei Kurvenfahrt gegenüber der Längsrichtung des Drehgestellrahmens (2) ausdrehbar sind und wobei der Mittelradsatz (12) mit mindestens einem parallel zur Längsrichtung des Drehgestellrahmens (2) geführtem Längslenker (4) am Drehgestellrahmen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endradsätze (3) an ihren Antriebseinheiten über jeweils zwei Schräglenker (1) mit dem Drehgestellrahmen (2) verbunden sind.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endradsätze (3) über jeweils mindestens einen Querlenker (5a,b) und über einen am Querlenker (5a,b) in Wirkverbindung angeordneten Antriebseinheitsausleger (13) mit der Antriebseinheit des Mittelradsatzes (12) derart verbunden sind, dass bei einer Querbewegung des Mittelradsatzes (12) die Endradsätze (3) mitgekoppelt sind und dass bei einer Ausdrehbewegung der Endradsätze (3) diese gegensinnig gekoppelt sind.

3. Drehgestell nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker (5a,b) dreidimensional mit dem Antriebseinheitsausleger (13) gelagert ist.

4. Drehgestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Achsen (14) der Antriebseinheiten der Radsätze (3, 12) mittels einer Achslagervorrichtung (7) tatzgelagert sind.

5. Drehgestell nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten jeweils mindestens eine Bremseinrichtung (8) umfassen, wobei jede Bremseinrichtung (8) direkt am Motor (6) oder am Getriebegehäuse (11) angeordnet ist und auf mindestens eine Radscheibe (10) des zugehörigen Radsatzes (3,12) einwirkt.

6. Drehgestell nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (8) über eine zwischen Motor (6) oder Getriebegehäuse (11) angeordnete Haltevorrichtung (9) am Motor (6) oder am Getriebegehäuse (11) angeordnet ist.

7. Drehgestell nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (8) eine Bremsklotzeinrichtung ist.

8. Drehgestell nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (8) eine Radscheibenbremseinrichtung ist.

Claims

1. An adjustable bogie,which has three wheelsets, for a railway vehicle, the wheelsets, formed by a central wheelset (12) and two end wheelsets (3), being arranged in a bogie frame (2) and each wheelset (3, 12) including a drive unit, the two end wheelsets (3) being rotatable outward in relation to the lengthwise direction of the bogie frame (2) during curve travel and the central wheelset (12) being connected to the bogie frame by at least one pull rod (4) guided parallel to the lengthwise direction of the bogie frame (2),
characterized in that
the two end wheelsets (3), on their drive units, are each connected to the bogie frame (2) via two tilted rods (1).

2. The bogie according to Claim 1,
characterized in that
the end wheelsets (3) are each connected via at least one transverse link (5a,b) and via a drive unit extension arm (13), arranged on the transverse link (5a,b) in mechanical linkage thereto, to the drive unit of the central wheelset (12) in such a way that in the event of a transverse movement of the central wheelset (12), the end wheelsets (3) are coupled with the latter and, in the event of an outward rotational movement of the end wheelsets (3), they are coupled in the opposite direction.

3. The bogie according to Claim 2,
characterized in that
the transverse link (5a,b) is three-dimensionally mounted with the drive unit extension arm (13).

4. The bogie according to Claim 3,
characterized in that
the axles (14) of the drive units of the wheelsets (3, 12) are nose-suspended using an axle bearing device (7).

5. The bogie according to Claim 4,
characterized in that
the drive units each include at least one braking device (8), each braking device (8) being arranged directly on the engine (6) or on the transmission housing (11) and acting on at least one wheel disk (10) of the associated wheelset (3, 12).

6. The bogie according to Claim 5,
characterized in that
the braking device (8) is positioned on the engine (6) or on the transmission housing (11) via a support device (9) arranged between the motor (6) or the transmission housing (11).

7. The bogie according to Claim 6,
characterized in that
the braking device (8) is a brake pad device.

8. The bogie according to Claim 6,
characterized in that
the braking device (8) is a wheel disk braking device.

Revendications

1. Bogie réglable avec trois essieux montés pour un véhicule sur rails, les essieux montés, formés par un essieu monté central (12) et deux essieux montés d'extrémité (3), étant disposés dans un châssis de bogie (2) et chaque essieu monté (3, 12) comprenant une unité d'entraînement, les deux essieux montés d'extrémité (3) pouvant être tournés vers l'extérieur par rapport au sens longitudinal du châssis de bogie (2) et l'essieu monté central (12) étant relié à au moins un bras oscillant longitudinal (4) guidé parallèlement au sens longitudinal du châssis de bogie (2), caractérisé en ce que les deux essieux d'extrémité (3) sont reliés au châssis de bogie (2) sur leurs unités d'entraînement par respectivement deux bras obliques (1).

2. Bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les essieux montés d'extrémité (3) sont reliés à l'unité d'entraînement de l'essieu monté central (12) par respectivement au moins un bras oscillant transversal (5a,b) et par un bras d'unité d'entraînement (13) disposé en liaison active sur le bras incliné (5a,b) de telle façon que les essieux montés d'extrémité (3) sont couplés avec l'essieu monté central lors d'un mouvement transversal de l'essieu monté central (12) et que ceux-ci sont couplés dans le sens contraire lors d'un mouvement de rotation extérieure des essieux montés d'extrémité (3).

3. Bogie selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bras oscillant transversal (5a,b) est monté en trois dimensions avec le bras d'unité d'entraînement (13).

4. Bogie selon la revendication 3, caractérisé e ce que les essieux (14) des unités d'entraînement des essieux montés (3, 12) sont suspendus par le nez au moyen d'un dispositif de palier d'essieu (7).

5. Bogie selon la revendication 4, caractérisé en ce que les unités d'entraînement comprennent respectivement au moins un système de freinage (8), chaque système de freinage (8) étant disposé directement sur le moteur (6) ou sur le carter de boîte de vitesses (11) et agit sur au moins un disque de roue (10) de l'essieu monté (3, 12) respectif.

6. Bogie selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système de freinage (8) est disposé sur le moteur (6) ou sur le carter de boîte de vitesses (11) au moyen d'un dispositif de retenue (9) disposé entre le moteur (6) ou le carter de boîte de vitesses (11).

7. Bogie selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de freinage (8) est un système de sabot de frein.

8. Bogie selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de freinage (8) est un système de freinage de disque de roue.

Zeichnung