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Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Niederflur-Schienenfahrzeuge. Die Anordnung weist einen Rahmen mit einer Längsachse, mindestens ein Getriebe, mindestens einen Antrieb, senkrecht zur Längsachse angeordnete Radsätze sowie Radsatzlagerungen zur Halterung der Radsätze am Rahmen auf. Die Radsätze sind jeweils aus über eine Radsatzwelle miteinander verbundene Räder ausgebildet. Das Getriebe ist dabei als Verbindung zwischen dem Antrieb und der Radsatzwelle jeweils einseitig auf der Außenseite eines Rades an einem ersten Ende der Radsatzwelle eines Radsatzes angeordnet.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System zur Verbindung eines Getriebes einer vollabgefederten Antriebseinheit mit einer Radsatzwelle für ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Niederflur-Schienenfahrzeuge.
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Das Drehgestell hat die Funktion, die beim Tragen und Führen des Wagenkastens sowie die beim Abbremsen entstehenden Kräfte und Momente vom Wagenkasten auf die Aufstandsflächen der Räder zu übertragen. Der Einsatz von Drehgestellen anstelle von fest montierten Starrachsen beziehungsweise starren Fahrwerken dient der Gewährleistung einer guten Kurvengängigkeit. Die gute Kurvengängigkeit bewirkt günstigere Laufeigenschaften, welche beispielsweise zu einer höheren Sicherheit gegen Entgleisung führen. Der Einsatz von Drehgestellen anstelle von Fahrwerken bewirkt zudem einen geringeren Verschleiß des Rades, insbesondere des Spurkranzes, bei Bogenfahrten.
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Gattungsgemäße Drehgestelle werden beispielsweise als Triebdrehgestell mit zwei Radsätzen ausgebildet, welche jeweils über einen Motor mit Getriebe angetrieben werden. Der Radsatz, bestehend aus zwei Rädern, welche verdrehsteif über eine Radsatzwelle miteinander verbunden sind, trägt und führt das Schienenfahrzeug auf dem Gleis und überträgt die Antriebskräfte und Bremskräfte vom Fahrzeug auf das Gleis.
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Die Radsätze beziehungsweise die Räder können auf unterschiedliche Art und Weise angetrieben werden. Zum Stand der Technik gehören Drehgestelle mit Gelenkrahmen, welche als Antrieb Gestell-Fahrmotoren, Gelenkwellen und achsreitende Getriebe aufweisen. Außerdem sind Hohlwellenantriebe in Verbindung mit Drehgestellrahmen bekannt. Unterschiede bestehen zudem in der Lagerung von Motor und Getriebe beziehungsweise deren Anlenkung am Drehgestellrahmen.
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Aus der
DE 698 17 494 T2 gehen Drehgestelle für Niederflurschienenfahrzeuge hervor. Dabei werden die Antriebsarten für Niederflurfahrzeuge in Drehgestelle mit vier Motoren, wobei jeder Motor ein Einzelrad antreibt, Drehgestelle mit zwei Motoren, wobei ein Motor die Räder eines Schienenstrangs antreibt und Drehgestelle mit Motoren, welche eine Radachse mit zwei Rädern antreiben, unterschieden.
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Die erste Ausführung hat den Vorteil des Einzelradantriebes mit der unabhängigen Drehung der Räder, verursacht aber hohe Kosten. Die Anordnung des Motors zum Antrieb der Räder pro Schienenstrang erfordert einen sehr hohen Platzbedarf in Längsrichtung des Drehgestells. Beide Ausführungen können zudem den Vorteil der Selbst-Stabilisation einer Achse nicht nutzen. Die in der
DE 698 17 494 T2 beschriebenen Antriebe weisen keine Radsatzwellen auf.
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In 1 ist ein normalspurig ausgebildetes Fahrwerk 1' aus dem Stand der Technik dargestellt. Das Fahrwerk 1' weist einen Rahmen 2' mit Radsatzlagerungen zum Haltern der über eine Radsatzwelle 4' miteinander verbundenen Räder 3' auf. Die Getriebe 5' sind als Verbindung zu den Antrieben 7' jeweils einseitig außerhalb eines Rades 3' an einem ersten Ende der Radsatzwelle 4' eines Radsatzes angeordnet. An zu dem ersten Ende distalen zweiten Ende der Radsatzwelle 4' des Radsatzes ist eine Bremsscheibe 8' ausgebildet. Die Bremsscheibe 8' ist von einem Bremssattel 9' einer Scheibenbremse umklammert.
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Die Radsatzwelle 4' ist über biegeelastische Kupplungen 6a', 6b' mit dem Getriebe 5' verbunden. Dabei sind die Kupplung 6a' als innere Kupplung und die Kupplung 6b' als äußere Kupplung ausgebildet. Die innere Kupplung 6a' ist zwischen dem Getriebe 5' und dem Rad 3' angeordnet, während die äußere Kupplung 6b' auf der Außenseite des Getriebes 5' und damit auf der Außenseite des Fahrwerkes 1' ausgebildet ist. Die Begriffe außen und innen sind jeweils auf die Anordnung der Komponenten zueinander in Verbindung mit der Längsachse 10' des Fahrwerks 1' bezogen. Die Längsachse 10' bildet die Mittelachse des Fahrwerks 1' in Längsrichtung, welche auch der Fahrtrichtung entspricht.
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Das Fahrwerk 1' ist zudem innengelagert ausgebildet. Die Räder 3' sind dabei über die Radsatzlager auf der Außenseite des Rahmens 2' angeordnet, das heißt der Rahmen 2' befindet sich innen, zwischen den Rädern 3' eines jeweiligen Radsatzes. Die Räder 3' sind folglich jeweils zwischen dem Rahmen 2' und entweder dem Getriebe 5' beziehungsweise der inneren Kupplung 6a' oder der Bremsscheibe 8' der Scheibenbremse angeordnet. Die Radsatzlager sind herkömmlich für Radsatzwellen 4' mit einem Durchmesser von etwa 100 mm ausgebildet.
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Die Getriebe 5' sind einerseits über die Kupplungen 6a', 6b' jeweils mit einer Radsatzwelle 4' und anderseits jeweils mit einem Antrieb 7' verbunden. Die Antriebe 7' sind als elektrische Motoren 7' ausgebildet. Die vom Motor 7' erzeugten Antriebsdrehmomente werden über das Getriebe 5' und die Kupplungen 6a', 6b' an die Radsatzwelle 4' übertragen. Die Radsatzwelle 4' wird auf Grund der Funktion auch als Antriebswelle bezeichnet.
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Die Motoren 7' sind in ihrer Längsausdehnung in Richtung der Längsachse 10' und damit in Fahrtrichtung ausgerichtet, auf der Außenseite des Fahrwerks 1' zwischen den Rädern 3' zweier unterschiedlicher Radsätze angeordnet. Das Fahrwerk 1' weist die größte Ausdehnung in der Breite, das heißt in senkrechter Richtung zur Längsachse 10' in der waagerechten Ebene, über die Motoren 7' auf.
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Bei dem in 1 dargestellten Fahrwerk 1' beträgt der Abstand A1 zwischen den Längsträgern des Rahmens 2' lediglich rund 1 m. Die innere Breite von 1 m innerhalb des Rahmens 2' genügt lediglich dann für eine ausreichende Durchgangsbreite, wenn das Fahrwerk 1' gegenüber dem oberhalb des Fahrwerks 1' angeordneten Wagenkasten nicht oder nur wenig ausdreht. Derartige Fahrwerke 1' sind als Drehgestelle ungeeignet.
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Bei anderen aus dem Stand der Technik bekannten, innengelagert ausgebildeten Drehgestellen, bei welchen der Rahmen zwischen den Rädern der jeweiligen Radsätze angeordnet ist, sind die Motoren als Antriebe der Radsatzwellen, im Vergleich zum Fahrwerk 1' aus 1, in ihrer Längsausdehnung senkrecht zur Längsachse des Drehgestells und parallel zu den Radsatzwellen ausgerichtet.
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Die von einem Motor erzeugten Antriebsdrehmomente werden ebenso jeweils über ein Getriebe und Kupplungen, welche zwischen dem Getriebe und der Radsatzwelle als äußere und innere Kupplungen ausgebildet sind, an eine Radsatzwelle übertragen. Die innere und die äußere Kupplung sind jeweils auf einer Außenseite des Getriebes angeordnet, wobei die innere Kupplung zwischen dem Getriebe und dem Rad ausgebildet ist.
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Die Motoren sind vom Getriebe aus in Richtung der Längsachse des Drehgestells und oberhalb einer von den Radsatzwellen aufgespannten Ebene angeordnet. Die von den Radsatzwellen aufgespannte Ebene ist in den waagerechten Richtungen ausgerichtet. Die Motoren sind folglich in der vertikalen Richtung oberhalb dieser Ebene und in der Richtung der Längsachse zwischen der Radsatzwelle und dem Drehpunkt des Drehgestells angeordnet. Das Drehgestell weist die größte Ausdehnung in der Breite über die Getriebe auf.
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Infolge der Anordnung der Motoren oberhalb der Radsatzwellen und damit in unmittelbarer Nähe des Bodens des Wagenkastens, sind die vom Motor emittierten Geräusche bei Wagenkästen zur Personenbeförderung im Inneren deutlich hörbar und beeinflussen damit den Fahrkomfort. Zudem ist der Abstand der Motoren zum Drehpunkt des Drehgestells sehr groß, was eine ausreichende Verdrehung des Drehgestells bei Kurvenfahrten behindert und damit eine geringere Sicherheit gegen Entgleisung und einen höheren Verschleiß der Räder bewirkt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Anordnung in einem Drehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere zur Personenbeförderung, welche einem hohen Fahrkomfort genügen und eine maximale Verdrehung des Drehgestells bei Kurvenfahrten ermöglichen soll, um zudem eine maximale Sicherheit gegen Entgleisung und einen minimalen Verschleiß der Räder zu bewirken. Die Drehgestelle sollen außerdem einen größtmöglichen Abstand zwischen den Längsträgern des Rahmens als innere Breite beziehungsweise Durchgangsbreite aufweisen, um auch für den Einsatz bei Niederflurfahrzeugen geeignet zu sein. Der mittlere Bereich des Drehgestells soll ausreichend Platz für den niederflurigen Durchgang auch beim Ausdrehen des Drehgestells aufweisen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Anordnung von Komponenten mindestens eines angetriebenen Radsatzes für ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge gelöst. Die Anordnung weist einen Rahmen mit einer Längsachse, mindestens ein Getriebe, mindestens einen Antrieb, Radsätze und Radsatzlagerungen zur Halterung der Radsätze am Rahmen auf. Die Radsätze sind jeweils aus über eine Radsatzwelle miteinander verbundenen Rädern ausgebildet. Die Radsatzwellen sind dabei senkrecht zur Längsachse des Drehgestells ausgerichtet. Das Getriebe ist als Verbindung zwischen dem Antrieb und der Radsatzwelle jeweils einseitig auf der Außenseite eines Rades an einem ersten Ende der Radsatzwelle eines Radsatzes angeordnet.
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Nach der Konzeption der Erfindung ist der Rahmen als außengelagerter Rahmen ausgebildet, sodass die Radsätze mit den Rädern über die Radsatzlagerungen auf einer Innenseite des Rahmens gelagert angeordnet sind.
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Der mindestens eine Antrieb ist in der Längsausdehnung erfindungsgemäß parallel zu den Radsatzwellen ausgerichtet. Da die Längsachse des Rahmens in Fahrtrichtung des Drehgestells und damit senkrecht zu den Achsen der Radsätze angeordnet ist, ist der mindestens eine Antrieb auch senkrecht zur Längsachse des Rahmens ausgerichtet. Bei einer Mehrzahl von Antrieben sind vorteilhaft alle Antriebe parallel zu den Radsatzwellen angeordnet.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Antrieb im Bereich einer von den Radsatzwellen aufgespannten Ebene, insbesondere in der Höhe der von den Radsatzwellen aufgespannten Ebene, angeordnet. Bei einer Mehrzahl von Antrieben befinden sich vorteilhaft alle Antriebe im Bereich, insbesondere in der Höhe, einer von den Radsatzwellen aufgespannten Ebene. Damit bleibt der Raum innerhalb des Drehgestells oberhalb dieser Ebene für mögliche Aufbauten beziehungsweise Ausbildungen eines Wagenkastens frei.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der mindestens eine Antrieb in der Richtung der Längsachse jeweils zwischen den Rädern benachbart angeordneter Radsatzwellen, insbesondere zwischen einer von dem Antrieb angetriebenen Radsatzwelle und einem Drehpunkt des Drehgestells, angeordnet. Bei einer Mehrzahl von Antrieben, insbesondere bei einer Anzahl von zwei Antrieben und zwei angetriebenen Radsatzwellen, befinden sich die Antriebe in der Richtung der Längsachse bevorzugt jeweils zwischen der angetriebenen Radsatzwelle und dem Drehpunkt des Drehgestells. Die Antriebe sind dabei möglichst nahe am Drehpunkt des Drehgestells angeordnet, was sich vorteilhaft auf die Möglichkeit der Verdrehung, beispielsweise bei Kurvendurchfahrten, auswirkt.
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Die Antriebe sind bevorzugt als elektrische Motoren ausgebildet. Die Getriebe sind aufgrund geringen Bauraumbedarfes vorteilhaft als schmal bauende Stirnradgetriebe ausgebildet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die auf einer Radsatzwelle angeordneten Räder als innerste, den inneren Bauraum des Drehgestells begrenzende Komponenten des Drehgestells einen Abstand im Bereich von 1,3 m bis 1,4 m aufweisen.
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Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird das Getriebe in Verbindung mit dem Antrieb als Antriebseinheit teilabgefedert ausgebildet und gelagert.
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Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird das Getriebe mit dem Antrieb als Antriebseinheit vollabgefedert ausgebildet, wobei das Getriebe über biegeelastische Kupplungen jeweils mit einer Radsatzwelle und mit einem Antrieb verbunden ist.
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Die Aufgabe wird auch durch ein erfindungsgemäßes System aus Komponenten eines angetriebenen Radsatzes zur Verbindung eines Getriebes einer vollabgefederten Antriebseinheit mit einer Radsatzwelle für ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge gelöst. Das Getriebe und die Radsatzwelle sind über eine Verbindungswelle und Kupplungen miteinander verbunden. Das System weist zudem eine Abtriebswelle des Getriebes auf. Dabei sind eine Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der Verbindungswelle als eine äußere Kupplung und eine Verbindung zwischen der Verbindungswelle und der Radsatzwelle als eine innere Kupplung ausgebildet.
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Die Abtriebswelle des Getriebes ist erfindungsgemäß mit einer in axialer Richtung angeordneten Bohrung als eine Hohlwelle ausgebildet. Die Verbindungswelle ist koaxial innerhalb der Abtriebswelle angeordnet. Die Verbindungswelle ist dabei mit einem Bereich der Außenseite in der Bohrung der Abtriebswelle aufgenommen. Dabei sind der äußere Durchmesser der Verbindungswelle und der innere Durchmesser der Bohrung der Abtriebswelle derart gestaltet, dass im Bereich der Bohrung der Abtriebswelle eine starre Verbindung zwischen der Abtriebswelle des Getriebes und der Verbindungswelle hergestellt ist. Die äußere Kupplung ist dabei innerhalb des Getriebes angeordnet.
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Nach der Konzeption der Erfindung ist die innere Kupplung im Bereich einer Radsatzlagerung in die Radsatzwelle integriert ausgebildet.
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Mit der Integration der äußeren Kupplung innerhalb des Getriebes und der Integration der inneren Kupplung in der Radsatzwelle im Bereich der Radsatzlagerung wird eine Verbindung einer vollabgefederten Antriebseinheit mit einer Radsatzwelle für wenig Bauraum bereitgestellt.
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Die äußere Kupplung und die innere Kupplung sind vorteilhaft als biegeelastische Kupplungen ausgebildet.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Radsatzwelle an einem zur Antriebseinheit ausgerichteten ersten Ende im Bereich der Radsatzlagerung mit einem erweiterten Durchmesser derart ausgebildet, dass der Durchmesser der Radsatzwelle im Bereich der Radsatzlagerung größer ist als im benachbart angeordneten Bereich eines Rades und/oder im Bereich zwischen auf der Radsatzwelle angeordneten Rädern.
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Der äußere Durchmesser der Radsatzwelle beträgt im Bereich der Radsatzlagerung bevorzugt etwa 240 mm. Dabei liegt im Bereich des erweiterten äußeren Durchmessers der Radsatzwelle vollumfänglich ein an den erweiterten äußeren Durchmesser angepasstes Radsatzlager zur Halterung des Radsatzes an einem Rahmen des Drehgestells an. Das Radsatzlager ist wiederum von einem Gehäuse umschlossen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Radsatzwelle an einem zur Antriebseinheit ausgerichteten ersten Ende im Bereich der Radsatzlagerung eine in Achsrichtung in die Radsatzwelle hineinragende Ausnehmung zur Aufnahme der inneren Kupplung auf.
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Die Ausnehmung ist bevorzugt als Sackloch mit kreiszylindrischer Form mit einem inneren Durchmesser von etwa 190 mm ausgebildet.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die innere Kupplung als eine ballige Zahnkupplung mit einem ersten Kupplungselement und einem zweiten Kupplungselement ausgebildet. Dabei sind das erste Kupplungselement als eine starre Verbindung mit der Radsatzwelle und das zweite Kupplungselement als eine starre Verbindung mit der Verbindungswelle ausgestaltet.
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Die vorteilhafte Ausbildung der Erfindung, insbesondere im Hinblick auf die sehr platzsparende Gestaltung und Anordnung der Komponenten des angetriebenen Radsatzes, ermöglicht die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung oder des erfindungsgemäßen Systems für Niederflur-Schienenfahrzeuge.
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Die erfindungsgemäße Anordnung der Komponenten des angetriebenen Radsatzes und das erfindungsgemäße System aus Komponenten zur Verbindung des Getriebes der vollabgefederten Antriebseinheit mit der Radsatzwelle jeweils für ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge weisen zusammenfassend diverse Vorteile auf:
- - hoher Fahrkomfort, insbesondere im Hinblick auf das Eindringen von vom Antrieb emittierten Störgeräuschen in das Innere eines Wagenkastens, speziell bei Wagen zur Personenbeförderung,
- - maximal mögliche Verdrehung des Drehgestells in Bezug auf den Wagenkasten bei Kurvenfahrten, um eine maximale Sicherheit gegen Entgleisung und einen minimalen Verschleiß der Räder, insbesondere der Spurkränze, zu bewirken, sowie
- - größtmöglicher Abstand zwischen den Längsträgern des Rahmens des Drehgestells als innere Breite beziehungsweise Durchgangsbreite und damit besondere Eignung für den Einsatz bei Niederflur-Schienenfahrzeugen, wobei der mittlere Bereich des Drehgestells ausreichend Platz für den niederflurigen Durchgang auch beim Ausdrehen des Drehgestells aufweist.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
- 1: Fahrwerk mit innengelagerten Radsätzen aus dem Stand der Technik,
- 2: Anordnung von Radsätzen, Radsatzlagerungen, Antrieben und Getrieben in einem Drehgestell sowie
- 3: System zur Verbindung einer Radsatzwelle und einem Getriebe.
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2 zeigt eine Anordnung 11 von Getrieben 5, Antrieben 7, Radsätzen und Radsatzlagerungen 12 in einem Drehgestell für Schienenfahrzeuge.
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Das Drehgestell weist einen nicht dargestellten Rahmen mit Radsatzlagerungen 12 zum Haltern der jeweils über eine Radsatzwelle 4 miteinander verbundenen Räder 3 auf. Die Getriebe 5 sind als Verbindung zu den Antrieben 7 jeweils einseitig außerhalb eines Rades 3 an einem ersten Ende der Radsatzwelle 4 eines Radsatzes angeordnet. An zu dem ersten Ende distalen zweiten Ende der Radsatzwelle 4 des Radsatzes ist eine Bremsscheibe 8 ausgebildet, welche von einem Bremssattel 9 einer Scheibenbremse teilweise umfasst ist.
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Die Radsatzwelle 4 ist über biegeelastische Kupplungen mit dem Getriebe 5 verbunden.
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Das Drehgestell ist normalspurig oder breitspurig mit außengelagerten Radsätzen und damit als außengelagertes Drehgestell ausgebildet. Die Räder 3 sind dabei über die Radsatzlagerungen 12 auf der Innenseite des Rahmens angeordnet, das heißt der Rahmen und die Radsatzlagerungen 12 befinden sich außen und damit von der Längsachse 10 als Mittelachse des Drehgestells ausgehend, jeweils auf der Außenseite der Räder 3 eines jeweiligen Radsatzes. Die Radsatzlagerungen 12 des Rahmens sind folglich jeweils zwischen dem Rad 3 und entweder dem Getriebe 5 oder der Bremsscheibe 8 der Scheibenbremse angeordnet.
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Die Getriebe 5 sind einerseits über die Kupplungen jeweils mit einer Radsatzwelle 4 und anderseits jeweils mit einem Antrieb 7 verbunden. Die Antriebe 7 sind dabei bevorzugt als elektrische Motoren 7 ausgebildet. Die vom Motor 7 erzeugten Antriebsdrehmomente werden über das Getriebe 5 und die Kupplungen an die Radsatzwelle 4 übertragen.
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Die Motoren 7 sind in ihrer Längsausdehnung senkrecht zur Längsachse 10 des Drehgestells und damit senkrecht zur Fahrtrichtung beziehungsweise senkrecht zum Gleis sowie parallel zu den Radsatzwellen 4 ausgerichtet. Die Motoren 7 sind dabei jeweils vom Getriebe 5 ausgehend, in Richtung der Längsachse 10 und im Bereich der Höhe einer von den Radsatzwellen 4 aufgespannten Ebene angeordnet. Die Achsen der Motoren 7 und die Radsatzwellen 4 können auch in gleicher Höhe, beispielsweise über einer Schienenoberkante, angeordnet sein. Die von den Radsatzwellen 4 aufgespannte Ebene ist in den waagerechten Richtungen ausgerichtet. Die Motoren 7 sind in der Richtung der Längsachse 10 jeweils zwischen den Rädern 3 der beiden Radsätze und zwischen einer Radsatzwelle 4 und dem Drehpunkt 13 des Drehgestells angeordnet.
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Das Drehgestell weist die größte Ausdehnung in der Breite über die Getriebe 5 auf. Da der Antrieb 7 beziehungsweise das Getriebe 5 nicht über eine vorgegebene seitliche Begrenzung des Fahrzeugs hinausragen dürfen, sind die Getriebe 5 vorteilhaft als schmal bauende Stirnradgetriebe ausgebildet.
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Die Motoren 7 weisen einen wesentlich geringeren Abstand zum Drehpunkt 13 des Drehgestells als herkömmliche Drehgestelle auf, was eine ausreichende Verdrehung des Drehgestells bei Kurvenfahrten ermöglicht und damit eine hohe Sicherheit gegen Entgleisung und einen geringen Verschleiß der Räder 3 bewirkt.
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Die Motoren 7 sind in Bezug auf die zur Längsachse 10 hin ausgerichteten Stirnseiten mit einem Abstand A2 von etwa 1 m voneinander angeordnet.
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Der Abstand A3 zwischen den Rädern 3 als innerste Komponenten und damit den Bauraum im Inneren des Drehgestells begrenzend, beträgt etwa 1,3 m bis 1,4 m. Diese innere Breite von etwa 1,3 m bis 1,4 m stellt eine ausreichende Durchgangsbreite, insbesondere für Anwendungen bei Niederflurfahrzeugen, dar, auch in Fällen, bei welchen das Drehgestell gegenüber dem oberhalb des Drehgestells angeordneten Wagenkasten stark ausdreht.
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Die Antriebseinheit, aufweisend das Getriebe 5 und den Motor 7, wird dabei entweder teilabgefedert oder vollabgefedert ausgebildet. Bei der teilabgefederten Ausgestaltung, welche insbesondere einem Tatzlagerantrieb entspricht, ist die Antriebseinheit achsreitend gehaltert angeordnet.
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Bei der vollabgefederten Ausgestaltung ist beiderseits einer Abtriebseinheit des Getriebes 5 je eine biegeelastische Kupplung ausgebildet. Eine derartige Anordnung von Getriebe 5 und Kupplungen benötigt bekanntlich einen großen Bauraum in der Breite. Der Platz zwischen der Radsatzlagerung 12 und der äußeren Begrenzung des Drehgestells ist jedoch beschränkt.
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In 3 ist ein System 14 zur Verbindung einer Radsatzwelle 4 und einem Getriebe 5 in einer vollabgefederten Ausgestaltung dargestellt. Beiderseits der Abtriebseinheit des Getriebes 5 ist je eine biegeelastische Kupplung 6a, 6b angeordnet.
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Die Abtriebseinheit des Getriebes 5 weist eine Abtriebswelle 15 sowie eine Verbindungswelle 16 auf. Die Verbindungswelle 16 stellt dabei die Verbindung zwischen den Kupplungen 6a, 6b her.
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Die Abtriebswelle 15 des Getriebes 5 ist als eine Hohlwelle mit einem inneren Durchmesser beziehungsweise hohlgebohrt ausgebildet. Die Verbindungswelle 16 ist innerhalb der hohlgebohrten Abtriebswelle 15 in Richtung und als Verlängerung der Radsatzwelle 4 koaxial gelagert. Der äußere Durchmesser der Verbindungswelle 16 und der innere Durchmesser der Abtriebswelle 15 sind derart ausgebildet, dass die Kombination aus Abtriebswelle 15 und Verbindungswelle 16 im Bereich der Abtriebswelle 15 die äußere Kupplung 6b zwischen dem Getriebe 5 und der Radsatzwelle 4 darstellen. Die äußere Kupplung 6b ist dabei im Inneren des Getriebes 5, insbesondere des Gehäuses des Getriebes 5, angeordnet und beansprucht keinen zusätzlichen Bauraum auf der Außenseite des Getriebes 5 oder auf der Außenseite des Drehgestells. Das Drehgestell wird auf der Außenseite somit durch das Gehäuse des Getriebes 5 begrenzt.
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Um den vom Getriebe 5 und den Kupplungen 6a, 6b beanspruchten Bauraum weiter zu verringern, wird die zwischen dem Getriebe 5 und dem Rad 3 ausgebildete innere Kupplung 6a im Bereich der Radsatzlagerung 12 in die Radsatzwelle 4 integriert. Dabei wird die Radsatzwelle 4 am ersten Ende, im Bereich der Radsatzlagerung 12 im Durchmesser erweitert, sodass der Durchmesser der Radsatzwelle 4 im Bereich der Radsatzlagerung 12 größer ist als im Bereich des Rades 3 oder im Bereich zwischen den Rädern 3 des Radsatzes. Der äußere Durchmesser der Radsatzwelle 4 beträgt in diesem Bereich bevorzugt 240 mm. Die Vergrößerung der Radsatzlagerung 12 bezüglich des Durchmessers wird durch die Mindestanforderung an die Bodenfreiheit begrenzt.
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Am erweiterten äußeren Durchmesser der Radsatzwelle 4 liegt vollumfänglich das Radsatzlager 12a an, welches von einem Gehäuse 12b umschlossen ist. Die Radsatzlagerung 12 mit dem Radsatzlager 12a und dem Radsatzlagergehäuse 12b ist folglich an die Radsatzwelle 4 mit dem erweiterten Durchmesser angepasst.
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Die Radsatzwelle 4 ist im Bereich des größeren Durchmessers aufgebohrt und weist eine in Achsrichtung in die Radsatzwelle 4 hineinragende Ausnehmung 17 auf. Die als Sackloch ausgebildete Ausnehmung 17 weist eine kreiszylindrische Form mit einem inneren Durchmesser von bevorzugt 190 mm und einem am geschlossenen Ende der Sackbohrung ausgebildeten Einstich auf. Die Ausnehmung 17 dient dabei der Aufnahme der inneren Kupplung 6a.
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Die innere Kupplung 6a ist vorteilhaft als ballige Zahnkupplung mit einem ersten Kupplungselement 18a und einem zweiten Kupplungselement 18b ausgebildet. Das erste Kupplungselement 18a stellt eine starre Verbindung zur Radsatzwelle 4 her, während das zweite Kupplungselement 18b starr mit der Verbindungswelle 16 gekoppelt ist. Infolge der balligen Ausbildung der Zahnkupplung, insbesondere der Außenseite des zweiten Kupplungselementes 18b im Bereich des Eingriffes mit dem ersten Kupplungselement 18a, ist eine Verdrehung der Verbindungswelle 16 und damit des Getriebes 5 in Bezug auf die Radsatzwelle 4 um eine in Richtung der Längsachse des Drehgestells durch die innere Kupplung 6a verlaufende Drehachse möglich.
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Die innere Kupplung 6b wird mittels einer Dichtung 19 zur Umgebung hin abgedichtet.
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Bezugszeichenliste
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- 1'
- Fahrwerk
- 2'
- Rahmen mit Radsatzlagerung
- 3', 3
- Rad
- 4', 4
- Radsatzwelle
- 5', 5
- Getriebe
- 6a', 6a
- innere Kupplung
- 6b', 6b
- äußere Kupplung
- 7', 7
- Antrieb, Motor
- 8', 8
- Bremsscheibe
- 9', 9
- Bremssattel
- 10', 10
- Längsachse
- 11
- Anordnung in einem Drehgestell
- 12
- Radsatzlagerung
- 12a
- Radsatzlager
- 12b
- Radsatzlagergehäuse
- 13
- Drehpunkt des Drehgestells
- 14
- System zur Verbindung von Radsatzwelle 4 und Getriebe 5
- 15
- Abtriebswelle des Getriebes 5
- 16
- Verbindungswelle zwischen den Kupplungen 6a, 6b
- 17
- Ausnehmung
- 18a
- erstes Kupplungselement der inneren Kupplung 6a
- 18b
- zweites Kupplungselement der inneren Kupplung 6a
- 19
- Dichtung
- A1
- Abstand zwischen Längsträgern
- A2
- kleinster Abstand zwischen Antrieben 7
- A3
- Abstand zwischen Rädern
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 69817494 T2 [0006, 0007]