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Zwei- oder mehrachsiges Drehgestell
Die Erfindung betrifft ein zwei-oder mehrachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge, das mittels eines einen ideellen Drehpunkt bildenden Lenkergestänges mit dem Hauptrahmen des Fahrzeuges verbunden ist, wobei der Hauptrahmen auf wenigstens einem Wiegebalken gleitbar abgestützt ist.
Das erfindungsgemässe Drehgestell ist vorzugsweise für Elektrolokomotiven mit Einzelachsantrieb bestimmt, eignet sich aber auch für andere Fahrzeuge, wie Diesellokomotiven od. dgl.
Die vertikale Abstützung des Wagenkastens auf dem Drehgestell erfolgt vorzugsweise mittels Wiegen, das sind Balken, die das Drehgestell quer durchsetzen und an diesem pendelnd aufgehängt sind, so dass sie seitlich ausschwingen können. Sie besitzen an ihren Enden Gleitflächen, auf denen der Oberkasten ruht, wobei zwischen diesem und der Wiege oder zwischen dieser und dem Drehgestell Federungen eingebaut sind. Die Wiege ist meist durch Lenker so gefUhrt, dass sie die Verdrehung des Drehgestells mitmacht. Bei seitlichem Ausschwingen nimmt sie den Wagenkasten mit.
Bei zweiachsigen Drehgestellen verwendet man in der Regel eine Wiege, bei dreiachsigen deren zwei.
Während die Übertragung der Brems- und Zugkräfte (Längskräfte) und der Seitenkräfte bei zweiachsigen Drehgestellen unschwer durch einen zwischen Wiege und Oberkasten angeordneten Drehzapfen erfolgen kann, ist dies bei dreiachsigen Drehgestellen, die meist in der Mitte auch einen Motor haben, nur mit grossen Schwierigkeiten oder überhaupt nicht möglich, weshalb hier oft zu drehzapfenlosen Konstruktionen gegriffen wird. Bei diesen wird durch ein Lenkergestänge ein ideeller Drehpunkt hergestellt, wobei das Lenkergestänge die Längskräfte überträgt. Aber auch bei zweiachsigen Drehgestellen, wie z. B. bei solchen für Diesellokomotiven, ist oft eine solche Konstruktion nötig, vielfach aber auch dort vorteilhaft, wo an und für sich Platz für einen Drehzapfen vorhanden wäre.
Die Wiegenkonstruktion hat den Zweck, ein seitliches Spiel zwischen Wagenkasten und Drehgestell zu ermöglichen. um dadurch seitliche Stösse zu mildern. Der Lenkermechanismus darf daher dieser Bewegung keinen Widerstand entgegensetzen. Meist aber genügt die Rückstellkraft der Pendelaufhängung nicht, um die Seitenschwingungen aufzuheben. Es sind daher meistens Federungen zwischen Oberkasten und Wiege oder dieser und dem Drehgestell eingeschaltet.
Die oben angedeuteten Aufgaben werden nun beim Drehgestell gemäss der Erfindung durch die Kombination folgender einzeln für sich bekannter Massnahmen erfüllt : a) Jeder Wiegebalken ist im Drehgestellrahmen ausschliesslich über eine Gummifederung abgestützt und geführt, deren Elemente quer zur Längsrichtung des Drehgestells vorwiegend auf Schub, in der Längsrichtung des Gestells auf Druck beansprucht werden, und b) das die Verbindung zwischen Fahrzeugrahmen und Drehgestellrahmen bildende Lenkergestänge ist, tiefer als der Wiegebalken an der unteren Profilgrenze, auf nach abwärts gerichteten Streben angeordnet.
Gegenüber den bisher bekannten Drehgestellkonstruktionen weist das erfindungsgemässe Drehgestell folgende Vorteile auf : a) Herabsetzung der Zahl der Federungen auf die Hälfte, b) Wegfall besonderer Lenkervorrichtungen für die Wiegen, c) verbesserte Ausnützung des Reibungsgewichtes,
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d) gute Seitenstabilität und e) Gewichtsersparnis durch einfachen Aufbau und Verminderung der Zahl der Einzelteile.
Die Tieflagerung des Lenkermechanismus ist ein besonderes Merkmal der erfindungsgemässen Ausbildung, da sie den Vorteil erbringt, das durch die Längskräfte ausgeübte Moment, das eine Achsdruckverlagerung zur Folge hat, gegenüber den bekannten Konstruktionen wesentlich herabzusetzen. Dies ist besonders bei modernen Bo'Bo'Elektrolokomotiven von Wichtigkeit, bei denen es besonders darauf ankommt, das durch den zulässigen Achsdruck begrenzte Reibungsgewicht gut auszunützen.
Derselbe Effekt wurde auch mit sehr tief gelagerten Drehzapfen angestrebt. Abgesehen davon aber, dass dies eine recht komplizierte Konstruktion erfordert, ergibt sich dabei ein sehr tief gelegener Drehpunkt für die seitliche Bewegung und das Schwanken des Wagenkastens, wodurch dessen seitliche Stabilität herabgesetzt wird. Bei der erfindungsgemässen Ausbildung hingegen bleibt dieser Drehpunkt in der Mitte der seitlichen Auflager, also viel höher, was die seitlichen Momente verkleinert und daher die Stabilität erhöht.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform schematisch veranschaulicht. Fig. l ist eine Seitenansicht eines gemäss der Erfindung ausgebildeten zweiachsigen Dreh-
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rechte Hälfte ein Querschnitt nach der Linie III-m der Fig. 1 ist. Fig. 3 ist eine Druntersicht des Drehgestells und Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Federung nach der Linie IV - IV der Fig. 3.
In der Zeichnung ist der zweckmässig als Hohlkörper aus Blechen geschweisste Wiegebalken mit 1 bezeichnet, der an seinen Enden konsolenartige Köpfe besitzt. An einem derselben befindet sich ein um einen vertikalen Zapfen drehbares prismatisches Gleitstück 2, auf dem der Wagenkasten 20 mit sei- nen Führungen 3 gleitet und das ihn beim seitlichen Ausschwingen der Wiege mitnimmt. Am andern Ende befinden sich sowohl auf der Wiege als auch am Wagenkasten nur glatte Gleitflächen 4 bzw. 4a.
Die Wiegebalken 1 ist im Bereich seiner beiden Enden zur Aufnahme je einer Gummifederung zwischen sich und dem Drehgestell 21 eingerichtet. Solche Federungen sind in verschiedenen Ausführungen an sich bekannt. Beim. dargestellten Beispiel besteht sie aus einem am Untergurt des Drehgestellquer trägers befestigten Träger 5 (Fig. 4), an welchem mittels eines Bügels 6 plattenförmige Gummielemente 7,7a an ihrer Aussenfläche befestigt sind, wogegen ihre Innenfläche am Wiegebalken 1 durch eine Deckplatte 8 und einen abschraubbaren Untergurt 9 festgehalten wird.
Die Gummifederung, die in vertikaler und horizontaler Richtung hauptsächlich auf Schub beansprucht ist, muss sowohl die für die vertikale als auch für seitliche Federung erforderliche Elastizität besitzen, was durch entsprechende Dimensionierung der Gummielemente erreicht wird. Den Längskräften gegen- über, von welchen sie nur auf Druck beansprucht wird, muss sie möglichst unnachgiebig bleiben, damit sie die Wiege mit dem Drehgestell mitnimmt, wenn dieses sich verdreht.
Die erfindungsgemässe Ausbildung erfüllt gleichzeitig drei Aufgaben, für die sonst drei gesonderte Anordnungen erforderlich sind, u. zw. a) die vertikale Federung, b) die seitliche Federung und c) das Mitnehmen und die Lenkung der Wiege.
Das die Übertragung der Längskräfte bewirkende Lenkergestänge ist in seinen Teilen an sich bekannt.
Es besteht aus zwei Winkelhebeln 10, die sich um vertikale Zapfen drehen, welche an möglichst tief nach abwärts gezogenen Streben 11 des Drehgestellrahmens 21 liegen.
Die in der Mittelstellung parallel zum Drehgestellängsholm liegenden Hebelarme sind durch eine Stange 12 miteinander verbunden, die senkrecht dazu stehenden Arme verbindet je ein Lenker 13 mit Kugelgelenkkopf mit den Lagern 13a an den Längsholmen des Oberkastens, die in der Querebene des ideellen Drehpunktes einander gegenüber liegen. Die Lager 13a liegen in der gleichen waagrechten Ebene wie die Winkelhebel 10 und befinden sich deshalb auf tief herabgezogenen Streben 14 des Wagenkastens 20. Diese Streben sind gabelförmig ausgebildet, um den Durchtritt der Wiege 1 zu gestatten und so eingerichtet, dass sie die Gleitflächen bzw. Führungen 3 und 4a aufnehmen können.