DE19650913A1

DE19650913A1 - Angetriebene Losradachse

Info

Publication number: DE19650913A1
Application number: DE19650913A
Authority: DE
Inventors: Andreas Brinkmann; Thaddaeus Kasprzyk
Original assignee: Sab Wabco BSI Verkehrstechnik Products GmbH
Current assignee: Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
Priority date: 1996-12-07
Filing date: 1996-12-07
Publication date: 1998-06-10
Also published as: ES2154913T3; ATE199078T1; EP0883540B1; DE59702987D1; US5904102A; WO1998024674A1; EP0883540A1; PT883540E

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine angetriebene Losradachse für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Fahrwerke oder Drehgestelle an Niederflurfahrzeugen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der Zeitschrift: Der Nahverkehr, Heft 6/94 Aufsatz "Neues bei Laufwerkskomponenten und gummigefederten Rädern", Abb. 6 und 8 sind nicht-angetriebene, gebremste Lauffahrwerke (Einzel- oder Doppelachsfahrwerke) bekannt, die zur Ermöglichung eines niedrigen Fußbodens auch im Bereich des Fahrwerkes sog. Losradachsen verwenden. Die Losradachse besteht im wesentlichen aus einer gekröpften, nicht rotierenden Achse (Portalachse) mit beidseitigen Achsköpfen mit Achsstummeln, auf denen jeweils ein in der Regel gummigefedertes Losrad gelagert ist. Über eine Primärfederung stützt sich der Fahrwerksrahmen des Fahrwerks auf der Losradachse ab. Zu diesem Zweck weist beispielsweise die Losradachse für die Normalspur am Achskopf an der Radinnenseite zwei bearbeitete Auflageflächen für die Primärfederung auf. Die Losradachsen der vorgenannten Ausführungen sind zwar mit einer Scheibenbremse ausgerüstet, besitzen aber keine Möglichkeit zum Antrieb.

Aus der DE 44 29 889 A1 sind gattungsgemäße, angetriebene Losradachsen an einem Doppelachsfahrwerk für Schienenfahrzeuge bekannt. Eine praktische Ausgestaltung hierzu ist zum Beispiel in der Zeitschrift: Verkehr und Technik, Heft 9/Seite 387 f. in dem Aufsatz "Combino, die modulierbare Niederflurstraßenbahn. . ." dargestellt. Hierbei stützt sich ein Fahrwerksrahmen auf zwei gekröpften Losradachsen (Portalachsen) ab, wobei die die Auflageflächen für die Rahmen und Achsen verbindende Primärfederung sich, an der Innenseite der Räder befinden.

Der Antrieb zur Übertragung des Drehmomentes der Losräder der Losradachsen erfolgt in der Form, daß zwischen dem an der Fahrzeugaußenseite angeordneten, primär abgefederten elektromechanischen Antrieb und dem jeweiligen Losrad eine kardanische Doppelkupplung angeordnet ist, die an der Außenseite des Rades angreift.

Die Ausführung der Losradachsen mit außen am Rad angreifender kardanischer Doppelkupplung und innenliegenden Anschlüssen für die Primärfederung ermöglicht in der Regel z. B. bei normalspurigen Fahrzeugen (Spurweite ca. 1435 mm) die Anordnung eines niederflurigen Mittelganges zwischen den Köpfen der Losradachse mit ausreichender Breite.

Bei Fahrzeugen mit geringerer Spurweite (z. B. für Schmalspurbahnen mit 1000 mm Spurweite), bei denen das Abstandsmaß zwischen den Innenflächen der Räder kleiner ist, wird durch die Anordnung der Auflageflächen für die Primärfederung an der Innenseite des Rades die Breite des Mittelganges des Niederflurwagens zusätzlich in unerwünschter Weise weiter eingeschränkt. Gleiches gilt auch bei z. B. normalspurigen Fahrzeugen, bei denen eine größere Mittelgangbreite gewünscht wird, als dieses durch die vorgenannte Lösung ermöglicht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine angetriebene Losradachse vorzuschlagen, bei der dieses Problem nicht besteht, und außerdem eine zu große Baubreite von Losradachse und Antrieb vermieden wird, um z. B. auch Schmalspur-Fahrzeuge mit gleichzeitig geringer Wagenkastenbreite ohne störenden Überstand der Fahrwerke zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Patentanspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche 2 bis 4 enthalten sinnvolle Ausführungsformen dazu.

Der erfindungsgemäße Vorschlag besteht im wesentlichen darin, daß die Anordnung der Auflageflächen für die Primärfederung und der Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung gegenüber dem Rad vertauscht wird, so daß die Auflageflächen an der Radaußenseite und die Abtriebsebene der Kupplung an der Radinnenseite angeordnet sind. Dieses setzt voraus, daß die gekröpfte Portalachse als Radtragrahmen U-förmig um beide Räder herumgeführt ist, wobei auf den beiden Schenkeln jeweils die Primärfederauflageflächen ausgebildet sind. Die als Kardanwelle ausgebildete Verbindung zwischen Antriebs- und Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung ist durch eine zentrale Öffnung des Rades und der Radtragrahmens geführt.

Da z. B. gegenüber der in DE 44 29 889 A1 beschrieben Anordnung nun die Einbaubreite für die Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung wesentlich kleiner ist als die für den Achskopf des Radtragrahmens (Auflageflächen für die Primärfederung), kann hierdurch der Fahrzeugfußboden verbreitert oder bei Schmalspurfahrzeugen überhaupt erst sinnvoll ermöglicht werden.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn das Rad an der Innenseite des Radtragrahmens auf einem möglichst kurzen Hohl-Achsstummel als Radträger gelagert ist und dieser Radträger entweder direkt oder mittels einer Flanschverbindung mit dem Radtragrahmen verbunden ist. Hierdurch wird eine stabile Konstruktion mit geringer Baubreite erreicht. Die Baubreite wird zusätzlich verringert, wenn die Radscheibe ein Teil der Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung ist.

Je Rad kann ein Erdungskontakt an sich bekannter Ausführung vorgesehen werden. Die Besonderheit besteht nun darin, daß das rotierende Bauteil des Kontaktes direkt in die Kardanwelle integriert ist, während das nicht-rotierende Bauteil über eine Drehmomentstütze, die z. B. gleichzeitig als elektrische Zuleitung dient, mit dem Radtragrahmen verbunden ist. Zwecks Stromführung zum Radreifen sind Strombrücken zwischen dem Rad reifen und dem an der Kardanwelle an der Abtriebsseite ausgebildeten Kupplungsstern vorhanden. Da die Kardantrommel über die Gummipakete der Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung gegenüber der Radscheibe, und die Radscheibe außerdem gegenüber dem Radreifen durch den Gummiring des gummigefederten Rades isoliert ist, kann auf die Verwendung aufwendiger, stromisolierter Radlager verzichtet werden. Durch die beschriebene Gestaltung wird ein Stromdurchgang durch die Wälzlager sicher vermieden.

Neben der in DE 44 29 889 A1 beschriebenen Fahrwerksausführung mit zwei Losradachsen (Doppelachsfahrwerk) und Kopplung der Räder einer Längsseite durch einen längsliegenden Motor mit zwei angeflanschten Kegelradgetrieben sind natürlich auch Ausführungen möglich, bei denen die Längskopplung durch einen querliegenden Motor und ein den Motor und beide Losräder verbindendes Stirnradgetriebe erfolgt. Ebenso sind Einzelachsfahrwerke denkbar, bei denen dann naturgemäß keine Längskopplung gegeben ist, da je Seite nur ein Losrad mit einem Antrieb (Motor oder Motor-Getriebe-Einheit) verbunden ist.

Für die angetriebene Losradachse als Gegenstand der Erfindung ist es daher ohne Bedeutung, wie das Antriebsmoment an der Antriebsseite der kardanischen Doppelkupplung erzeugt wird und ob die Losradachse nun in einem Einzel- oder einem Doppelachsfahrwerk eingesetzt wird.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten drei Figuren beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die angetriebene Losradachse in der Draufsicht,

Fig. 2 teils im waagerechten Schnitt, teils in der Draufsicht die Anordnung der kardanischen Doppelkupplung sowie die Gestaltung des Radträgers für das gummigefederte Rad,

Fig. 3 schematisch in der Draufsicht die Anwendung der erfindungsgemäßen Losradachse in einem Doppelachsfahrwerk für einen Niederflurwagen.

Der U-förmig ausgebildete Radtragrahmen 1 (Portalachse) der Losradachse umfaßt außen die Räder 2. An den beiden Schenkeln des Radtragrahmens sind die Auflageflächen 14 für die Primärfederung ausgebildet.

Auf der Innenseite jedes einzelnen Rades 2 ist die Abtriebsebene 3 der kardanischen Doppelkupplung angeordnet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist direkt an der Radscheibe 7 ein Teil der Abtriebskupplung 3 angeordnet. Antriebsebene 4 und Abtriebsebene 3 der kardanischen Doppelkupplung sind über eine Kardanwelle 5 miteinander verbunden. Diese Kardanwelle 5 ist durch eine Öffnung des Rades 2 und des Radtragrahmens 1 geführt. Die Antriebsseite 4 ist über ein Getrieb 11 mit dem nicht dargestellten auf jeder Seite zwischen den Rädern 2 angeordneten Motor verbunden. Die Antriebs- und die Abtriebsebene 3, 4 der kardanischen Doppelkupplung bestehen in an sich bekannter Weise aus Hohlwellensternen und dazwischen angeordneten Keilpaketen. Das Abtriebszahnrad des Getriebes 11 ist als Hohlwelle ausgebildet. Über die dem Rad abgewandte Seite wird das Antriebsmoment über den mit der Hohlwelle verbundenen Hohlwellenstern auf die Antriebsebene 4 der Hohlwellenkeilpaketkupplung übertragen. Eine durch die Getriebehohlwelle hindurch geführte Kardanwelle 5 leitet das Drehmoment in die Abtriebsebene 3. Diese wiederum besteht aus den gleichen Keilpaketen wie sie in der Antriebsebene 4 verwendet werden und dem mit der Radscheibe 7 verbundenen Radstern.

Das Rad 2 ist an der Innenseite des Radtragrahmens 1 über eine Radlagerung 16 auf einem Hohl-Achsstummel 6 direkt oder mittels einer Flanschverbindung gelagert.

In der Kardanwelle 5 ist der rotierende Teil eines Erdungskontaktes 8 integriert. Der feststehende Teil ist über eine Drehmomentstütze 12, die gleichzeitig auch als Zuleitung dienen kann, mit dem Radtragrahmen verbunden.

Die Stromführung vom Erdungskontakt zum Radreifen 10 erfolgt über Strombrücken 13, die am Kupplungsstern der Kardanwelle 5 befestigt sind.

Durch den Gummiring 9 des gummigefederten Rades sowie durch die Gummielemente der Abtriebsebene 3 der kardanischen Doppelkupplung findet eine wirksame Stromisolierung zwischen Radscheibe und Radtragrahmen statt, so daß auf den Einbau stromisolierter Wälzlager zwischen Radscheibe 7 und dem Hohl-Achsstummel 6 verzichtet werden kann.

Fig. 3 zeigt beispielhaft die Anwendung zweier erfindungsgemäßer Losrad achsen in einem angetriebenen Doppelachsfahrwerk. Je Fahrwerkslängsseite ist dabei eine Antriebseinheit vorhanden, die aus einem Motor 15 und den jeweils beidseitig angeflanschten Kegelradgetrieben 11 besteht. Die Antriebseinheit ist an einem nicht dargestellten Fahrwerksrahmen aufgehängt, der sich wiederum über die Primärfederauflageflächen 14 auf den Radtragrahmen 1 der beiden Losradachsen abstützt.

Bezugszeichenliste

1

Radtragrahmen (Portalachse)

2

Rad

3

Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung

4

Antriebsebene der kardanischen Doppelkupplung

5

Kardanwelle

6

Hohl-Achsstummel

7

Radscheibe

8

Erdungskontakt

9

Gummiring

10

Radreifen

11

Getriebe

12

Drehmomentstütze

13

Strombrücken

14

Auflageflächen für die Primärfederung

15

Motor

16

Radlagerung

Claims

1. Angetriebene Losradachse mit einzeln gelagerten Rädern für Einzel- oder Doppelachsfahrwerke für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Fahrwerke oder Drehgestelle an Niederflurfahrzeugen, wobei auf jeder Fahrwerkslängsseite außen am Fahrwerksrahmen ein Antrieb befestigt ist und der Antrieb über eine kardanische Doppelkupplung mit dem jeweiligen Losrad verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radtragrahmen (1) mit Auflageflächen (14) für die Primärfederung die beiden Räder (2) von außen umgreift, die Abtriebsebene (3) der kardanischen Doppelkupplung an der Radinnenseite und die Antriebsebene (4) der kardanischen Doppelkupplung außerhalb des Radtragrahmens (1) angeordnet ist, und die Kardanwelle (5) als Verbindung zwischen Antriebsebene (4) und Abtriebsebene (3) durch eine zentrale Öffnung des Rades (2) und des Radtragrahmens (1) geführt ist.

2. Angetriebene Losradachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (2) an der Innenseite des Radtragrahmens (1) auf einem Hohl-Achsstummel (6) direkt oder mittels einer Flanschverbindung gelagert ist.

3. Angetriebene Losradachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Radscheibe (7) ein Teil der Abtriebsebene (3) der kardanischen Doppelkupplung ist.

4. Angetriebe Losradachse nach den Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Erdungskontakt (8) in die Kardanwelle (5) integriert ist, über eine Drehmomentstütze (12) zum mit dem Radtragrahmen (1) verbunden ist, daß Strombrücken (13) vom kardanwellenseitigen Kupplungsstern der Abtriebsebene (3) zum Radreifen (10) führen, und daß über die Gummielemente der Abtriebsebene (3) und den Gummiring (9) des Rades (2) eine Stromisolierung stattfindet.