AT514374A1 - Fahrwerksrahmen für ein Schienenfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrwerksrahmen für ein Schienenfahrzeug mit zumindest zwei Lagerböcken (13) für die Lagerung einer Drehstabfeder (3) eines Wankstabilisators. Um eine Vergrößerung der Bauhöhe durch eine am Wankstabilisator gelagerte Drehstabfeder zu vermeiden, ist vorgesehen, dass Öffnungen in den Längsträgern (8) des Fahrwerksrahmens vorgesehen sind, welche eine Drehstabfeder (3) aufnehmen können, wenn sie in den Lagerböcken (13) gelagert ist.

Description

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Fahrwerkstahmen für ein Sehienenfahrzeüg 5 Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Fahrwerksrahmen für ein Schienenfahrzeug mit zumindest zwei Lagerböcken für die Lagerung einer Drehstabfeder eines.: Wänkstabilisatörs, 10

Der Wankstabilisator steht mit zwei unterschiedlichen Fahrzeugteilen des. Schienenfahrzeugs in Verbindung,: der eine Fahr zeug teil ist in. der Regel: das: Lauf- oder Fahrwerk in Form eines: Fahrwerksrahmens, etwa ein Drehgestell bzw. der 15 Drehgesteilrahmen, der andere: Fahrzeugteil ist der

Wagenkasten. Ein Sehienenfahrzeug. verfügt in der Regel Über zumindest zwei Lauf- oder Fahrwerke.

Der als Drehstab ausgebildete Wankstabilisator umfasst im 20 gegenständlichen Fall neben der - im montierten Zustand -quer zur Fahrzeuglangsriehtung am Fahrwerksrahmen angeordneten Drehstabfeder (Torsionswelle) an dieser zu beiden Seiten der Fahrzeuglängsachse drehfest angebrachte Hebei, je eine Zug-Druckstange für jeden Hebel, wobei jeder 25: Hebel gelenkig mit einem Ende der Zug-Drucks fange verbunden ist und diese mit ihrem anderen Ende mit; dem Wagenkasten gelenkig verbunden ist..

Die Legerböcke dienen zur Aufnahme von Axial- und Querkräften 30 der Drehstabfeder, damit die Achse der Drehstabfeder in ihrer Soll-Position verbleibt und nur eine Drehung um ihre Achse aus führen kann. 35 stand der Technik

Bei S^chienenfährzeugen - aber auch bei anderen Fahrzeugen -ist der Wagenkasten in der Regel gegenüber den Radeinheiten, 2/16 2 201301399 beispielsweise: Radpaarοn oder Radsätzen, über eine öder mehrere Federstufen federnd gelagert. Die bei Bogenfahrt au ft. re Lende, quer zur Fahrbewegung und damit quer zur Fahrzeuglängsachse: wirkende Zentrifugalbeschleunigung bedingt 5 wegen des vergleichsweise hoch liegenden Schwerpunkts des

WagonkasLens die Tendenz des Wagenkastens, sich gegenüber den Radeinheiten nach boqenaußen zu neigen, mithin also eine

Wankbewegung 11111 01πο zu r Fahrzeuglängsachse parallele

Wankachse auszuführen. So.l.che Wankbewegungen sind oberhalb IQ: bestimmter Grenzwerte zum einen dem Fahrkomfort abträglich.

Zum anderen bringen sie die Gefahr einer Verletzung des zulässigen Liehtraumprofils sowie im Hinblick auf die Fntgiei sunqssichorhoit; unzulässiger einseitiger Radentlastungen mit sich. 15

Um dies zu verhindern, werden in der Regel

WahkstütZeinfichtungen in Form sogenannter Wankst.abilisaLoren eingesetzt. Deren Au fqabe ist es, der Wankbewegung des iagenkastens einen Widerstand entgegenzusetzen, um sie zu 20 mindern,: während die Hub- und Tauchbewegungen des

Wagenkastens gegenüber den Radeinheiten, also: dem Fahrwerk, nicht behindert werden sollen. Solche Wankst.abi lisatoren sind in verschiedenen hydraulisch oder rein mechanisch wirkenden .Ausführungen bekannt. Häufig kommt eine sich quer zur 2.5: Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Drehstäbfoder (Torsionswelle) zum Einsatz, wie sie beispielsweise aus der ER 1 0:75 4 07 Bl, der DE 24 21 874: Al oder der EP 1 974 151 Bl bekannt ist. 30: Auf dieser Drehstabfeder sitzen zu beiden Seiten der

Fahrzeuglängsachse drehtest angebrachte Hebel, die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken* Diese Hebel sind wiederum mit Lenkern oder dergleichen verbunden, welche kinematisch parallel zu den Federeinrichtungen des Fahrzeugs angeordnet 35 sind:. Beim Einfedern der Federeinrichtungen des Fahrzeugs: werden die auf der Drehstabfeder sitzenden Hebel über die mit ihnen verbundenen Lenker in eine Drehbewegung versetzt. Kommt es bei der Bogenfahrt zu einer Wankbewegung mit 3/16 3 201301399 unterschiedlichen Federwegen der Federeinrichtüngen auf den beiden Seifen des Fahrzeugs, ergeben sich hieraus unterschiedliche Drehwinkel der auf der Drehstabfeder sitzenden Hebel. Die Drehstabfeder wird demgemäß: mit einem 5 Torsionsmoment beaufschlagt, welches sie - je: nach ihrer Torsionssteifigkeit - bei einem bestimmten Torsionswinkel durch ein aus ihrer elastischen Verformung resultierendes Gegenmoment ausgleicht und so eine: weitere: Wankbewegung verhindert. Dabei kann bei mit Drehgestellen ausgestatteten IQ: Schienenfahrzeugen die Wankstützeinriehtung sowohl für die

Sekundärfederstufe vorgesehen sein, d. h, zwischen einem Fahrwerksrahmen und dem Wagenkasten wirken. Ebenso:: kann die Wankstützeinrichtung auch in der Primärstufe eingesetzt werden, d. h. zwischen den Radeinheiten und einem 15 Fahrwerksrahmen oder - bei fehlender Sekundärfederung - einem Wagenkasten wirken.

Der Wankstabilisator ist sowohl für Einzelrad-Laufwerke als auch für einachsige, d.. h. nur einen einzelnen Radsatz 20 aufweisende Laufwerke: und auch für Drehgestelle vorgesehen.

Ai s Lauf- oder Fahrwerk: wird der Teil eines Sch.i cnenfahrzeuqs bezeichnet, mit dem das Fahrzeug auf den Schienen fährt und geführt wird. Als: Drehgestell wird ein Laufwerk mit zwei oder mehr in einem Rahmen angoordneten Radsätzen bezeichnet. Zu 25: den Baugruppen eines Drehgestells gehören Unter anderem die

Primärfederung und gegebenenfalls eine Sekundärfederung. Als l’r i.mä r Federung wird die Federung zwischen dem Drehgestellrahmen und den Radsätzen bezeichnet. Die Sekundärfederung dient bei Drehgestellen mit zweistufiger 30 Federung als zweite Federungsstufe zum Abfedern des Fahrzeugkastens gegenüber dem Drehgestellrahmen.

Wenn die Drehstabfeder am Fahrwerksrahmen gelagert ist, so ist sie in der Regel oberhalb oder unterhalb des 35 Fahrwerksrahmens: angeordnet. Bei Verwendung einer

Luftfederung als Sekundärfederung würden deren Abmessungen und: deren Bewegung eine Anordnung der Drehstabfeder unter dem Fahrwerksrahmen erfordern. Dies ist allerdings in manchen 4/16 4 201301399 Fällen aufgrund der Bauhöne des Längsträgers des Fahrwerksrahmens oder der Möglichkeit der Demontage des Antriebs des Schienenfahrzeugs nach unten nicht möglich. 5

Darstellung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrwerksrahmen zur Verfügung zu stellen, bei dem sich trotz IQ: einer an ihm gelagerten Drehstabfeder eines Wankstabil i sators die Bauhöhe nicht erhöht.

Diese Aufgabe wird durch einen Fahrwerks rahmen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. 'Vorteilhafte 15 Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.

Dazu sind Öffnungen (im :Sinne: von Ausschnitten) in den Längstragern des Fahrwerksrahmens vorgesehen, welche eine 20 Drehstabfeder aufnehmen können, wenn sie in den Lagerböcken gelagert, ist:· Dadurch,, dass die Drehstabfeder dann durch den Fahrwerksrahmen durchgeführt und daher in diesen integriert ist, befindet sich die Drehstabfeder innerhalb der Bauhöhe· des Fa h rwe r k s r a hmen s. 25

Der Fahrwerksrahmen ist meist durch miteinander verbundene Längs- und Querträger gebildet....

In einer besonderen Äusführungsfoxm: ist ein Rohr vorgesehen, 30 das durch die Öffnungen in den. Längsträgern des

Fahrwerksrähmens in den Fahrzeugrahmen eingeschoben ist und luft- und wasserdicht mit dem Fahrzeugrahmen verbunden i sL und einen gegenüber dem inneren des Fahrwe rks rahmens abgeschlossenen Hohlraum zur Aufnahme einer in den 35 Lagerböcken gelagerten Drehstabfeder bildet.

Dadurch, dass das Rohr für die Drehstabfeder durch den Fahrwerksrahmen durchgeführt und daher in diesen integriert 5/16 5 2Q1301399 ist, befindet sieh das Rohr .innerhalb der Baühöhe des: Fahrwerksrahmens und erhöht diese nicht.

Die luft-: und wasserdichte: Anbindung des Rohres an den 5 Fahrzeugrahmen, etwa mitteis Dichtschweißung, verhindert den Zutritt von Sauerstoff und Feuchtigkeit in das Innere des Fahrwerkrahmens,, sodass eine Korrosion des Fahrzeugrahmens von innen her verhindert wird. IQ: Um jedenfalls die Zugänglichkeit des Fahrwerksrahmens von unten, etwa zur Demontage eines am Fuhrwerk: angebrachten Antriebs, zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass das Rohr innerhalb eines als Hohlprofil ausgebildeten Querträgers des Fahrzeugrahmens angeordnet ist. Bas Rohr ist also in 15 diesem Fall nicht etwa neben einem Querträger angeordnet, was - ähnlich einem weiteren „Querträger" - den freien Querschnitt des Fahrzeugrahmens blockieren Und möglicher Weise den Zugriff auf einen am Fahrzeugrahmen angeordneten Antrieb von unten behindern, würde, sondern im Querträger und 20 damit vollständig innerhalb der Außenabmessungen des Querträgers.

Ein Hohlprofil im Sinne der Erfindung wird in der Regel ein Stahlrohr mit kreisrundem, quadratischem, ovalem oder änderet 25: Querschnitt sein, dessen Wand aus Stahl besteht.

Um einerseits eine gute Lagerung des Rohres im Fahrzeugrahmen sicherzustellen und andererseits eine gute: Abdichtung des Fahrzeugrahmens zu gewährleisten, kann vorgesehen sein:, dass 30: das Rohr die beiden Längsträger vollständig durchdringt und an der - in axialer Richtung des Rohres gesehen - jeweils äußersten Begrenzungswand der Bähgsträger luft- und wasserdicht mit der äußersten Begrenzungswand verbunden, insbesc n d e re v e r sch weiß 11 i s t.:

Die Längsträger können ebenfalls als Hohlprofil ausgebildet sein mit einem oder mehreren Stegen normal zur Längsachse des Rohres und einem Ober- und Untergurt parallel zur Längsachse 6/16 35 6 201301399 des Rohres. Mehrere Stege bedingen eine gute Lagerung des: Rohres ·

Am Längsträger kann für jeden Lagerbock eine Lagerkonsole 5 vorgesehen sein,: welche den Lagerbock formschlüssig au frei mmt:. Zusätzlich zu dieser förmschlüssigen Aufnahme wird der Lagerbock meist noch an der Lagerkonsole angeschraubt. Da durch den Formschluss jedoch bereits Kräfte aufgenommen Werden, kann die Verschraubung1 kleiner dimensioniert werden 10 als ohne Formschluss, z.. B> weniger Schrauben oder kürzere bzW'. dünnere Schrauben..:,

Die Lagerkonsole wird in der Rege 1 fix mit dem Längsträger verbunden sein, sie kann im Fall von Längsträgern mit Gber-15 und Untergurt einfach am Ober- und Untergurt des Längsträgers angeschweißt sein.: Dies ergibt eine besonders günstige Krafteinieitung vom Drehstab in den Längsträger. Ober- und Untergurt stehen in diesem Fall über die seitlichen Begrenzungswände des Längsträgers über. 20

Wenn die Drehstabfeder im Fahrwerksrahmen montiert ist, dann ist die Drehstabfeder in den Lagerböcken gelagert und gegebenenfalls vom Rohr umgeben. 25 Die erfindungsmäßige Anordnung ist nicht auf einen

Wankstabi i isat.or pro Fahrwerksrahmen beschränkt, es können je nach Aufbau des Fahrwerksrahmens in diesem weitere Einrichtungen zur Aufnahme von Drehstabfedern vorgesehen sein, sowohl für erfindungsgemäß im Fahrwerksrahmen 30 integrierte als auch für nicht erfindungsgemäß angeordnete Drehst ab federn,

Kurzbesehreibung der Figuren 35

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Figuren Bezug genommen, aus der 7/16 7 20:1301399 weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen 5 Fahrwerksrahmens:,

Fig. 2 eine Ansicht des Fahrwerksrahmens aus Fig. 1 von oben, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Fahrwerksrahmen gemäß Fig. 1 längs der Drehstabfeder 10:

Ausführung der Erfindung

Fig, 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrwerksrahmens, der aus zwei Längs trägem 8 und zwei 15 Querträgern 1 (siehe dazu Fig. 2) zusammengesetzt ist. Der Längsträger 8 weist einen Qhergurt 6 und einen Untergurt 7 auf, die Enden des Ober- und Untergurts 6, 7 ragen an der Außenseite' Über die Seitenwände des Längsträgers 8 hinaus. Eine Lägerkonsole 5 ist sowohl am Ober- als auch am Untergurt 2:0 6, 7 an den über die Seitenwände hinausragenden Teilen angeschweißt. Die Lagerkonsole 5 weist in diesem Beispiel zwei Stapel aus jeweils mehreren senkrecht und parallel angeordneten Platten auf, wobei zwischen die Stapel der Lagerbock 4 formschlüssig eingeschoben ist. Der Lagerbcck 4; 25 ist mittels Verschraubung 9 gegen ein Herausfallen äüb: der Lägerkonsole 5 gesichert.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Fahrwerksrahmens aus Fig. 1 von oben, wobei aufgrund der Symmetrie nur eine Hälfte des 3Ö: Fahrwerksrahmens bäfgestellt ist. Die Symmetrieachse ist die

Fahrzeuglängsechse x. Der Fahrwerksrahmen ist auch in Querrichtung y im Wesentlichen symmetrisch.

Neben dem Längsträger 8 sind nun auch die beiden Querträger 1 35 zu erkennen, wobei der hier links dargestellte Querträger 1 aufgeschnitten ist, sodass die darin befindliche Prehstabfeder 3 sowie das: - die Drehstabfeder 3 umgebende -Rohr 2 erkennbar sind. Das Rohr 2 endet knapp außerhalb der 8/16 8 201301399 äußersten BegrenzUngswänd des: Längsträgers.: 8 und ist dort im überstehenden Bereich mit der Begrenzungswand des Längsträgers 8 rundum verschweißt, sodasä keine Luft oder Feuchtigkeit zwischen Rohr 2 und der Begrenzungswand in das 5 Innere des Längsträgers 8 eindringen kann. Das Rohr % bildet somit einen gegenüber dem Inneren des: Fährwerksrahmens abgeschlossenen Hohlraum zur .Aufnahme' der Dreh st ab f edier 3. Der Querträger 1 ist ebenfalls dicht mit dem Längsträger 8 verschweißt, nämlich mit der innersten Begrenzungswand des 10 Längsträgers 8.

Die Drehstabfeder 3 ist länger als das Rohr 2 und ist mit ihrem Enbe: im Lagerhoek 4 gelagert, der' .seinerseits von der' Lagerköüsole 5· getragen wird* Zwischen der Begrenzungswand 15 des Längsträgers 8 und dem Lagerbock 4 liegt die

Drehstahfeder 3 frei, hier greift der drehfest angebrachte: Hebel 11 des Wähkstäbilisatörs: an, an welchem wiederum die Gelenke 12 befestigt sind, welche die Hebel mit den hier nicht dargestellten Zug-Druckstangen verbinden., 20

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Fahrwerksrahmen gemäß längs der Drehstahfeder 3, und zwar mit Blick in Richtung der FahrzeugLängsachse x in Fig. 2. Hier ist erkennbar, dass die beiden Längsträger 8 im Wesentlichen 25: kastenförmig Und geschlossen sind Und jeweils aus drei parallelen Stegen bestehen, die durch den Ober-bzw. Untergurt 6, 7 jeweils miteinander verbunden sind. Das Rohr 2 ist durch alle Stege; durchgeführt und am äußersten Steg angeschweißt, sodass Rohr 2: und der äußerste Steg dicht miteinander 30 abschließen* Das Rohr 2 ist formschlüssig in die entsprechenden kreisrunden Öffnungen der einzelnen Stege gesteckt und, wird auch dadurch in seiner Lage: fixiert. 35 BeZugszeichenliste: 1 Querträger des Fahrwerksrahmens 2 Röhr 9/16 9 201301399 3 4 5 6 5 7 8 9 10 11 10 12 13 x y

Drehstabfeder formschlüssige Verbindung zwischen Lagerbock 13 und

Lagerkonsole

Obergurt

Untergurt Längsträger des Fahrwerksrahmens Verschraubung des Lagerbocks 4 Querträger

Hebel des Wankstabilisators Gelenke des Wankstabilisators Lagerbock

Fahrzeuglängsachse (x-Achse)

Querrichtung (y-Achse) 10/16

Claims (8)

10 201301399 1.,. Fährwerksrahmen für ein Schienenfahrzeug mit zumindest zwei Lagerböcken (13) für die Lagerung einer Drehstabfeder (3) eines Wankst.abilisators, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungen in den Längsträgern (8) des Fahrwerksrahmens vorgesehen sind, welche eine Drehstabfeder (3) aufnehmen können, wenn sie in den Lagerböcken (13) gelagert ist,:

2. Fahrwerksrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr (2) vorgesehen ist, das durch die Öffnungen in den Längsträgern (8) des Fahrwerksrahmens: in den Fahrzeugrahmen eingeschoben ist und luft- und wasserdicht mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist und einen gegenüber dem Inneren des Fahrwerksrahmens abgeschlossenen Hohlraum zur Aufnahme einer in den Lagerböcken (131 gelagerten Drehstabfeder (3) bildet.

3. Fahrwerksrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (2 ) innerhalb eines: als: Moh 1 pro f i I ausgebildeten Querträgers (1) des Fahrzeugrahmcns angeordnet ist.

4. Fahrwerksrahmen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (2) die beiden Längsträger (8) vollständig du rehdringt und an der - in axialer 11 2 Ql 3013 99 Richtung des Rohres gesehen ~ jeweils äußersten Begrenzungswand der Iüngsträger (8) luft- und wasserdicht mit der äußersten Begrenzungswand verbunden, insbesondere verschweißt, ist.

5. Fahrwerksrahmen nach einem: der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (8)als Ilohlprofil ausgebildet sind mit einem oder mehreren Stegen normal zur Längsachse des Rohres (2) und einem Ober- und Untergurt (6, 7) parallel zur Längsachse des Rohres (2).

6. Fahrwerksrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: am Längsträger (8) für jeden Lagerbock (13) eine Lagerkonsole (5): vorgesehen ist, welche den Lagerbock (13) formschlüssig aufnimmt.

7. Fahrwerksrahmen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lägerkonsole (5) am Ober- und Untergurt (6, 7) des Längsträgers (8) angeschweißt" ist.

8. Fahrwerksrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit Drehstabfeder (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstabfeder (3) in den Lagerböcken (13) gelagert und gegebenenfalls vom Rohr (2) umgeben ist.