Fahrwerk für Schienenfahrzeug mit lösbarer starrer Verbindung zwischen den Rädern

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein angetriebenes Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere Niederflurstraßenbahnen.

[0002] Bei Schienenfahrzeugen wird die Kopplung von linken und rechten Rädern üblicherweise mittels einer Radsatzachse oder Radsatzwelle durchgeführt.

[0003] Im Stand der Technik sind verschiedene Fahrwerke mit einer starren Verbindung zwischen Rädern offenbart.

[0004] DE 2501134 A1 offenbart ein schnelllaufendes Fahrgestell mit elastischen Rädern. Fig. 2 zeigt eine aus einem Rad und einem Motor bestehende Einheit eines Fahrgestells. An einem Gehäuse des Motors ist ein konisches Teil mittels einer Schraube befestigt. Das konische Teil weist eine zylindrische Bohrung auf, die einen Teil einer Welle umschließt, sodass die Welle in der Nähe des Rades getragen wird.

[0005] DE 102008029206 A1 offenbart ein Fahrwerk mit Schienenlaufrädern, wobei der Antrieb des Fahrwerks einen Elektromotor für das Fahrwerk umfasst. Der Elektromotor ist innerhalb eines Achsrohres einer Fahrwerksachse angeordnet und treibt die mit dem Achsrohr verbundenen Schienenlaufräder an.

[0006] DE 102006044613 A1 offenbart ein Triebfahrwerk, bestehend aus einem Rahmen mit zwei Längsträgern und einem oder zwei Querträgern, an dem/denen Radführungseinheiten mit Antriebseinheiten und Radführungseinheiten ohne Antriebseinheiten über Primärfedern und Schwingenlagerungen am Rahmen angelenkt sind. Die Radführungseinheiten bestehen beispielsweise aus zwei Schwingen, die über ein Drehlager verbunden sind und eine Schwingeneinheit bilden, die mit die Räder tragenden Getriebegehäuse oder die Losräder tragenden Radlagergehäuse verbunden ist.

[0007] EP 1065123 A2 offenbart ein Einzelrad-Lenkfahrgestell mit einer Einzelrad-Antriebseinrichtung jeweils an einem rechten und am linken Fahrgestellrahmen. Eine zylindrische Lenkplatte ist neben einem Außenumfang eines Motorblocks eines Motors und koaxial zum Motorblock angeordnet. Ein Rad ist drehbar auf einer Außenumfangsfläche einer Lenkplatte durch ein Walzenlager gelagert. Die Lenkplatte der rechten Einzelrad-Antriebseinrichtung und die Lenkplatte der linken Einzelrad-Antriebseinrichtung können mit einem Gelenkmechanismus derart miteinander verbunden sein, dass die Lenkdrehwinkel der Lenkplatten identisch sind.

[0008] Durch eine Kopplung von linken und rechten Rädern stellt sich der bekannte Sinuslauf eines Drehgestells oder Fahrwerks ein. Dies ist ein gewünschter Effekt, der in der Geradeaussinusfahrt den einseitigen Radverschleiß reduziert, der allerdings auch in Kurvenfahrten unter bestimmten Voraussetzungen unerwünschte direkte Längs- und indirekte Querschlupfe erzeugt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für dieses Problem anzugeben.

[0009] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Fahrwerk gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere durch ein Fahrwerk nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0010] Nach einer grundlegenden Idee der Erfindung wird zwischen paarweise gegenüberliegenden Rädern, von denen eines auf der rechten Seite des Fahrzeugs angeordnet ist und eines auf der linken Seite des Fahrzeugs angeordnet ist, eine mit einer Kupplung mechanisch lösbare d.h. unterbrechbare, starre Verbindung geschaffen. Die Verbindung verläuft quer zur Fahrtrichtung oder im Wesentlichen quer zur Fahrtrichtung. Durch die Unterbrechung kann das Fahrverhalten des Fahrwerks beeinflusst und gezielt geändert werden. Durch die Unterbrechung, oder die Aufhebung der Unterbrechung, kann das Fahrverhalten des Fahrwerks je nach Situation angepasst werden, wie nachfolgend noch erläutert. Die starre Verbindung kann somit während des Fahrbetriebs, d.h. während der Fahrt des Schienenfahrzeugs, gelöst bzw. unterbrochen sein oder nicht gelöst bzw. nicht unterbrochen sein. Das Fahrwerk und speziell die mechanisch lösbare, starre Verbindung sind so ausgestaltet, dass die Verbindung während des Fahrbetriebs gelöst sein kann oder nicht gelöst sein kann. Im Ergebnis kann der Fahrbetrieb entweder bei nicht gelöster Verbindung oder bei gelöster Verbindung stattfinden und das Fahrzeug ist in beiden Fällen fahrbereit. Insbesondere ist eine nachfolgend noch beschriebene mechanisch unterbrechbare Radsatzachse oder Radsatzwelle oder ein nachfolgend noch beschriebener mechanisch unterbrechbarer Träger so ausgestaltet, dass sie/er während des Fahrbetriebs unterbrochen sein kann oder nicht unterbrochen sein kann. Das Lösen, oder das Wiederherstellen, der Verbindung kann während der Fahrt erfolgen oder während des Stillstands des Fahrzeugs.

[0011] Eine Idee dieser Erfindung ist, dass die Verbindung zwischen den Rädern in Blickrichtung von oben oder von unten auf das Fahrwerk zwischen den Rädern, insbesondere zwischen den Radscheiben, angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Verbindung auch in Blickrichtung von vorn oder von hinten (Blickrichtung in Richtung der Fahrzeuglängsachse) zwischen den Rädern, insbesondere zwischen den Radscheiben, angeordnet.

[0012] Die Verbindung kann drehende Elemente beider Räder miteinander verbinden und mit den Rädern mitdrehen. Die Verbindung kann zur Übertragung eines Drehmoments eingerichtet sein oder kein Drehmoment übertragen. Die Verbindung kann sich ferner mit den Rädern mitdrehen oder nicht. Die Verbindung kann ganz oder teilweise feststehend oder ganz oder teilweise mit den Rädern mitdrehend ausgestaltet sein. In die Verbindung können bekannte Fahrwerks- oder Drehgestellelemente, wie Achsen, Lager, (Achs)Schwingen, Träger, Motorengehäuse und dergleichen mit einbezogen sein. Die Verbindung ist so ausgestaltet, dass sie an einer Stelle oder an mehreren Stellen mechanisch unterbrochen werden kann, nämlich durch eine oder mehrere Kupplungen. All die genannten Merkmale sind in beliebiger Kombination miteinander kombinierbar.

[0013] Angegeben wird insbesondere ein Fahrwerk eines Schienenfahrzeuges, aufweisend quer zur Fahrtrichtung einander paarweise gegenüber liegende Räder, quer zur Fahrtrichtung einander paarweise gegenüber liegende Motoren, welche die Räder antreiben und jeweils einen Rotor und vorzugsweise jeweils ein Gehäuse aufweisen, wobei das Fahrwerk eine mechanisch lösbare, starre Verbindung aufweist, die zwischen den beiden Rädern angeordnet ist, wobei die Verbindung eine mechanisch unterbrechbare Radsatzachse oder Radsatzwelle oder ein mechanisch unterbrechbarer Träger, insbesondere ein Querträger, ist, und wobei das Fahrwerk eine Kupplung aufweist, mit der die starre Verbindung mechanisch lösbar ist.

[0014] Durch die mechanisch lösbare Verbindung oder spezielle Ausführungsformen, die weiter unten detailliert beschrieben werden, werden insbesondere die folgenden Vorteile erzielt:

• Ist die zwischen beiden Rädern angeordnete starre Verbindung geschlossen, kann das Verhalten einer Achse bzw. die Wirkung einer Achse, insbesondere einer Portalachse, bei den Fahreigenschaften erreicht werden, z.B. bezüglich Spurstabilität. Das Fahrverhalten eines Achsradsatzes bedeutet einen geringeren Rad- und Schienenverschleiß durch Sinuslaufverhalten insbesondere auf gerader Strecke sowie in großen Bögen, die bei Ausnutzung der Spurkranzkonizitäten schlupfreduziert befahren werden können. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass an der Achse kein Drehzahlunterschied für die Dauer der geschlossenen starren Verbindung auftreten kann und das Verhalten einer starren Radsatzachse oder -welle erreicht wird. Wird die Verbindung gelöst, so wird diese Wirkung aufgehoben, d.h. die starre Verbindung wird aufgehoben, so dass das Fahrverhalten des Fahrwerks je nach Situation angepasst werden kann. Drehzahlunterschiede der Räder sind bei gelöster Verbindung möglich und es kann beispielsweise ein geringer Rad- und Schienenverschleiß in engen Bögen erreicht werden.
• Ist die starre Verbindung beispielsweise eine Radsatzwelle oder eine Radsatzachse, so kann zwischen dem Verhalten eines Fahrwerks mit Radsatzachse oder Radsatzwelle (wenn die Verbindung hergestellt ist) oder dem Verhalten eines Losradfahrwerks (wenn die Verbindung gelöst ist) gewählt werden. Ein Vorteil eines Losradantriebes ist die Verringerung von Längs- in Kombination mit Querschlupfzuständen an der Rad-Schiene-Schnittstelle in engen Bögen, die zu Kurvenquietschen und Verschleiß führen.

[0015] Das Fahrwerk ist an verschiedenste Streckengegebenheiten und an ein gewünschtes Fahrverhalten anpassbar. Wie erwähnt, kann die Verbindung eine Radsatzachse oder eine Radsatzwelle sein. Ein weiteres Beispiel ist ein Träger, der quer zur Fahrtrichtung angeordnet ist, an dessen Enden die Räder angeordnet sind und der beispielsweise zwei Längsträger eines Fahrwerks verbindet. Ein solcher Träger wird auch als "Portalachse" bezeichnet. Die Räder können beispielsweise an Längsträgern oder in Längsrichtung von einem Drehgestell hervorstehenden Schwingen gelagert sein und die Portalachse kann die Räder miteinander verbinden.

[0016] Die starre Verbindung ist durch eine oder mehrere Kupplungen mechanisch unterbrechbar. Die Kupplung kann an verschiedenen Stellen angeordnet sein. Beispielsweise kann sie an einem oder beiden Enden einer Radsatzachse oder Radsatzwelle oder eines Trägers angeordnet sein. Eine Kupplung kann auch innerhalb einer Radsatzachse, einer Radsatzwelle, eines Trägers oder einer Portalachse angeordnet sein, wobei in diesem Fall die Achse, die Welle, der Träger oder die Portalachse aufgeteilt ist in Teilachsen, Teilwellen, Teilträger oder Teilportale.

[0017] Die mechanisch lösbare starre Verbindung kann auch als mechanisch unterbrechbares Verbindungselement bezeichnet werden. Die mechanische Unterbrechung kann in Bezug auf einen Kraftschluss, der bei Unterbrechung unterbrochen wird, steuer- und regelbar ausgeführt werden.

[0018] Unter einen Losrad wird in der vorliegenden Erfindung ein Rad verstanden, dessen Drehbewegung nicht an die Drehbewegung eines anderen Rades gekoppelt ist. Losräder können aber durch eine nicht-mitumlaufende Achse, d.h. eine nicht mit den Rädern mitdrehende Achse, verbunden sein.

[0019] Als Motor können alle aus dem Schienenfahrzeugbetrieb einsetzbaren Motoren Verwendung finden, insbesondere Motoren, die für Niederflurfahrzeuge eingesetzt werden. Einsetzbar sind beispielsweise elektrische Asynchronmotoren, die mit einem Getriebe und Kupplungselementen versehen sein können, um Kraft auf das angetriebene Rad zu übertragen. Bevorzugt ist der Einsatz eines elektrischen Motors mit hohem Stillstandsmoment und hohem Antriebsmoment, wobei ein elektrischer Synchronmotor, insbesondere ein permanent erregter Synchronmotor besonders bevorzugt ist. Solche Motoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hohe Stillstands- und Antriebsmomente erlauben den Wegfall eines Getriebes und weiterer Kupplungselemente und die elektrische Maschine kann direkt mit dem Rad oder der Antriebsachse des Rades verbunden werden. Es kann somit auf den Einsatz eines Getriebes zur Steigerung oder Reduzierung des Antriebsmoments durch unterschiedliche Übersetzungen verzichtet werden. Der Wegfall eines solchen Getriebes bringt Vorteile durch Materialkosten- und Wartungs- und Erhaltungskosteneinsparung. Gegebenenfalls, aber nicht notwendigerweise, kann ein Getriebe zu einem anderen Zweck eingesetzt werden, um Abstände zwischen Motor und Antriebsachse zu überwinden. Die Bauweise optimierter elektrischer Maschinen mit hohen Stillstand- und Antriebsmomenten erlaubt auch einen kompakten Einbauraum, so dass der Antrieb keine Einschränkungen hinsichtlich der Bestuhlung oder der Durchgangsbreiten für den Passagierraum auferlegt.

[0020] Das Fahrwerk kann ein Drehgestell oder Teil eines Drehgestells sein oder es kann auf jede andere bekannte Weise am Untergestell oder Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs befestigt sein.

[0021] In der Erfindung werden zwei spezielle Varianten vorgestellt, die nachfolgend beschrieben sind. Diese Varianten sind mit allen weiteren, danach noch beschriebenen Ausführungsformen kombinierbar.

[0022] In einer speziellen Variante (bezeichnet als Variante 1) der Erfindung weist das Fahrwerk zwei parallel oder im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Träger auf (auch bezeichnet als Längsträger), an denen die Führung und Lagerung der Räder realisiert ist.

[0023] Die Führung und Lagerung der Räder erfolgt vorzugsweise an Schwingen, die mit den Längsträgern verbunden sind. Eine Schwinge ist vorzugsweise an einem Längsträger schwenkbar angelenkt, insbesondere zumindest über eine horizontale und vorzugsweise quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse schwenkbar angelenkt.

[0024] Die Längsträger, und gegebenenfalls die Schwingen, sind rechts und links der Fahrzeuglängsachse angeordnet. Die den Rädern zugeordneten Motoren sind in der Variante 1 auf der Innenseite der Träger oder der Schwingen platziert, d. h. in Richtung der Fahrzeuglängsachse bzw. in Richtung der Fahrzeugmitte mit Abtriebsachse normal zur Fahrzeuglängsachse.

[0025] Bei der Lagerung der Räder wird zwischen einer Innenlagerung und einer Außenlagerung unterschieden. Bei der Innenlagerung ist das Radlager von der Radscheibe aus betrachtet in Richtung der Innenseite, d.h. in Richtung Fahrzeuglängsachse angeordnet. Die Innenlagerung wird beispielsweise bei einer Normalspur angewandt. Bei der Außenlagerung ist das Radlager von der Radscheibe aus betrachtet in Richtung der Außenseite des Fahrzeugs angeordnet.

[0026] Je nach Art der Lagerung der Räder - Innenlagerung z.B. bei Normalspur oder Außenlagerung bei z.B. Meterspur - muss die Momentenübertragung zwischen Motor und Rad sichergestellt werden. Bei Variante 1 und Innenlagerung, siehe beispielsweise Fig. 1, ist der Motor vorzugsweise fest mit der Schwinge verbunden. Das Radlager befindet sich vorzugsweise in der Schwinge. Bei Variante 1 und Außenlagerung, siehe beispielsweise Fig. 5, ist der Motor vorzugsweise auf der Abtriebswelle gelagert, an die auch momentenfest das Rad angebunden ist. Die Abtriebswelle ist vorzugsweise in der Schwinge gelagert. Der Motor, insbesondere dessen Gehäuse, ist dann vorzugsweise über eine Momentenstütze mit der Schwinge verbunden. Die bevorzugte Kinematische Lösung bei der Variante 1 und der Außenlagerung ist somit derart, dass die Motor-Abtriebswelle drehend das Rad antreibt, wobei diese Welle gleichzeitig die Radlagerung darstellt und in der Schwinge gelagert ist. Gleichzeitg wird der Motor mit der Schwinge momentenfest verbunden.

[0027] In einer weiteren Variante (bezeichnet als Variante 2) weist das Fahrwerk Längsträger auf, an die vorzugsweise Schwingen angebunden sind, wie oben angegeben. Im Unterschied zur Variante 1 sind die mit Motoren in die Träger oder in die Schwingen integriert. Die in die Träger oder Schwingen integrierten Motoren dienen gleichzeitig zur Führung und Lagerung des jeweils zugeordneten Rades. Insbesondere schließt in der Variante 2 der Motor mit der Oberfläche des Trägers oder der Oberfläche der Schwinge auf der dem Rad zugewandten Seite bündig ab oder im Wesentlichen bündig ab. Weiterhin bevorzugt schließt in der Variante 2 der Motor mit der Oberfläche des Trägers oder der Oberfläche der Schwinge auf der dem Rad abgewandten Seite bündig ab oder im Wesentlichen bündig ab.

[0028] Der Vorteil dieser beiden vorangehend beschriebenen Varianten 1 und 2 liegt darin, dass unabhängig von Außen- oder Innenlagerung der Räder im Träger oder in den Schwingen auf der Außenseite der Längsträger und der Schwingen jede gewünschte Anordnung und Zusammenstellung von Bremseinrichtungen und Rädern ermöglicht ist, da keine räumliche Beschränkung durch Anordnung von Fahrmotoren und/oder Getrieben auf der Außenseite der Träger oder Schwingen erfolgt. Insbesondere können damit auch beliebig groß und breit bauende Räder, beispielsweise Räder mit gefederten Radreifen, Super-Resilient- oder Scheibenräder verwendet werden.

[0029] In beiden Varianten kann die Schwinge ferner zur primären Abfederung des Rades eingerichtet sein, wie bei Drehgestellen und Fahrwerken bekannt.

[0030] Das erfindungsgemäße Fahrwerk kann für Normal-, Breitspur- wie auch für Schmalspurfahrwerke zur Anwendung kommen, was durch eine geeignete Anordnung von Motoren und Rädern erreicht werden kann. Beispiele dafür sind in den Ausführungsbeispielen angegeben.

[0031] Nachfolgend werden weitere spezielle Ausführungsformen beschrieben, die mit den oben beschriebenen Varianten und Ausführungsformen kombinierbar sind.

[0032] In einer Ausführungsform der Erfindung verbindet die mechanisch lösbare starre Verbindung die Rotoren zweier Motoren, die quer zur Fahrtrichtung einander paarweise gegenüber liegen, miteinander. Insbesondere werden die Wellen bzw. Antriebsachsen der Motoren direkt oder indirekt, z.B. über weitere Wellenteile, miteinander verbunden. Die Verbindung kann eine Radsatzwelle sein, welche mindestens zwei Wellenteile aufweist, die mit einer Kupplung verbunden sind. Am Ort der Kupplung ist die Verbindung lösbar. Die Radsatzwelle kann aus zwei Halbwellen zusammengesetzt sein, die mittels der Kupplung aneinander gekoppelt sind. Die beiden Wellenteile bzw. die beiden Halbwellen können identisch sein mit den Rotorwellen der beiden Motoren. Es ist beispielsweise denkbar, die Rotorwellen beider Motoren nach innen, in Richtung Fahrzeugmitte, zu verlängern und sie vorzugsweise an ihren Stirnseiten über eine Kupplung aneinander zu kuppeln. Es ist auch möglich, eine Teilwelle zwischen den Rotorwellen beider Motoren anzuordnen und jedes stirnseitige Ende dieser Teilwelle jeweils über eine Kupplung mit der benachbarten Rotorwelle zu koppeln. Weitere Varianten, wie beispielsweise die Verlängerung nur einer Rotorwelle in Richtung der anderen Rotorwelle zur Überbrückung des Abstands zwischen den Motoren, sind denkbar. Die Rotorwellen der Motoren und gegebenenfalls weitere Wellenteile sind vorzugsweise axial fluchtend.

[0033] Durch eine gesteuerte oder geregelte direkte oder indirekte Verbindung der Rotorwelle eines Motors mit der Rotorwelle eines gegenüber liegenden Motors können gleiche oder unterschiedliche Antriebsmomente auf die Räder übertragen werden, je nach dem, ob die Verbindung unterbrochen bzw. gelöst ist oder nicht. Dieses wird durch eine Kupplung erreicht, die zwischen den Motoren zweier gegenüber liegender Räder eingesetzt wird. Das Fahrverhalten wird dadurch gezielt und situationsabhängig verändert. Bei geschlossener starrer Verbindung wird das Fahrverhalten eines Achsradsatzes erreicht, was geringeren Rad- und Schienenverschleiß durch Sinuslaufverhalten insbesondere auf gerader Strecke sowie in großen Bögen bedeutet, die bei Ausnutzung der Spurkranzkonizitäten schlupfreduziert befahren werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass an der Achse kein Drehzahlunterschied für die Dauer der geschlossenen starren Verbindung auftreten kann und das Verhalten einer starren Radsatzachse oder -welle erreicht wird. Bei offener Koppelung wird das Fahrverhalten von Losrädern erreicht, was geringen Rad- und Schienenverschleiß in engen Bögen bedeutet. Ein Vorteil eines Losradantriebes ist die Verringerung von Längs- in Kombination mit Querschlupfzuständen an der Rad-Schiene-Schnittstelle in engen Bögen, die zu Kurvenquietschen und Verschleiß führen.

[0034] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist neben der mechanisch lösbaren starren Verbindung in Form einer mit den Rädern mitdrehenden (mitlaufenden) Verbindung auch eine nicht mit den Rädern mitlaufende Verbindung beschrieben, welche die Motoren oder Teile davon miteinander verbindet. Vorzugsweise sind mit der Verbindung nicht umlaufende Teile beider Motoren, insbesondere die Gehäuse der Motoren, miteinander verbindbar. Anders ausgedrückt werden nicht umlaufende Teile, insbesondere Motorengehäuse, in die starre Verbindung einbezogen, wenn man diese Teile als Teil der starren Verbindung betrachtet. Die in die Verbindung einbezogenen Motorteile können als Teile einer mitdrehenden, oder - wenn sie nicht mitdrehend sind - als Teile einer nicht mitdrehenden Achse betrachtet werden.

[0035] Wenn Motorgehäuse in die Verbindung einbezogen sind, sind vorzugsweise die Motoren auf den Innenseiten der Räder in Richtung Fahrzeuglängsachse bzw. Fahrzeugmitte angeordnet, wie in der obigen Variante 1 beschrieben.

[0036] Durch die starre Verbindung der Gehäuse kann bezogen auf die einander gegenüber liegenden Räder das Fahrverhalten einer Portalachse erreicht werden. Die Maschinengehäuse können so ausgelegt werden, dass die gewünschten Steifigkeiten erzielt werden. In dieser Ausführungsform kann auf eine zusätzliche Portalachse verzichtet werden, wodurch zusätzlich zu der vorteilhaften technischen Wirkung auch Kosten-, Masse- und Lebenszykluskosteneinsparungen erzielt werden.

[0037] Im Allgemeinen ist es bei allen Ausführungsformen von mitdrehenden oder nicht-mitdrehenden Verbindungen bevorzugt, dass die mechanisch lösbare starre Verbindung axial fluchtend mit der Drehachse der Räder ist. Insbesondere ist diese Gestaltung bevorzugt, wenn Motoren, insbesondere Motorgehäuse, miteinander verbunden werden, oder wenn Rotoren von Motoren miteinander verbunden werden.

[0038] Bei einer direkten Montage eines Rades an einem Antriebsmotor wird die unabgefederte Masse dieser Einheit erhöht, was die an der Rad-Schiene-Schnittstelle herrschenden Kraft- und Momentenverhältnisse nachteilig beeinflussen kann und einen Nachteil in der Laufgüte bewirken kann. Daher werden in einer Ausführungsform der Erfindung Räder eingesetzt, die eine Radscheibe mit einem integrierten Federelement aufweisen. Beispiele hierfür sind Räder, in deren Radscheibe ein- oder mehrere federnde Elemente integriert sind, insbesondere aus Gummi. Beinhalten die Zusammensetzungen von Radscheibe zu Radreifen ein besonders hohes Maß von Gummielementen sowie vorzugsweise eine besonders vorteilhafte Geometrie und Anordnung dieser Gummielemente, spricht man von so genannten "Super-Resilient"-Rädern. Auch alle ansonsten üblichen, in sich gefederten Räder sind einsetzbar.

[0039] In einer Variante eines Fahrwerks weist das Fahrwerk zwei Räderpaare auf. Insbesondere ist das Fahrwerk ein Drehgestell mit zwei Räderpaaren.

[0040] Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Schienenfahrzeug, insbesondere eine Niederflurstraßenbahn, die ein vorangehend beschriebenes Fahrwerk aufweist, wobei alle allgemeinen und speziellen Ausführungsformen der vorangehenden Beschreibung zum Einsatz kommen können.

[0041] Die Erfindung wird nachfolgend anhand spezieller Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

ein Teil eines Fahrwerks nach dem Stand der Technik in Normalspur mit Innenlagerung der Räder sowie Motoren, die auf der Innenseite von Längsträgern und Schwingen platziert sind;

Fig. 2a, 2b

ein erfindungsgemäßes Beispiel für ein Fahrwerk mit Innenlagerung der Räder in verschiedenen Perspektiven mit innenseitig der Längsträger und Schwingen angeordneten Motoren, wie in Fig. 1, wobei Gehäuse und/oder Rotoren der Motoren miteinander verbindbar sind;

Fig. 3

einen Ausschnitt aus einem Fahrwerk mit Innenlagerung der Räder nach dem Stand der Technik mit einer starren Radsatzachse oder Radsatzwelle, wobei Antriebsmotoren in Schwingen integriert sind;

Fig. 4a, 4b

erfindungsgemäße Fahrwerke mit Innenlagerung der Räder in verschiedenen Perspektiven, wobei eine unterbrechbare Radsatzwelle oder Radsatzachse zwischen den Rädern angeordnet ist und die Antriebsmotoren wie in Fig. 3 in Schwingen integriert sind;

Fig. 5

einen Ausschnitt aus einem Fahrwerk nach dem Stand der Technik in Außenlagerung der Räder, mit schmaler Spurweite, wobei die Motoren auf der Innenseite Schwingen platziert sind;

Fig. 6a, 6b

Ausschnitte aus einem erfindungsgemäßen Fahrwerk in verschiedenen Perspektiven in Außenlagerung/Schmalspur-Ausführung, wobei Motoren auf der Innenseite der Räder angeordnet sind, wobei Gehäuse und/oder Rotoren der Motoren miteinander verbindbar sind;

Fig. 7

einen Ausschnitt aus einem Fahrwerk nach dem Stand der Technik in Außenlagerung/Schmalspurbauweise mit einer starren Radsatzachse und in die Schwingen integrierten Antriebsmotoren; und

Fig. 8a, 8b

Ausschnitte aus einem erfindungsgemäßen Fahrwerk in verschiedenen Ansichten mit einer unterbrechbaren Radsatzachse, in Außenlagerung / Schmalspurausführung mit in die Schwingen integrierten Antriebsmotoren.

[0042] Die Fig. 1, 2a und 2b zeigen in weiten Teilen einen gleichen Aufbau, wobei die Fig. 1 den Stand der Technik und die Fig. 2a und 2b das erfindungsgemäße Beispiel darstellen. Die Fig. 1 zeigt einen Teil eines Drehgestells in einer Ansicht von oben. Die Fig. 2b zeigt die gleiche Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Beispiel und die Fig. 2a zeigt eine Ansicht von vorne. Gezeigt ist jeweils ein Fahrwerk 1, in diesem Fall ein Teil eines Drehgestells, mit quer zur Fahrtrichtung einander paarweise gegenüberliegenden Rädern 2, 3 und quer zur Fahrtrichtung einander paarweise gegenüberliegenden Motoren 4, 5. Innerhalb der Motoren 4, 5 ist nicht sichtbar jeweils ein Rotor angeordnet, der von je einem Gehäuse 6, 7 umschlossen ist. Weiterhin zeigen die Fahrwerke nach erfindungsgemäßen und nicht erfindungsgemäßen Ausführungsformen Längsträger 22, 23 und an die Längsträger angebrachte Schwingen 8, 9. Außenseitig der Räder sind Bremsscheiben 10, 11 mit Bremssätteln 12, 13 angeordnet. Ebenfalls abgebildet sind sowohl bei dem Fahrwerk nach dem Stand der Technik wie bei dem erfindungsgemäßen Fahrwerk jeweils ein Querträger 14, Auflagepunkte für Sekundärfedern 15, 16, und Dämpfer 17, 18. Die Merkmale 10 bis 18 sind auch Bestandteile bei weiteren nicht erfindungsgemäßen und erfindungsgemäßen Fahrwerken, die in den Fig. 3 bis 8 abgebildet sind, und sie werden dort nicht nochmals in Gänze benannt oder beschrieben.

[0043] Im Unterschied zum Fahrwerk nach dem Stand der Technik der Fig. 1 ist bei dem erfindungsgemäßen Fahrwerk der Fig. 2a und 2b eine mechanisch lösbare, starre Verbindung 20 vorgesehen. Die Verbindung 20 verbindet die Stirnseiten der Motorgehäuse 6, 7 miteinander. Die Verbindung 20 ist durch eine Kupplung 21 lösbar, sodass die Motorgehäuse 6, 7 wieder voneinander getrennt werden können, indem die Kupplung betätigt wird. In der gezeigten Ausführungsform der Fig. 2a, 2b drehen die Motorgehäuse 6, 7 nicht mit den Rädern 2, 3 mit und sind auf der Innenseite der Schwingen 8, 9 verschraubt oder anderweitig mit den Schwingen verbunden. Auch die starre Verbindung 20 ist eine nicht mit den Rädern 2, 3 mitdrehende Verbindung. Durch die Motorgehäuse 6, 7 und die starre Verbindung 20 wird eine nicht mitdrehende, starre Achse gebildet. Die Verbindung 20 kann als starre Portalachse oder als Teil einer starren Portalachse, wenn die Gehäuse 6, 7 einbezogen sind, betrachtet werden.

[0044] Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Verbindung 20 eine Verbindung ist, welche nicht nur Gehäuse 6, 7 von Motoren 4, 5 verbindet, sondern auch eine nicht gezeigte mitdrehende Verbindung inkludiert, welche die nicht gezeigten Rotoren der Motoren 4, 5 miteinander verbindet und die durch die Kupplung 21 diese Rotoren entkoppeln kann.

[0045] Die Fig. 3, 4a und 4b zeigen eine weitere Variante eines Fahrwerks aus dem Stand der Technik (Fig. 3) und eines erfindungsgemäßen (Fig. 4a, 4b) Fahrwerks. Bei diesen Fahrwerken sind die Motoren in die Schwingen 8, 9 integriert und daher in den Figuren nicht sichtbar. Es handelt sich um die in der allgemeinen Beschreibung genannte Variante 2 zur Motoranordnung, wogegen die Fig. 1, 2a und 2b die Variante 1 darstellen. In der Fig. 3 sind die Räder 2, 3 durch eine starre mitdrehende Achse 30 verbunden. Bei den erfindungsgemäßen Fahrwerken der Fig. 4a und 4b zeigt die Fig. 4a eine Ansicht von vorne und die Fig. 4b, wie Fig. 3, eine Ansicht von oben. Zwischen den Rädern 2, 3 ist eine Radsatzwelle 20 angeordnet, die die Rotoren (nicht gezeigt) der Motoren (integriert in die Schwingen 8, 9) miteinander verbindet. Die Radsatzwelle 20 stellt somit eine starre Verbindung zwischen den beiden Rädern 2, 3 dar, die Drehmoment überträgt, da sie die Rotoren der Motoren koppelt. Die Verbindung 20 wird mittels einer Kupplung 21 mechanisch unterbrochen. Die Kupplung 21 ist auf der Seite des Rades bzw. auf der Seite des in die Schwinge 8 integrierten Motors angeordnet. Es ist aber ebenso denkbar, die Kupplung 21 mittig anzuordnen und beidseitig der Kupplung, nach rechts und nach links, Wellenteile zu den Motoren zu führen, die wiederum mit den Rotoren der Motoren verbunden sind.

[0046] Die Fig. 5, 6a und 6b sind jeweils direkt mit den Fig. 1, 2a und 2b vergleichbar. Im Unterschied zu den Fig. 1 bis 2 sind bei den Fig. 5 bis 6 die Räder 2, 3 auf der Innenseite von Schwingen 8, 9 angeordnet, wodurch eine schmalere Spur mittels Außenlagerung ermöglicht wird. Die Motoren 4, 5 sind jeweils auf der Innenseite der Räder 2, 3 angeordnet und sind über Momentenstützen 24, 25 mit den Schwingen 8, 9 verbunden. Die Fig. 5 stellt den Stand der Technik dar und ist direkt mit der Fig. 1 vergleichbar und die Fig. 6a und 6b stellen ein erfindungsgemäßes Beispiel aus zwei verschiedenen Perspektiven (von vorne, von oben) eines erfindungsgemäßen Fahrwerks dar. Bei den Fig. 6a und 6b sind die Stirnseiten der Motorgehäuse 6, 7 durch eine Verbindung 20 verbindbar. Die Verbindung 20 ist mit einer Kupplung 21 unterbrechbar.

[0047] Die Fig. 7, 8a und 8b sind direkt mit den Fig. 3, 4a und 4b vergleichbar, wobei die Fig. 7, 8a und 8b ein Schmalspurfahrwerk in Außenlagerung darstellen, bei dem die Räder 2, 3 innenseitig von Schwingen 8, 9 angeordnet sind. In der Fig. 7 ist genauso wie in der Fig. 3 eine starre Radsatzachse 30 zwischen den Rädern 2, 3 angeordnet, wogegen in den erfindungsgemäßen Beispielen der Fig. 8a und 8b zwischen den Rädern 2, 3 eine mit einer Kupplung 21 lösbare Verbindung 20 angeordnet ist. Wie in den Fig. 4a und 4b ist die Verbindung 20 eine mit den Rädern 2, 3 mitdrehende steife Radsatzwelle, welche die Rotoren (nicht gezeigt) der Motoren (in Schwingen 8, 9 integriert, nicht gezeigt) verbindet.

Ansprüche

1. Fahrwerk (1) eines Schienenfahrzeugs, aufweisend
quer zur Fahrtrichtung einander paarweise gegenüberliegende Räder (2,3),
quer zur Fahrtrichtung einander paarweise gegenüberliegende Motoren (4,5), welche die Räder (2,3) antreiben und jeweils einen Rotor aufweisen,
eine mechanisch lösbare, starre Verbindung (20), die zwischen den beiden Rädern (2,3) angeordnet ist, wobei die mechanisch lösbare, starre Verbindung eine mechanisch unterbrechbare Radsatzachse oder Radsatzwelle oder ein mechanisch unterbrechbarer Träger ist,
gekennzeichnet durch
eine Kupplung (21), mit der die starre Verbindung mechanisch lösbar ist.

2. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (20) die Rotoren der Motoren (4,5) miteinander verbindet und als Radsatzwelle ausgestaltet ist.

3. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung eine mit den Rädern mitlaufende oder nicht mit den Rädern (2,3) mitlaufende Radsatzachse (20) ist, welche die Motoren (4,5) oder Teile der Motoren (6,7) miteinander verbindet.

4. Fahrwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung eine nicht mit den Rädern (2,3) mitlaufende Radsatzachse (20), oder ein Teil einer Radsatzachse ist, und die Verbindung Gehäuse (6,7) der Motoren miteinander verbindet.

5. Fahrwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (20) mindestens zwei Verbindungselemente aufweist, die mit der Kupplung (21) verbunden sind.

6. Fahrwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (20) axial fluchtend mit der Drehachse der Räder ist.

7. Fahrwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (2,3) eine Radscheibe mit einem integrierten Federelement aufweisen.

8. Fahrwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, das zwei Räderpaare aufweist.

9. Schienenfahrzeug, insbesondere Niederflurstraßenbahn, aufweisend ein Fahrwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche.

Claims

1. Running gear (1) of a rail vehicle, comprising:

wheels (2, 3) located opposite one another in pairs transversely to the direction of travel;

motors (4, 5) located opposite one another in pairs transversely to the direction of travel, which drive the wheels (2, 3) and each comprise a rotor;

a mechanically releasable, rigid connection (20) arranged between the two wheels (2, 3), the mechanically releasable, rigid connection being a mechanically interruptible wheelset axle or wheelset shaft or a mechanically interruptible carrier,

characterized by

a coupling (21) by way of which the rigid connection can be mechanically released.

2. The running gear according to claim 1, characterized in that the connection (20) connects the rotors of the motors (4, 5) to one another and is designed as a wheelset axle.

3. The running gear according to claim 1, characterized in that the connection is a wheelset axle (20) that follows the wheels or does not follow the wheels (2, 3) and connects the motors (4, 5) or parts of the motors (6,7) to one another.

4. The running gear according to claim 3, characterized in that the connection is a wheelset axle (20), or part of a wheelset axle, that does not follow the wheels (2, 3), and the connection connects housings (6, 7) of the motors to one another.

5. The running gear according to any one of the preceding claims, characterized in that the connection (20) comprises at least two connecting elements that are connected to the coupling (21).

6. The running gear according to any one of the preceding claims, characterized in that the connection (20) is axially aligned with the rotational axis of the wheels.

7. The running gear according to any one of the preceding claims, characterized in that the wheels (2, 3) comprise a wheel disk having an integrated spring element.

8. The running gear according to any one of the preceding claims, comprising two wheel pairs.

9. A rail vehicle, in particular a low-floor streetcar, comprising a running gear according to any one of the preceding claims.

Revendications

1. Châssis (1) d'un véhicule ferroviaire, présentant
des roues (2, 3) se faisant face par paire transversalement au sens de circulation,
des moteurs (4, 5) se faisant face par paire transversalement au sens de circulation, lesquels entraînent les roues (2, 3) et présentent respectivement un rotor,
une liaison (20) fixe, mécaniquement amovible, qui est agencée entre les deux roues (2, 3), dans lequel la liaison fixe, mécaniquement amovible est un arbre d'essieu ou axe d'essieu mécaniquement interruptible ou un support mécaniquement interruptible,
caractérisé par
un couplage (21), avec lequel la liaison fixe est mécaniquement amovible.

2. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison (20) relie l'un à l'autre les rotors des moteurs (4, 5) et est réalisée en tant qu'arbre d'essieu.

3. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison est un axe d'essieu (20) suivant les roues ou ne suivant pas les roues (2, 3), laquelle relie l'un à l'autre les moteurs (4, 5) ou parties des moteurs (6, 7).

4. Châssis selon la revendication 3, caractérisé en ce que la liaison est un axe d'essieu (20) ne suivant pas les roues (2, 3), ou une partie d'un axe d'essieu, et la liaison relie l'un à l'autre le carter (6, 7) des moteurs.

5. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison (20) présente au moins deux éléments de liaison, qui sont reliés au couplage (21).

6. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison (20) est axialement alignée avec l'axe de rotation des roues.

7. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les roues (2, 3) présentent un disque de roue avec un élément ressort intégré.

8. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui présente deux paires de roues.

9. Véhicule ferroviaire, en particulier tramway à plancher surbaissé, présentant un châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes.

Zeichnung