EP0262163B1 - Fahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug - Google Patents
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- EP0262163B1 EP0262163B1 EP87901336A EP87901336A EP0262163B1 EP 0262163 B1 EP0262163 B1 EP 0262163B1 EP 87901336 A EP87901336 A EP 87901336A EP 87901336 A EP87901336 A EP 87901336A EP 0262163 B1 EP0262163 B1 EP 0262163B1
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Definitions
- the present invention relates to a vehicle without a bogie, in particular a rail vehicle, with an independent wheel drive or running gear and with a longitudinally continuous vehicle floor lying below the zenith of the wheels.
- Comfortable entry-level conditions if possible without steps and an associated lower vehicle floor, which should also extend continuously over the entire length of the vehicle, are two constant demands on the comfort features of today's rail vehicles from the user's point of view.
- Vehicles are known whose running gear and running gear are designed as conventional bogies.
- the drive-less bogies are equipped with wheelsets that have a small wheel diameter and, according to EP 0 058 914, allow the vehicle floor to be lowered in this area.
- DE-OS-34 27 723 discloses a bogie with steerable individual wheels which are mounted in pairs on a rigid, continuous axle shaft and can be pivoted about their vertical axis at the wheel contact point.
- the actual control process is carried out by actuators, which receive their impulse from a central computer installed in the vehicle.
- Vehicles are also known which dispense with conventional bogies and whose vehicle bodies are based on single-axle drives according to DE-OS-25 12 008.
- the solution shown has a floor height in the drive area, the level of which is below the wheel diameter.
- This lowering of the vehicle floor is achieved by the specially designed yoke serving as an axle replacement, in which the two individual wheels are mounted.
- the yoke is used to hold the vehicle suspension system.
- the object is achieved with the means mentioned to create a suspension system for a transverse vehicle tilting device, the pivot of which is arranged far above the center of gravity of the vehicle.
- EP-A-0 129 772 is concerned with the problem of the turning transitions between two passenger rail vehicles in order to create a continuously level floor throughout the train for city and subway trains.
- a special construction of the rotary transitions is explained.
- An attempt to make the vehicle floor height in a bogie-free rail vehicle as low as possible and thus more comfortable for the boarding and alighting of the passengers than was previously possible is not undertaken. Therefore, the vehicle floor is always at the same height, a height which is still perceived as too large, especially by people with walking difficulties.
- the present invention aims to provide a bogie-less vehicle, in particular a rail vehicle, with a single wheel drive or running gear and with a longitudinally continuous vehicle floor below the zenith of the wheels, which vehicle, in addition to comfortable entry conditions, also has an extremely low vehicle floor over the entire length of the vehicle.
- This solution preferably makes use of externally mounted single wheels which are guided on a large base by the suspension which is laid upwards and which can be provided with the drive shown.
- the resulting portal trolleys can have driven single-wheel trolleys and / or driveless single-wheel drives of largely identical design and, in conjunction with their carrying and supply unit, allow the construction of a rail vehicle with an extremely low vehicle floor, which is continuous in the longitudinal direction and has a level below the wheel centers.
- a rail vehicle 31 shown in FIG. 1 essentially consists of a portal chassis 6 with a container-like passenger cell 1 or payload cell 1 'hanging underneath.
- the portal undercarriage 6 in turn consists of two driven single wheel undercarriages 2 or two non-driven single wheel undercarriages 2 'or one driven single wheel undercarriage 2 and one non-driven single wheel undercarriage 2! which are connected in their upper area to a carrying and supply unit 3 and as a whole form a self-supporting and movable unit.
- a rail vehicle constructed in this way has an extremely low vehicle floor 21 which extends over the entire length of the vehicle.
- the carrying and supply unit 3 of the portal chassis 6 serves to accommodate all operating resources, such as the drive system, cooler, power and compressed air units, wheel control units, water treatment, etc.
- An end unit 4 can also be provided at both ends of the portal chassis 6, which can be used as an entry point , Driver's cab, toilet or telephone booth.
- the end units 4 in turn can each be equipped with a transition device 5 as a connecting element to the next vehicle.
- FIGS. 2 and 3 show the construction of a gantry undercarriage 6 of the rail vehicle according to the invention in the area of its driven single wheel undercarriages 2 and non-driven single wheel undercarriages 2 '.
- An external storage 8, 8 'of each individual wheel 7 is combined with a driven Individual wheel running gear 2 at an angle gear 9.
- On the angle gear 9 is supported via a primary f fletching 10, a portal frame 13 with its vertical supports 11 and a horizontal yoke 12 from.
- Above the yoke 12 are the two support points of the vehicle body 25, which are designed as secondary suspension 15. In the longitudinal direction of the vehicle, the yoke 12 is articulated on the vehicle body 25 via two trailing arms 14.
- a drive motor 16 is arranged vertically on the portal frame 13 for each individual wheel 7.
- An output shaft 17 of the drive motor 16 is located within the support 11 and is guided through the primary suspension 10 and connected to the pinion of the angular gear 9, axial length compensation for suspension paths being provided.
- the bevel gear 9 is connected to the bevel gear 9 'on the opposite side by means of tie rods 18 passing the individual wheel 7.
- each angular gear 9 and 9 ' is articulated in the longitudinal direction on the vehicle body 25 via a further steering lever 19.
- FIG. 4 shows, as a further embodiment, dispensing with the primary suspension in the left half of the figure, a driven single wheel chassis with a drive motor 16 ′ arranged horizontally in the roof area of the vehicle body 25 Via a further angular gear 20, 20 ′ arranged above the secondary suspension 15, drives the drive shaft 17 passed through the secondary suspension 15 on both sides.
- the drive shaft 17 lies within the vertical support 11 and has an axial length compensation for spring travel. It is also conceivable to arrange a drive motor 16 'in the roof area in the vehicle longitudinal direction and to drive both individual wheels via a differential.
- a drive-free single-wheel drive is largely identical in design.
- the individual wheels 7 are also tracked here by the cross connection with two tie rods 18 to one another and by a steering lever 19 connected to the vehicle body 25.
- FIG. 5 again shows a schematic representation in plan view of the articulation of the two individual wheels 7 by means of the two tie rods 18 with one another and the two steering levers 19 as a connection to the vehicle body 25.
- the vehicle floor 21, which is guided through between the individual wheels 7, can also be clearly seen in this illustration.
- FIG. 6 shows the box-side forced control of a driven single wheel running gear 2 or a driveless single wheel running gear 2 'using the example of a multi-part articulated vehicle.
- Two vehicle parts 23 and 23 ' are connected to each other via a joint 26, 26' with the interposition of a vehicle part 24.
- a box-side forced control of a driven single-wheel drive 2 or a drive-free single-wheel drive 2 'when used under an articulated vehicle which only has the vehicle parts 23 and 24 and in which these are connected to one another by a joint 26 is also conceivable.
- the steerable lever system 27 is arranged on both sides of the vehicle parts 23 and 24 with a fixed point 28 on the driven single-wheel chassis 2 or non-driven single-wheel drive 2 ′.
- FIGS. 7 and 8 show the use of driven independent wheel drives or non-driven independent wheel drives in a double arrangement, as are possible, for example, for long or heavy vehicles because of the permissible wheel load.
- FIG. 7 shows the arrangement of two driven independent wheel drives 2 or non-driven independent wheel drives 2 'using the example of a multi-part articulated vehicle.
- Two vehicle parts 23 and 23 ' are connected to each other via a joint 26, 26' with the interposition of a vehicle part 24.
- Two driven independent wheel drives 2 or two non-driven independent wheel drives 2 ', the two individual wheels 7 of which are each held in a common track holder 22, are located under the vehicle part 24 and are connected to the latter via steering levers 19 arranged on both sides.
- FIG. 8 shows the box-side positive control in the double arrangement of driven single wheel drives 2 or driveless single wheel drives 2 'using the example of a multi-part articulated vehicle.
- Two vehicle parts 23 and 23 ' are connected to each other via a joint 26 and 26' with the interposition of a vehicle part 24.
- Two driven independent wheel drives 2 or non-driven independent wheel drives 2 ', the two individual wheels 7 of which are each held in a common coupling bracket 29 and the two coupling brackets 29 are pivotally connected in a common pivot bearing 30 about the vertical axis, are located under the vehicle part 24.
- connection between the two coupled driven independent wheel drives 2 or the two coupled drive-less independent wheel drives 2 'and the vehicle parts 23, 23' and 24 are each carried out via a handlebar-lever system 27 'which is arranged on both sides in a rotationally symmetrical manner and which connects the two coupled driven independent wheel drives 2 or the two coupled drive-less independent wheel drives 2 'on the one hand with each other and due to its rotationally symmetrical arrangement, this (2,2') connects on the one hand with the vehicle part 23 'and on the other hand with the vehicle part 23.
- the steering geometry of the vehicle parts 23 and 23 ' is transferred to the double arrangement of the driven independent wheel drives 2 or the double arrangement of the non-driven independent wheel drives 2', so that these take a radial setting towards the center of the curve when cornering.
- FIG. 9 shows a portal chassis 6 of a rail vehicle according to FIG. 1, without a passenger or payload cell.
- This consisting essentially of two driven independent wheel drives 2 or two non-driven independent wheel drives 2 ', or each of a driven independent wheel chassis 2 and a non-driven independent wheel chassis 2' in conjunction with a carrying and supply unit 3, forms a self-supporting and movable unit to accommodate a container-like passenger cell 1 or payload cell 1 '.
- Such gantry trolleys allow the construction of a rail vehicle with an extremely low vehicle floor over the entire length of the vehicle by adding two driven single wheel drives or two non-driven single wheel drives, or one driven single wheel drive and one non-driven single wheel drive by means of a carrying and supply unit can form valley chassis, which is able to accommodate an essentially container-like passenger or payload cell and in which the extremely low vehicle floor continues trough-like between the wheels in the area of the portal-like, driven independent wheel drives and non-driven independent wheel drives.
- the support and supply unit of a portal chassis serves to accommodate all operating resources, such as the drive system, cooler, power and compressed air units, wheel control units, water treatment, etc.
- Additional end units can be provided at both ends of the portal chassis, which also have an extremely low vehicle floor and optionally Entry, driver's cab, toilet or telephone booth include and which in turn can be equipped at the front with a transition device as a connecting element to the next vehicle.
- Such a vehicle owes its low noise not only to the radial adjustability of its wheels when cornering, but also the upward arrangement of the engine and other noise in the carrying and supply unit favors an upward sound radiation.
- the concentration of drive and equipment in the support and supply unit, the other roof area of a vehicle, results in a shift in the center of gravity of the vehicle when using portal undercarriages, which is compensated for by the high arrangement of the secondary suspension.
- the extremely low vehicle floor which is a level below the wheel center. points and which is continued trough-shaped in the area of the driven single-wheel undercarriages, as well as the non-driven single-wheel undercarriages, extends over the entire length of the vehicle, makes entrance stairs unnecessary and thus results in a smooth underbody, which has a favorable effect on the air resistance and winter safety of the vehicle.
- the solution according to the invention permits high cornering speeds and is therefore ideally suited for combination with an active or passive cross slope of the vehicle bodies.
- the solution described can also be used for any gauge, for full-length and commuter vehicles, and is also particularly suitable for a lane change operation.
- the mentioned track holder of a driven single wheel undercarriage or a non-driven single wheel drive is designed to be changeable and thus able to adapt to the different track gauges.
- the camber position of the individual wheels can be directed inwards or outwards, the change in the camber also being able to be triggered intentionally by an appropriate design of the angular gear.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein drehgestellloses Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit Einzelradfahr- oder -laufwerk und mit längsdurchgehendem, unterhalb des Zenits der Räder liegendem Fahrzeugboden.
- Bequeme Einstiegsverhältnisse, möglichst ohne Stufen und ein damit verbundener niederer Fahrzeugboden, welcher sich ebenfalls stufenlos über die ganze Fahrzeuglänge erstrecken sollte, sind zwei ständige Forderungen an die Komfortmerkmale heutiger Schienenfahrzeuge aus der Sicht der Benützer.
- Als ein weiteres wesentliches Merkmal ist aus der Sicht des Betreibers das ruhige Laufverhalten eines Schienenfahrzeuges relevant, wobei dieses eng einhergeht mit dem Verschleiss der Rad/ Schiene-Paarung. Insbesondere bei Kurven macht sich Verschleiss in Form des als störend empfundenen Kurvenquitschens bemerkbar.
- Zur Erfüllung dieser Erfordernisse werden gemäss dem Stand der Technik bislang zwei Wege beschritten:
- Es sind Fahrzeuge bekannt, deren Fahr- und Laufwerkt als Drehgestelle herkömmlicher Bauart ausgeführt sind. Hierbei sind die antriebslosen Laufdrehgestelle mit Radsätzen ausgerüstet, die einen kleinen Raddurchmesser aufweisen, und gemäss EP 0 058 914 so eine Absenkung des Fahrzeugbodens in diesem Bereich ermöglichen.
- Als nachteilig muss der Umstand gewertet werden, dass eine Absenkung des Fahrzeugbodens über den angetriebenen Motordrehgestellen nur in Grenzen möglich ist.
- Somit ergeben sich im Fahrzeuginnern zwischen den genannten Bereichen zwangsläufig Höhenunterschiede des Fahrzeugbodens, die mit zusätzlichen Stufen überbrückt werden müssen.
- Bezüglich der Kurvengängigheit von Fahrzeugen, die mit Drehgestellen ausgerüstet sind, wird versucht, durch eine elastische Radsatzführung eine gewisse radiale Einstellung der Radsätze in einem Drehgestell bei Kurvenfahrt zuzulassen. Um diesen Effekt jedoch gezielt zu erreichen, bedient man sich einer der beiden bekannten Betriebsweisen, nämlich der gegenseitigen Selbststeuerung oder der kastenseitigen Zwangssteuerung der Radsätze.
- Als Alternative hierzu ist in der DE-OS-34 27 723 ein Drehgestell mit lenkbaren Einzelrädern offenbart, welche paarweise auf einer starren, durchgehenden Achswelle gelagert sind und sich im Radaufstandspunkt um ihre Vertikalachse schwenken lassen. Der eigentliche Steuerungsvorgang wirdhierbei von Stellgliedern übernommen, die ihen Impuls von einem im Fahrzeug installierten Zentralcomputer erhalten.
- Bei dieser Lösung wird der erhöhte mechanische Aufwand für die lenkbare Lagerung der Einzelräder gefolgt von einem weiteren Aufwand, nämlich demjenigem für die bahntaugliche Ausführung der Steuerung der Einzelräder.
- Die Frage, im wieweit mit dieser Ausführung, die einzig der Lärmminderung und Verschleissreduktion bei Kurvenfahrt dient, auch eine Verbesserung des Einstiegskomforts im eingangs erwähnten Sinne realisiert werden kann, ist nicht Gegenstand der Anmeldung.
- Es sind weiter Fahrzeuge bekannt, die auf Drehgestelle herkömmlicher Bauart verzichten und deren Fahrzeugaufbauten sich gemäss DE-OS-25 12 008 auf einachsigen Laufwerken abstützen.
- Die gezeigte Lösung verfügt im Laufwerksbereich über eine Fussbodenhöhe, dessen Niveau unterhalb des Raddurchmessers liegt.
- Erreicht wird diese Absenkung des Fahrzeugbodens durch das als Achs-Ersatz dienende, speziell ausgebildete Joch, in welchem die beiden Einzelräder gelagert sind. Ausserdem dient das Joch zur Aufnahme der hochliegenden Fahrzeugfederung.
- Im vorliegenden Fall wird mit den genannten Mitteln die Aufgabe gelöst, ein Aufhängesystem für eine Fahrzeug-Querneigeeinrichtung zu schaffen, deren Drehpol weit über dem Fahrzeugschwerpunkt angeordnet ist.
- Einzelrad-Laufwerke mit unabhängig voneinander, auf getrennten Radachsen rotierenden Rädern, die zum Zwecke einer idealen Radialeinstellung bei Kurvenfahrt horizontal schwenkbar sind, werden in der EP 0 135877 und DE-OS-34 09 103 gezeigt, wobei auch eine Doppelanordnung dieser Losrad-Laufwerke gemäss DE-OS-33 42 968 bekannt ist.
- Obwohl sich vom System her mit den gezeigten Lösungen die Richtkräfte bei Kurvenfahrt und damit der Verschleiss und die Geräuschentwicklung an der Rad/Schiene-Paarung erheblich reduzieren lassen, besteht das nicht unerhebliche Problem des Kippmomentes der Losrad-Lagerung auf seiner kleinen Basis.
- Die EP-A-0 129 772 befasst sich mit dem Problem der Drehübergänge zwischen zwei Personenschienenfahrzeugen, um bei Stadt- und Untergrundbahnen einen durch den ganzen Zug durchgehend gleichhohen, stufenlosen Boden zu schaffen. Um diesen Durchgang von einem Ende zum anderen zu schaffen, ist eine besondere Konstruktion der Drehübergänge erläutert. Ein Versuch, die Fahrzeugbodenhöhe in einem drehgestelllosen Schienenfahrzeug möglichst noch tiefer und damit für den Ein- und Ausstieg der Passagiere bequemer zu gestalten, als dies bisher möglich war, wird nicht unternommen. Daher ist wohl der Fahrzeugboden durchgehend auf gleicher Höhe, eine Höhe, welche aber immer noch, insbesondere von gehbehinderten Personen, als zu gross empfunden wird.
- Das Verlangen nach bequemerem Ein- und Ausstieg der Passagiere war daher das einer Lösung harrende Problem, welches diese EP-A nicht lösen konnte, da die Schwingträger quer unter dem Fahrzeugboden angeordnet, ein Tieferlegen des Bodens unter die bisherigen Normalhöhen, ohne Inkaufnahme ausschlaggebender Mängel, wie sie eingehend auch in der EP-A-0 129 772 erläutert sind, nicht erlaubten.
- Ausgehend von dieser EP-A-0129 772 bezweckt die vorliegende Erfindung die Schaffung eines drehgestellosen Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges, mit Einzelradfahr-oder -laufwerk und mit längsdurchgehendem, unterhalb des Zenits der Räder liegendem Fahrzeugboden, welches Fahrzeug ausser bequemen Einstiegsverhältnissen auch einen extrem niederen Fahrzeugboden über die ganze Fahrzeuglänge aufweist.
- Zudem soll es einen guten Geradeauslauf, sowie ein ausgeprägt gutes Kurvenlauf- und Verschleissverhalten besitzen.
- Dies wird erreicht durch ein Fahrzeug gemäss dem Anspruch 1.
- Diese Lösung bedient sich vorzugsweise aussengelagerter Einzelräder, die auf einer grossen Basis durch die nach oben hin verlegte Federung geführt werden und die mit dem gezeigten Antrieb versehen werden können. Die so entstehenden Portalfahrwerke können angetriebene Einzelradfahrwerke und/oder antreibslose Einzelradlaufwerke weitgehendst identischer Bauart besitzen und erlauben in Verbindung mit ihrer Trag- und Versorgungseinheit den Aufbau eines Schienenfahrzeuges mit einem extrem niederen Fahrzeugboden, welcher in Längsrichtung durchgehend ist und ein Niveau unterhalb der Radmittelpunkte aufweist.
- Diese Lösung eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs mit durchgehend niederem Fahrzeugboden und portalartigen, angetriebenen Einzelradfahrwerken und/oder antriebslosen Einzelradlaufwerken wird beispielsweise anhand der folgenden Figuren erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1 ein Schienenfahrzeug in modularer Bauweise mit Portalfahrwerk
- Fig. 2 einen Schnitt nach Schnittlinie 1-1 der Fig. 1
- Fig. 3 die Draufsicht auf ein Portalfahrwerk gemäss Schnittlinie 11-11 in Figur 2
- Fig. 4 ein Einzelradfahrwerk gemäss Figur 2 (links angetrieben/rechts antriebslos), mit horizontal liegendem Antriebsmotor, ohne Primärstufe
- Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Einzelradfahrwerk mit selbstgeregelten Einzelrädern, in Prinzipdarstellung.
- Fig. 6 eine Draufsicht auf ein Einzelradfahrwerk mit wagenkastenseitiger Zwangssteuerung, in Prinzipdarstellung
- Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Einzelradfahrwerk in Doppelanordnung, in Prinzipdarstellung
- Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Einzelradfahrwerk in Doppelanordnung mit wagenkastenseitiger Zwangssteuerung, in Prinzipdarstellung
- Fig. 9 ein Portalfahrwerk eines Schienenfahrzeugs gemäss Figur 1 ohne Fahrgast-Nutzlastzelle
- Ein in Figur 1 gezeigtes Schienenfahrzeug 31 besteht im wesentlichen aus einem Portalfahrwerk 6 mit einer darunter hängenden containerartigen Fahrgastzelle 1 oder Nutzlastzelle 1'. Das Portalfahrwerk 6 seinerseits besteht aus zwei angetriebenen Einzelradfahrwerken 2 oder aus zwei antriebslosen Einzelradlaufwerken 2' oder aus je einem angetriebenen Einzelradfahrwerk 2 und einem antriebslosen Einzelradlaufwerk 2! die in ihrem oberen Bereich mit einer Trag- und Versorgungseinheit 3 verbunden sind und als Ganzes eine in sich tragende und verfahrbare Einheit bilden. Ein so aufgebautes Schienenfahrzeug weist einen extrem niederen Fahrzeugboden 21 auf, der sich über die ganze Fahrzeuglänge erstreckt. Er liegt auf einem Niveau unterhalb der Radmittelpunkte und ist im Bereich der angetriebenen Einzelradfahrwerke 2 und der antriebslosen Einzelradlaufwerke 2' trogförmig zwischen deren Rädern 7 hindurchgeführt. Die Trag- und Versorgungseinheit 3 des Portalfahrwerkes 6 dient zur Aufnahme sämtlicher Betriebsmittel, wie Antriebsanlage, Kühler, Strom- und Druckluftaggregate, Rad-Steuereinheiten, Wasseraufbereitung etc. An beide Enden des Portalfahrwerks 6 können zusätzlich je eine Endeinheit 4 vorgesehen werden, die wahlweise Einstieg, Führerstand, WC oder Telefonkabine umfassen. Die Endeinheiten 4 können stirnseitig ihrerseits mit je einer Uebergangseinrichtung 5 als verbindendes Element zum nächsten Fahrzeug hin ausgestattet werden.
- Die Figuren 2 und 3 zeigen den Aufbau eines Portalfahrwerks 6 des erfindungsgemässen Schienenfahrzeugs im Bereich ihrer angetriebenen Einzelradfahrwerke 2 und antriebslosen Einzelradlaufwerke 2'. Eine Aussenlagerung 8, 8' eines jeden Einzelrades 7 ist bei einem angetriebenen Einzelradfahrwerk 2 kombiniert mit einem Winkelgetriebe 9. Auf dem Winkelgetriebe 9 stützt sich über eine Primärfederung 10 ein Portalrahmen 13 mit seinen vertikalen Stützen 11 und einem horizontalen Joch 12 ab. Oberhalb vom Joch 12 befinden sich die beiden, als Sekundärfederung 15 ausgeführten Abstützstellen des Fahrzeugkastens 25. In Fahrzeuglängsrichtung ist das Joch 12 über zwei Längslenker 14 am Fahrzeugkasten 25 angelenkt. Pro Einzelrad 7 ist in der angetriebenen Version ein Antriebsmotor 16 vertikal auf dem Portalrahmen 13 angeordnet.
- Eine Abtriebswelle 17 des Antriebsmotors 16 befindet sich innerhalb der Stütze 11 und wird durch die Primärfederung 10 hindurchgeführt und mit dem Ritzel des Winkelgetriebes 9 verbunden, wobei ein achsialer Längenausgleich für Federungswege vorgesehen ist. Das Winkelgetriebe 9 ist über beidseits am Einzelrad 7 vorbeiführender Spurstangen 18 mit dem Winkelgetriebe 9' der gegenüberliegenden Seite verbunden. Ausserdem ist jedes Winkelgetriebe 9 und 9' über einen weiteren Lenkhebel 19 in Längsrichtung am Fahrzeugkasten 25 angelenkt.
- Figur 4 zeigt als weitere Ausbildungsform unter Verzicht-der Primärfederung in der linken Bildhälfte ein angetriebenes Einzelradfahrwerk mit einem horizontal im Dachbereich des Fahrzeugkasten 25 angeordneten Antriebsmotor 16', der über je ein oberhalb der Sekundärfederung 15 angeordnetes, weiteres Winkelgetriebe 20, 20' beidseits die durch die Sekundärfederung 15 hindurchgeführte Antriebswelle 17 antreibt. Die Antriebswelle 17 liegt innerhalb der vertikalen Stütze 11 und besitzt einen achsialen Längenausgleich für Federwege. Es ist auch denkbar, einen Antriebsmotor 16' im Dachbereich in Fahrzeuglängsrichtung anzuordnen und den Antrieb beider Einzelräder über ein Differential auszuführen. In der rechten Bildhälfte ist ein antriebsloses Einzelradlaufwerk weit est gehend identischer Bauart dargestellt. In beiden Fällen erfolgt auch hier die Spurführung der Einzelräder 7 durch die Querverbindung mit zwei Spurstangen 18 untereinander und durch je einen, mit dem Fahrzeugkasten 25 verbundenen Lenkhebel 19.
- Figur 5 zeigt nochmals in schematischer Darstellung in Draufsicht die Anlenkung der beiden Einzelräder 7 mittels den beiden Spurstangen 18 untereinander und den beiden Lenkhebeln 19 als Verbindung zum Fahrzeugkasten 25. Deutlich erkennbar auch in dieser Darstellung ist der zwischen den Einzelrädern 7 trogförmig hindurchgeführte Fahrzeugboden 21.
- Figur 6 zeigt die kastenseitige Zwangssteuerung eines angetriebenen Einzelradfahrwerks 2 oder eines antriebslosen Einzelradlaufwerks 2' am Beispiel eines mehrteiligen, Gelenkfahrzeuges. Zwei Fahrzeugteile 23 und 23' sind über je ein Gelenk 26, 26' unter Zwischenschaltung eines Fahrzeugteils 24 miteinander verbunden. Ein angetriebenes Einzelradfahrwerk 2 oder ein antriebloses Einzelradlaufwerk 2', dessen beide Einzelräder 7 in einem gemeinsamen Spurhalter 22 gefasst sind, befindet sich unter dem Fahrzeugteil 24 und ist mit diesem über beidseits angeordnete Lenkhebel 19 verbunden. Durch ein beidseits an den Fahrzeugteilen 23, 23' und 24 angeordnetes Lenker-Hebel-System 27 mit Festpunkt 28 am Fahrzeugteil 24 wird die Lenkgeometrie der Fahrzeugteile 23 und 23' auf das angetriebene Einzelradfahrwerk 2 oder antriebslose Einzelradlaufwerk 2' übertragen, so dass dieses bei Kurvenfahrt eine radiale Einstellung auf den Kurvenmittelpunkt hin einnimmt.
- Eine kastenseitige Zwangssteuerung eines angetriebenen Einzelradfahrwerks 2 oder eines antriebslosen Einzelradlaufwerks 2' bei der Verwendung unter einem Gelenkfahrzeug, welches nur die Fahrzeugteile 23 und 24 aufweist und bei dem diese durch ein Gelenk 26 miteinander verbunden sind, ist ebenfalls denkbar. In diesem Fall wird das Lenkbar-Hebel-System 27 beidseits an den Fahrzeugteilen 23 und 24 mit Festpunkt 28 am angetriebenen Einzelradfahrwerk 2 bzw. antriebslosen Einzelradlaufwerk 2' angeordnet.
- Figuren 7 und 8 zeigen die Anwendung von angetriebenen Einzelradfahrwerken oder antriebslosen Einzelradlaufwerken in Doppelanordnung, wie sie zum Beispiel für lange oder schwere Fahrzeuge aus Gründen der zulässigen Radlast in Frage kommen.
- Figur 7 zeigt die Anordnung zweier angetriebener Einzelradfahrwerke 2 oder antriebsloser Einzelradlaufwerke 2' am Beispiel eines mehrteiligen Gelenkfahrzeuges. Zwei Fahrzeugteile 23 und 23' sind über je ein Gelenk 26, 26' unter Zwischenschaltung eines Fahrzeugteils 24 miteinander verbunden. Zwei angetriebene Einzelradfahrwerke 2 oder zwei antriebslose Einzelradlaufwerke 2', deren beide Einzelräder 7 jeweils in einem gemeinsamen Spurhalter 22 gefasst sind, befinden sich unter dem Fahrzeugteil 24 und sind mit diesem über je beidseits angeordnete Lenkhebel 19 verbunden.
- Figur 8 zeigt die kastenseitige Zwangssteuerung bei der Doppelanordnung von angetriebenen Einzelradfahrwerken 2 oder antriebslosen Einzelradlaufwerken 2' am Beispiel eines mehrteiligen Gelenkfahrzeuges. Zwei Fahrzeugteile 23 und 23' sind über je ein Gelenk 26 und 26' unter Zwischenschaltung eines Fahrzeugteils 24 miteinander verbunden. Zwei angetriebene Einzelradfahrwerke 2 oder antriebslose Einzelradlaufwerke 2', deren beide Einzelräder 7 jeweils in einem gemeinsamen Koppelbügel 29 gefasst sind und deren beide Koppelbügel 29 in einem gemeinsamen Drehlager 30 um die Vertikalachse schwenkbar verbunden sind, befinden sich unter dem Fahrzeugteil 24. Die Verbindung zwischen den beiden gekoppelten angetriebenen Einzelradfahrwerken 2 oder den beiden gekoppelten antriebslosen Einzelradlaufwerken 2' und den Fahrzeugteilen 23, 23' und 24 erfolgt über je ein beidseits drehsymmetrisch angeordnetes Lenker-Hebel- System 27', welches die beiden gekoppelten angetriebenen Einzelradfahrwerke 2 oder die beiden gekoppelten antriebslosen Einzelradlaufwerke 2' einerseits untereinander und durch seine drehsymmetrische Anordnung, diese (2,2') andererseits einmal mit dem Fahrzeugteil 23' und zum anderen mit dem Fahrzeugteil 23 verbindet.
- Hierdurch wird die Lenkgeometrie der Fahrzeugteile 23 und 23' auf die Doppelanordnung der angetriebenen Einzelradfahrwerke 2 oder die Doppelanordnung der antriebslosen Einzelrad- laufwerke 2' übertragen, sodass diese bei Kurvenfahrt eine radiale Einstellung auf den Kurvenmittelpunkt hin einnehmen.
- Figur 9 zeigt ein Portalfahrwerk 6 eines Schienenfahrzeugs gemäss Figur 1, ohne Fahrgast- bzw. Nutzlastzelle. Dieses, im wesentlichen aus zwei angetriebenen Einzelradfahrwerken 2 oder aus zwei antriebslosen Einzelradlaufwerken 2', oder aus je einem angetriebenen Einzelradfahrwerk 2 und einem antriebslosen Einzelradfahrwerk 2' in Verbindung mit einer Trag- und Versorgungseinheit 3 bestehende Portalfahrwerk 6 bildet eine in sich tragende und verfahrbare Einheit zur Aufnahme einer containerartigen Fahrgastzelle 1 oder Nutzlastzelle 1'.
- Derartige Portalfahrwerke erlauben den Aufbau eines Schienenfahrzeuges mit extrem niederen Fahrzeugboden über die ganze Fahrzeuglänge, indem zwei angetriebene Einzelradfahrwerke oder zwei antriebslose Einzelradlaufwerke, oder ein angetriebenes Einzelradfahrwerk und ein antriebsloses Einzelradlaufwerk mittels einer Trag- und Versorgungseinheit zusammen ein Portalfahrzwerk bilden können, welches eine im Wesentlichen containerartige Fahrgast- oder Nutzlastzelle aufzunehmen in der Lage ist und bei dem sich der extrem niedere Fahrzeugboden auch im Bereich der portalartigen, angetriebenen Einzelradfahrwerke und antriebslosen Einzelrad- laufwerke trogförmig zwischen deren Rädern fortsetzt.
- Die Trag- und Versorgungseinheit eines Portalfahrwerks dient zur Aufnahme sämtlicher Betriebsmittel, wie Antriebsanlage, Kühler, Strom- und Druckluftaggregate, Rad-Steuereinheiten, Wasseraufbereitung etc. An beiden Enden des Portalfahrwerks können zusätzliche Endeinheiten vorgesehen werden, die ebenfalls einen extrem niederen Fahrzeugboden aufweisen und wahlweise Einstieg, Führerstand, WC oder Telefonkabine umfassen und die ihrerseits stirnseitig mit einer Uebergangseinrichtung als verbindendes Element zum nächsten Fahrzeug hin ausgestattet werden können.
- . Mit dem vorgenannten Fahrzeugaufbau lässt sich durch die Verwendung eines Portalfahrwerks mit angetriebenen Einzelradfahrwerken und/oder antriebslosen Einzelradlaufwerken weitgehendst identischer Bauart ein für alle gängigen Fahrzeugkonfigurationen eines, durch Gelenke miteinander verbundenen, aus mehreren Fahrzeugteilen bestehendes Schienenfahrzeug verwirklichen. Ausser bequemen Einstiegsverhältnissen und einem extrem niederen, durchgehenden Fahrzeugboden weisen diese Schienenfahrzeuge mit den im kennzeichnenden Teil genannten Mitteln einen guten Geradeauslauf, sowie ein ausgeprägt gutes Kurvenlauf- und Verschleissverhalten auf.
- Eine ausschliessliche Verwendung von angetriebenen Einzelradfahrwerken an einem derartigen Portalfahrwerk, kommt einem Schienenfahrzeug mit Allachsantrieb gleich und verleiht dem Fahrzeug ein hohes Beschleunigungsvermögen.
- Ein solches Fahrzeug verdankt seine Geräuscharmut nicht nur der radialen Einstellbarkeit seiner Räder bei Kurvenfahrt, sondern auch die nach oben verlegte Anordnung von Motor und sonstigen Lärmerzeugen in die Trag- und Versorgungseinheit begünstigt eine Schallabstrahlung nach oben.
- Durch die Konzentration von Antrieb und Apparaturen in der Trag- und Versorgungseinheit, dem sonstigen Dachbereich eines Fahrzeugs, entsteht bei der Verwendung von Portalfahrwerken eine Verlagerung des Fahrzeugschwerpunktes nach oben, welche durch die hochliegende Anordnung der Sekundärfederung wieder kompensiert wird.
- Der extrem niedere Fahrzeugboden, welcher ein Niveau unterhalb der Radmittelpunkte auf. weist und der im Bereich der angetriebenen Einzelradfahrwerke, sowie der antriebslosen Einzelradlaufwerke trogförmig fortgeführt ist, erstreckt sich über die gesamte Fahrzeuglänge, macht Einstiegstreppen überflüssig und ergibt somit einen glatten Fahrzeugunterboden, was sich günstig auf den Luftwiderstand und die Wintersicherheit des Fahrzeugs auswirkt.
- Die erfindungsgemässe Lösung lässt hohe Kurvengeschwindigkeiten zu und ist daher bestens geeignet für die Kombination mit einer aktiven oder passiven Querneigung der Fahrzeugkästen.
- Eine Anwendung des gezeigten Fahrzeugaufbaus ist auch für Doppelstockfahrzeuge aus Profilgründen denkbar günstig.
- Für bewirtschaftete Züge ist das Zirkulieren von fahrbaren Verkaufswagen im Zug dank des durchgehend ebenen Fahrzeugbodens problemlos.
- Die beschriebene Lösung lässt sich überdies bei jeder Spurweite, für Vollbahn- und Nahverkehrsfahrzeuge anwenden, und eignet sich insbesondere auch für einen Spurwechselbetrieb.
- Für diesen Fall ist der erwähnte Spurhalter eines angetriebenen Einzelradfahrwerks oder eines antriebslosen Einzelradlaufwerks veränderbar ausgeführt und somit in der Lage, sich den verschiedenen Spurweiten anzupassen.
- Hierdurch werden beim Durchfahren einer Spurwechselanlage (=die Stelle, an der die Gleise so verlegt sind, dass sie nahtlos von einer Spurweite auf eine andere übergehen) der Spurhalter entsprechend automatisch verstellt und verriegelt, und die Einzelräder durch einen hochliegenden Drehpunkt, beispielsweise im Bereich der Sekundärfederung, in eine Sturzlage gebracht.
- Die Sturzlage der Einzelräder kann sowohl nach innen oder aussen hin gerichtet sein, wobei die Veränderung des Radsturzes auch gewollt durch eine entsprechende Ausbildung des Winkelgetriebes auslösbar ist.
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wobei diese Elemente, z.B. auswechselbar, miteinander verbunden sind.
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