Die Erfindung betrifft eine kuppelbare Fahrwerkanordnung mit einem biegesteifen Fahrwerkrahmen zum Tragen und Querneigen eines Wagenkastens für schnellfahrende Schienenfahrzeuge.

Mit der WO 87 / 05 873 ist im Stand der Technik ein Niederflur-Schienenfahrzeug bekannt, das aus zwei portalartigen, angetriebenen Einzelradfahrwerken oder zwei antriebslosen Einzelradlaufwerken mit gelenkten Rädern besteht, welche durch eine Trag- und Versorgungseinheit miteinander verbunden sind und als Portalfahrwerk eine in sich tragende und verfahrbare Einheit zur Aufnahme einer containerartigen Fahrgast- oder Nutzlastzelle bilden.

Derartige Portalfahrwerke erlauben einen extrem niederen, über die ganze Fahrzeuglänge eben durchgehenden Fussboden, weisen aber aufgrund der im Trag- und Versorgungsteil untergebrachten Aggregate eine relativ hohe Schwerpunktlage auf, so dass sie sich nicht für die Ausstattung mit einer Querneigeeinrichtung eignen. Die gelenkten Einzelräder sind für kleine Kurvenradien, wie sie bei Strassenbahnen vor¬ kommen, sehr gut geeignet, um die Richtkräfte bei Kurvenfahrt und damit den Verschleiss der Rad-/Schiene-Paarung erheblich zu reduzieren, haben aber bei schnellfahrenden Schienen¬ fahrzeugen das nicht unerhebliche Problem des einseitigen Radanlaufs und des Kippmomentes der Losrad- agerung auf seiner sehr kleinen Basis.

Die WO 91 / 02 673 zeigt zwei lenkbare Einachs-Einzel¬ laufwerke, die durch ein ihre Achsdistanz festlegendes sowie die Antriebs- und Bremskräfte aufnehmendes biegesteifes und

verwindungsweich.es Verbindungsglied, welches der Aufnahme eines niederflurigen Wagenkastens dient, nicht trennbar untereinander verbunden sind.

Eine Kombination der Niederflurigkeit mit der Neigetechnik ist bei dieser Lösung jedoch nicht gegeben.

Dafür sind mit der US - PS 2 893 326 schnellfahrende Schienenfahrzeuge mit Radsatz-Einzelfahrwerken und einstufiger Federung bekannt, auf denen ein quer neigbarer niederfluriger Wagenkasten ruht.

Diese Lösung bezieht sich auf feste, im Betrieb nicht trennbare Zugsgarnituren, bei denen sich ein Wagenkasten einenends auf einem Radsatz-Einzelfahrwerk und anderenends am Laufwerk des vorlaufenden Nachbar-Wagenkastens abstützt, so dass sich jedes Radsatz-Einzelfahrwerk bei Kurvenfahrt automatisch bogenradial einstellt.

Um sich den Nachfrageschwankungen beim Passagieraufkommen entsprechend anpassen zu können, sind für den Betrieb trennbare Einzelfahrzeuge von Vorteil.

Bogenradial einstellbare Radsatz-Einzelfahrwerke, die paarweise unter einem Wagenkasten angeordnet und kupplungsgesteuert kurvenradial einstellbar sind, zeigt schliesslich die CH - PS 329 987.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kuppelbare Fahrwerkanordnung mit einem biegesteifen Fahrwerkrahmen zum Tragen und Querneigen eines Wagenkastens für schnellfahrende Schienenfahrzeuge zu schaffen.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen eines der Ansprüche genannten Merkmale.

Hierzu sind zwei lenkbare Radsatz-Einzelfahrwerke mit einer Direkt-Abfederung versehen, über die sich ein biegesteifer, die beiden Radsatz-Einzelfahrwerke verbindender Fahrwerkrahmen abstützt, der als Trag- und Versorgungsteil für die containerartige Aufnahme eines niederflurigen Wagenkastens ausgebildet ist und zwischen beiden eine Querneigeeinrichtung vorgesehen ist.

Durch die erfindungsgemässe Ausführung wird ein nieder- fluriges Schienenfahrzeug für hohe Fahrgeschwindigkeiten geschaffen, bei dem der Fahrwerkrahmen zusammen mit zwei Radsatz-Einzelfahrwerken eine autonome Einheit bildet. Diese können Bögen mit erhöhter Geschwindigkeit durchfahren, ohne dass dabei die Passagiere erhöhten Fliehkräften oder die Rad- /Schiene-Paarung zu hohen Kräften und erhöhtem Verschleiss ausgesetzt sind.

Dieses Problem ist mit den bislang im Stand der Technik bekannten Mitteln nicht lösbar.

Die Erfindung wird anschliessend anhand einer Zeichnung beispielsweise erläutert sowie deren Wirkung und Funktionsweise beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von zwei miteinander gekuppelten zweiachsigen Schienenfahrzeugen in der Seitenansicht,

Fig. 2 eine schematische Darstellung von zwei miteinander gekuppelten zweiachsigen Schienenfahrzeugen in der Draufsicht, ^•

Fig. 3 eine schematische Darstellung von Fig. 1 und 2 in Stirnansicht,

Fig. 4 eine Ansicht des die beiden Radsatz-Einzelfahrwerke verbindenden Fahrwerkträgers,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer und 6 vorteilhaften Ausbildungsform eines Radsatz- Einzelfahrwerks.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen zwei zweiachsige Schienenfahrzeuge 1, 1' mit Radsatz-Einzelfahrwerken 2, 3, 2', 3', die paarweise einen gemeinsamen Fahrwerkrahmen 4, 4' aufweisen, der sich über eine Direktabfederung 5, 5' auf jedem Radsatz- Einzelfahrwerk 2, 3, 2*, 3 ¹ abstützt. Die Fahrwerkrahmen 4, 4' sind miteinander durch ein trennbares KupplungsSystem 6, 6* verbunden, an dem eine Steuereinrichtung 7, 7* für die kurvenradiale Einstellung der Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' angeordnet ist. Auf den Fahrwerkrahmen 4, 4* ist je ein niederfluriger Wagenkasten 8, 8' vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer aktiven Querneigeeinrichtung 9, 9* abgestützt und mit einer leicht trennbaren Personen- Übergangseinrichtung 10, 10' versehen, die vom KupplungsSystem 6, 6 ¹ geführt und getragen werden kann oder selbsttragend ausgeführt ist.

Je zwei Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' werden durch einen ihre Achsdistanz festlegenden sowie die Antriebs- und Bremskräfte aufnehmenden Fahrwerkrahmen 4, 4' miteinander verbunden. Hierdurch entsteht eine eigenständige, verfahrbare Einheit 11, 11', die untereinander kuppelbar 6, 6' sind und die beispielsweise gegenüber konventionellen Drehgestellen bei der Auslieferung den Vorteil aufweisen, dass sie, an einen Zugsverband angehängt, eigenständig überführt werden können, ohne dass sie auf Transportwaggons verladen werden müssen. Jede verfahrbare Einheit 11, 11' dient der containerartigen Aufnahme eines Wagenkastens 8, 8'. Dieser kann wahlweise selbsttragend oder nicht selbsttragend ausgebildet sein und sich dabei auf mindestens zwei Stellen

am Fahrwerkrahmen 4, 4' abstützen. Der Fahrwerkrahmen 4, 4 ¹ kann auch identisch sein mit dem Untergestell eines Wagenkastens 8, 8'.

Hierzu ist gemäss Figur 4 ein Fahrwerkrahmen 4, 4' in seiner Längsrichtung biegesteif und in Richtung diagonal quer verwindungsweich ausgebildet, so dass er alle Zug- und Druckkräfte in Längs- und Querrichtung aufzunehmen vermag. Er stellt die Trag- und Versorgungseinheit eines Schienenfahrzeuges 1, 1* dar und dient zur Unterbringung sämtlicher Betriebsmittel, wie Antriebsanlage, Strom-, Elektronik- und Druckluftaggregate sowie Klimaanlage und dem Zusatzluftvolumen für die Direktabfederung 5, 5' im Falle der Verwendung von Luftfedern.

Der Fahrwerkrahmen 4, 4' besteht im wesentlichen aus einer langen, eben durchgehenden Grundplatte 18, die im Bereich der Räder (13, 13') der Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' seitlich nach oben hin mit AbStützungen 14, 14' für die Aufnahme der Direktabfederung 5, 5' ausgebildet ist. Die seitlichen AbStützungen 14, 14' sind mit Oeffnungen 15, 15' für die Räder 13, 13* der Einzelrad-Fahrwerke 2, 3, 2', 3' versehen, alternativ sind auch geschlossene Radschutzkästen denkbar. Im Bereich der seitlichen Abstützungen 14, 14' entsteht so ein in Querrichtung u- oder v-förmiger Querschnitt 16, 16', der für die trogartige 17 Hindurchführung eines niederflurigen Fussbodens 12, 12' des Wagenkastens 8, 8' vorgesehen ist. Dabei ragen die seitlichen Abstützungen 14, 14' für die Direktabfederung 5, 5" vorzugsweise in den Raum der Sitzkästen 34, 34' des Wagenkastens 8, 8' hinein. Der Fahrwerkrahmen 4, 4" ist auf beiden Stirnseiten 19, 19" zur Aufnahme des KupplungsSystems 6, 6' ausgebildet.

Zwischen dem Fahrwerkrahmen 4, 4" und dem Wagenkasten 8, 8' ist eine aktive Querneigeeinrichtung 9, 9' angeordnet, die

über ein elektrisch angetriebenes Verstellelement 20 betätigt wird und vorzugsweise als Rollenbahn ausgebildet ist, wobei der Fahrwerkrahmen 4, 4 ¹ die Rollbahn-Segmente 21, 21' und der Wagenkasten 8, 8' die Rollen 22, 22' oder umgekehrt aufnimmt. Denkbar ist auch die Anwendung eines bekannten Seilbahn-Prinzips, bei dem sich die Rollen 22, 22' auf einer annähernd halbkreisförmigen Seilbahn bewegen, oder eine Querneigemechanik mittels Pendelstützen oder Pendelgehängen.

Alternativ kann die aktive Querneigeeinrichtung auch hydraulisch oder pneumatisch ausgeführt sein.

Durch die Anordnung von einem die beiden Radsatz- Einzelfahrwerke 2, 3, 2 ¹ , 3* verbindenden Fahrwerkrahmen 4, 4 ¹ ist es auch möglich, die Querneigung zwischen Fahrwerkrahmen 4, 4' und Wagenkasten 8, 8' mit nur einer Querneigeeinrichtung (9, 9') pro Schienenfahrzeug 1, 1' zu erzeugen. Dabei kann das elektrisch angetriebene Verstellelement (20) am Fahrwerkrahmen 4, 4' an beliebiger Stelle angeordnet sein, vorzugsweise jedoch in der Mitte eines Schienenfahrzeuges 1, 1' oder nahe bei einem der Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3'.

In einer einfacheren Ausbildungsform ist es auch denkbar, den containerartigen Wagenkasten 8, 8' ohne Querneigeeinrichtung 9, 9', lediglich unter Verwendung von dämpfenden Gummi- Metallteil-Elementen oder Hydrolagem bekannter Bauart direkt auf dem Fahwerkrahmen 4, 4' abzustützen.

Dieses rationelle Montageprinzip erlaubt eine rasche Bestückung der verfahrbaren Einheiten 11, 11' mit containerartigen Wagenkasten 8, 8' für die unterschied¬ lichsten Anwendungsfälle.

So können sehr einfache und preiswerte Wagenkasten 8, 8' realisiert werden, die, sobald sie nicht mehr zeitgemäss

sind, durch solche mit einem neuen Design oder einem anderen Anwendungsprofil rasch ersetzt werden können.

Die Fahrwerkrahmen 4, 4' sind untereinander gemäss Figur 2 über ein trennbares Kupplungssystem 6, 6' verbunden, welches die Kupplungslänge Null aufweist. Hierzu ist an jedem Fahrwerkrahmen 4, 4* eine Kupplungshälfte 23, 23* angeordnet, die beispielsweise als trennbare Stangenkupplung oder als automatische Kupplung ausgebildet sein kann. Parallel hierzu ist ein in Querrichtung starres und längs verschiebbares, in sich trennbares Gelenk 24, 24' vorgesehen. Zusätzlich können alle Intercar-Connections, wie Federung und Dämpfung in und um alle Achsen zwischen den Fahrwerkrahmen 4, 4' zweier benachbarter Schienenfahrzeuge 1, l ¹ , aufgenommen werden.

Hierdurch wird den Radsatz-Einzelfahrwerken 2, 3, 2*, 3' der gesamte Querfederweg aufgezwungen, der von der erfindungsgemässen Direktabfederung 5, 5' ausgeführt wird. Durch die Direktabfederung 5, 5' wird jegliche Federung und Dämpfung um und in allen Achsen sowie auch die Ausdreh¬ bewegung infolge Kurvenfahrt bereits zwischen den Radsatz- Einzelfahrwerken 2, 3, 2', 3* und den Fahrwerkrahmen 4, ¹ aufgenommen, so dass zwischen Fahrwerkrahmen 4, 4' und Wagenkasten 8, 8' ausser der Querneigung keine nennenswerten Relativbewegungen mehr auftreten.

Es ist auch denkbar, zwischen Fahrwerkrahmen 4, 4 ¹ und Wagenkasten 8, 8' mehrachsige Federungen vorzusehen, die somit zusätzliche Relativbewegungen ermöglichen. Weiter ist es denkbar, die Fahrwerkrahmen 4, 4' mit einem KupplungsSystem 6, 6* miteinander zu verbinden, welches die Kupplungslänge > 0 aufweist.

Eine auf dem KupplungsSystem 6, 6' abgestützte und die beiden Wagenkasten 8, 8' verbindende Personenübergangseinrichtung 10, 10' kann, da sie, bedingt durch das KupplungsSystem 6,

6', keinerlei Relativbewegungen in horizontaler Querrichtung mehr ausführen muss, mit einer grossen Breite realisiert werden, die annähernd derjenigen des Wagenkastens 8, 8' entspricht, was sich positiv auf den Fahrgastfluss und die Uebersichtlichkeit im Zugsverband auswirkt.

An jeder Kupplungshälfte 23, 23' greift eine Radsatz- Steuerung 25, 25* für die kurvenradiale Einstellung der Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3 ¹ bei Bogenfahrt an. Hierbei wird von der Kupplung 23, 23' in spiegelbildlicher Anordnung je ein Querlenker 26, 26' betätigt, der über einen am Fahrwerkrahmen 4, 4' verschwenkbar angeordneten Winkelhebel 27, 27' via je einem Längslenker 28, 28' auf einen c-förmigen Achslenkerbügel 29, 29' eines Radsatz- Einzelfahrwerks 2, 3, 2', 3' wirkt. Sämtliche Verbindungspunkte der Steuereinrichtung 7, 7* sind mit gummielastischen Lagern ausgeführt, die kardanische Bewegungen zulassen.

Die Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' werden an dem erfindungsgemässen KupplungsSystem 6, 6' geführt, wobei die Steuereinrichtung 7, 7' durch die gezeigte Anordnung der Querlenker 26, 26' in Längsrichtung entkoppelt ist.

Gemäss den Figuren 5 und 6 verfügt jedes Radsatz- Einzelfahrwerk 2, 3, 2', 3' zur Abstύtzung der Fahrwerkrahmen 4, 4', 44, 44* über eine Direktabfederung 5, 5' , die vorzugsweise aus einer an sich bekannten Luftfeder 30, 30' mit einer in Serie oder parallel mit verzögertem Eingriff angeordneten Gummi-Notfeder 31, 31' besteht. Diese einstufige Abfederung des Fahrwerkrahmens 4, 4', 44, 44' ist oberhalb einer jeden Achslagerstelle 32, 32* angeordnet, die sich auf einem jeden Achsschenkelende eines Radsatzes 33, 33' befindet.

Die Direktabfederung 5, 5' ist so ausgebildet, dass von ihr

alle Vertikalbewegungen, aber auch die horizontalen Querbewegungen sowie das Ausdrehen zwischen Radsatz- Einzelfahrwerk 2, 3, 2', 3' und Fahrwerkrahmen 4, 4' infolge Kurvenfahrt übernommen werden können. Hierdurch wirkt sich vorteilig aus, dass die beiden letztgenannten Bewegungsarten zwischen dem Fahrwerkrahmen 4, 4' und dem Wagenkasten 8, 8' sowie auch zwischen den beiden zweiachsigen Schienen¬ fahrzeugen 1, 1' nicht mehr auftreten.

Die beiden Achslagerstellen 32, 32' eines Radsatzes 33, 33' sind über einen c-förmigen Achslenkerbügel 29, 29' miteinander verbunden, der vorzugsweise in sich winkelsteif ausgeführt ist. Hierdurch kann auf eine winkelsteife Ausführung der Achslager verzichtet werden, so dass beliebige ein- oder zweireihige Pendel-, Kegel- oder Zylinder¬ rollenlager zum Einsatz gelangen können.

Der Achslenkerbügel 29, 29* ist an seinen beiden äusseren Enden mit je einer Stabilisatorstange 35, 35' in vertikaler Richtung am Fahrwerkrahmen 4, 4', 44, 44' abgestützt und weist je einen in Längsrichtung annähernd horizontal angeordneten Längslenker 28, 28' auf. Die Längskräfte werden so vom Radsatz 33, 33' über den Achslenkerbügel 29, 29' und die Längslenker 28, 28' übertragen, von den Winkelhebeln 27, 27' umgelenkt und via den Querlenkern 26, 26' auf die Kupplung 6, 6' übertragen. Da von der anderen Seite die Kraft gleich gross und entgegengesetzt gerichtet ist, werden keinerlei Steuerbewegungen indiziert und die Steuer¬ einrichtung 7, 7' nicht in Tätigkeit gesetzt. Somit beinhaltet das erfindungsgemässe KupplungsSystem 6, 6' nicht nur eine Steuereinrichtung 7, 7' für die Radsatz- Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3', sondern dient gleichzeitig auch deren Längsmitnahme. -Hierbei sind sämtliche Verbindungspunkte der Stabilisatorstangen 35, 35', der Längslenker 28, 28' und der Querlenker 26, 26' mit gummielastischen Lagern ausgeführt, die kardanische Bewegungen zulassen.

Ein in den Figuren 5 und 6 gezeigter Fahrwerkrahmen 44, 44' setzt einen selbsttragenden Wagenkasten 8, 8' voraus, der sich auf den Fahrwerkrahmen 44, 44' beider Radsatz- Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' abstützt. Der Fahrwerkrahmen 44, 44' besteht aus je einer ein Rad 13, 13' umfassenden äusseren Abstützung 14, 14* , welche sich auf der Direktabfederung 5, 5' abstützt. Die beiden äusseren Abstützungen 14, 14' sind über zwei seitlich neben der Achswelle 36 angeordnete und bis auf deren Höhe durchgekrδpfte Querträger 37, 37' miteinander verbunden. So kann in diesem Bereich der niederflurige Fussboden 12, 12' des Wagenkastens 8, 8' trogförmig 17 hindurchgeführt werden.

Die Abstützung des Wagenkastens 8, 8' auf je einem Fahrwerkrahmen 44, 44' bei Verwendung einer Quer¬ neigeeinrichtung 9, 9' erfolgt vorzugsweise über Rollen 22, 22' auf den am Fahrwerkrahmen 44, 44' angeordneten Rollbahn- Segmenten 21, 21', wobei ein elektrisch betätigbares Verstellelement 20 zwischen Fahrwerkrahmen 44, 44' und Wagenkasten 8, 8' angeordnet ist. Diese Ausbildungsform ist gegenüber einem Fahrwerkrahmen 4, 4' gemäss Figur 4 wesentlich leichter und kostengünstiger.

In einer weiteren Ausbildungsform ist zwischen dem c- förmigen Achslenkerbügel 29, 29' und dem Fahrwerkrahmen 4, 4", 44, 44' eine nicht dargestellte, an sich bekannte aktive Querfedereinrichtung angeordnet. Zwischen Fahrwerkrahmen 4, 4', 44, 44' und Radsatz-Einzelfahrwerk 2, 3, 2', 3 ¹ können weitere zusätzliche Federelemente, wie aktive Quer- und Vertikaldämpfer, sowie aktive, passive oder schaltbare Schlingerdämpfer angeordnet sein.

Ebenso dient der Achslenkerbügel 29, 29' der Aufnahme von Scheibenbrems-Einheiten 38, 38', die mit Rücksicht auf den durchgehend niederen Fussboden 12, 12' der Schienenfahrzeuge 1, 1' vorzugsweise als Rad-Scheibenbremsen ausgebildet sind.

Bei einer erfindungsgemässen kuppelbaren Fahrwerkanordnung können eines oder mehrere der Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' auch angetrieben sein. Hierzu ist ein bekannter Antriebsmotor beispielsweise am Fahrwerkrahmen 4, 4' aufgehängt und vorzugsweise im Bereich eines der Sitzkästen 34, 34' des Wagenkastens 8, 8* angeordnet. Der Antrieb auf einen oder mehrere Radsätze 33, 33' erfolgt dann mittels einer Kardanwelle über ein Winkelgetriebe, welches wahlweise in Achsmitte oder aussen auf dem Achsstummel angeordnet sein kann. In einer weiteren Ausbildungsform ist auch ein Direktantrieb, beispielsweise durch einen bekannten Radnabenmotor, vorgesehen.