AT412716B - Kopplungsvorrichtung zur verbindung von zwei teildrehgestellen - Google Patents

Description

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   Ein Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung zur Verbindung von zwei, insbesondere zweiachsigen Teildrehgestellen eines zumindest vierachsigen Drehgestelles, insbesondere für einen Niederflurwagen, mit einem zwischen den beiden Teildrehgestellen annähernd horizontal und quer zur Fahrtrichtung angeordneten, mittig einen Drehzapfen aufnehmenden Querträger und einem Hebelmechanismus. 



   Bei den Niederflurfahrzeugen der sogenannten Rollenden Landstrasse" werden vielachsige Laufwerke verwendet, da das einzelne Rad wegen des sehr geringen Durchmessers von lediglich 360 mm nur eine maximale Radkraft von 35 kN erträgt. Eine Vergrösserung des Raddurchmessers ist wegen der Höhenbeschränkung des Lichtraumprofiles und als deren Folge des Einbauraumes des Drehgestelles nicht möglich. Aufgrund dieser Beschränkungen werden für diese Spezialfahrzeuge meist 4- oder 5achsige Laufwerke vorgesehen. 



   Die heute am weitesten verbreitete vierachsige Drehgestellbauart nach EP 0 019 265 A1 sieht eine gelenkige Verbindung von jeweils zwei Achsen derart vor, dass eine gegenseitige seitliche Verschiebung der Achsen möglich ist. Dadurch werden die bogenäusseren Räder der beiden vorlaufenden Achsen in die Lage versetzt, mit ihren Spurkränzen Führungskräfte zu übernehmen. 



  Diese Lösung ist aus dem Lokomotivbau lange bekannt   (.Beugniot-Hebel").   



   Eine andere vierachsige Bauart nach EP 0 046 457 A1, zu deren Verbesserung die gegenständliche Erfindung dienen soll, ordnet die vier Achsen gegeneinander unverschieblich an, wodurch am führenden Spurkranz eine einzige - und daher hohe - Kraft die Führung des Laufwerkes im Bogen bewerkstelligen muss. Es lässt sich zeigen, dass diese Führungskraft zur Überwindung der Reibungskräfte an acht Rädern bei trockenen Schienenverhältnissen so hoch ist, dass die Entgleisungsgrenze nahezu erreicht ist. 



   In konstruktiver Hinsicht sind bei dieser Bauart jeweils zwei Achsen in H-förmigen Rahmen ("Teildrehgestelle") gelagert, welche ihrerseits miteinander und mit dem dazwischen angeordneten Querträger durch gelenkig gelagerte Zwischenstücke verbunden sind, die zwar eine vertikale Relativ-Bewegung, nicht jedoch eine solche in horizontaler Richtung zwischen den Teilgestellen zulassen. Daher muss die Konstruktion als   .im   Grundriss starr" bezeichnet werden. 



   Als wesentliches konstruktives Element ist die durch eine Kugel gebildete Lagerung des Mittenträgers anzuführen, durch welche der von der Wagenwanne herabragende Drehzapfen gleitend hindurchgeht. Der Drehzapfen dient folglich nur der geometrischen Führung des Drehgestelles, kann aber keine Vertikalkräfte übernehmen. Die vertikalen Kräfte werden bei dieser Bauart von der Wagenwanne auf das Drehgestell über weit aussen liegende gefederte Gleitstücke übertragen. 



  Vom führenden Rad ist folglich eine zusätzliche Führungskraft aufzubringen, die das nennenswerte Drehmoment abzudecken hat, welches während der Verdrehung des Drehgestelles unter der Wagenwanne entsteht. 



   Es lässt sich zeigen, dass bei Bogenfahrt und zusätzlicher zunehmender Verdrehung des Drehgestelles gegen die Wagenwanne die übliche Entgleisungsgrenze bei trockenen Schienenverhältnissen am führenden Rad überschritten wird. Tatsächlich sind in den vergangenen Jahren laufend Entgleisungen dieser Wagenbauart unter den genannten Bedingungen vorgekommen. 



  Typischerweise waren dies in der Regel Einfahrten in den abzweigenden Strang von Weichen. 



  Dabei treten neben den Kräften aus der Spurführung auch die beschriebenen Zusatzkräfte aus der Drehbewegung des Laufwerkes unter der Wagenwanne auf. 



   Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorhandene Konstruktion derart zu modifizieren, dass ein entgleisungssicherer Betrieb ermöglicht wird. Dies bedeutet, dass ein wesentlicher Abbau der horizontal wirkenden Kräfte am führenden Rad erzielt werden muss. 



   Gegenstand der Erfindung ist ein Hebelmechanismus, der den beiden zweiachsigen Teildrehgestellen eines vierachsigen Laufwerkes von RoLa-Niederflurwagen ein gegenseitiges Verschwenken mit dem Zweck einer ungefähren radialen Einstellung ermöglichen soll. 



   Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass der Querträger an einem der beiden Enden in einem der beiden Teildrehgestelle um seine Längsachse schwenkbar gelagert ist und mit einem anderen Teildrehgestell mittels zweier, beidseitig der Längsmitte des Drehgestells angeordneten Hebeln verbunden ist, wobei jeweils ein Ende der Hebel um eine Achse parallel zur Längsachse des Querträgers mit diesem schwenkbar verbunden ist, und die Achse des einen Hebels in vertikaler Richtung über, die des anderen Hebels unter der Längsachse des Querträgers liegt, und das jeweils andere Ende jedes Hebels mit dem anderen Teildrehgestell gelenkig, insbesondere mittels 

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 eines sphärischen Gelenkes, verbunden ist. 



   Die Figur zeigt die erfindungsgemässe Kopplungsvorrichtung zweier Teildrehgestelle 1,2. Zwischen den beiden Teildrehgestellen 1,2 befindet sich ein Querträger 3, der an seinen beiden Enden je einen Zapfen 6 trägt, welche in Laschen im ersten Teildrehgestell 1 drehbar gelagert sind. 



  Der Querträger 3 nimmt mittig ein Kugelgelenk 5 auf, durch welches ein Drehzapfen 4 gleitend hindurchragt. Das zweite Teildrehgestell 2 wird mit zwei Hebeln 7,8 mit dem Querträger 3 derart verbunden, dass jeweils ein Ende der beiden Hebel 7,8 mit dem Querträger 3 ein scharnierartiges Gelenk mit einer Achse 9,10 parallel zur Längsachse des Querträgers 3 bildet und die Achse 9 dieses Gelenkes des einen Hebels 7 unter der Längsachse des Querträgers 3, die Achse 10 des Gelenkes des anderen Hebels 8 über der Längsachse des Querträgers 3 liegt. Das jeweils andere Ende der beiden Hebel 7,8 ist mit dem Teildrehgestell 2 in gleicher Höhe gelenkig, insbesondere mit Hilfe eines sphärischen Gelenkes 11,12 verbunden. Eines oder beide Gelenke 11,12 weisen zudem ein geringes axiales Spiel auf. 



   Durch diese Anordnung wird folgende Funktion erreicht:
1.Im geraden Gleis werden die Teildrehgestelle 1,2 in korrekter Position gehalten, dies auch bei der Wirkung von Bremskräften. Vom Drehzapfen 4 übertragene Kräfte in Längs- und
Querrichtung werden durch die in diese Richtung starre Anordnung gleichmässig auf die
Achsen bzw. Räder verteilt. 



   2. Bei Bogeneinfahrten und in der Bogenfahrt werden die beiden Teildrehgestelle 1, 2 gegen- einander einen Winkel im Sinne einer Radialstellung einschliessen, der durch deren gelenki- ge Verbindung ermöglicht wird. Durch den Spurkranzanlauf des führenden Rades wird das betreffende Teildrehgestell um den Winkel a zur Seite gedrängt, die Geometrie der Hebel 7,
8 bewirkt eine gegensinnige Längsbewegung der Seiten der Teildrehgestelle, 1,2 die durch eine Verdrehung um den Winkel   #   des Querträgers 3 um seine Längsachse möglich wird.
Die Entkopplung der beiden Teildrehgestelle 1,2 bewirkt bei der Bogeneinfahrt und bei der
Bogenfahrt eine wesentliche Verringerung der auftretenden Führungskräfte.

   Die Stabilität des Drehgestelllaufes bei höheren Geschwindigkeiten wird durch die Schubsteifigkeit der
Kopplungsvorrichtung in Querrichtung sowie durch die aus der Reibung der Gleitstücke re- sultierende Dämpfung bewerkstelligt. 



   3. Bei unterschiedlichen Höhenlagen der Teilgestelle 1,2 erfolgt eine Bewegung um die Gelen- ke 11 und 12 im Sinne eines Parallelogramms, wobei der Querträger 3 um seine Längsach- se verdreht wird. 



   4. Bei unterschiedlichen Höhenlagen der Schienen (Gleisverwindung) verdreht sich ein Teilge- stell gegen das andere um die Längsachse. Die sphärische Ausbildung der Gelenke 11,12 und das vorgesehene Spiel erlauben diese Bewegung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Kopplungsvorrichtung zur Verbindung von zwei, insbesondere zweiachsigen Teildrehgestellen (1,2) eines zumindest vierachsigen Drehgestelles, insbesondere für einen Niederflurwagen, mit einem zwischen den beiden Teildrehgestellen (1,2) annähernd horizontal und quer zur Fahrt- richtung angeordneten, mittig einen Drehzapfen (4) aufnehmenden Querträger (3) und einem Hebelmechanismus, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (3) an seinen beiden En- den in einem der beiden Teildrehgestelle (1) um seine Längsachse schwenkbar gelagert ist und mit dem anderen Teildrehgestell (2) mittels zweier, beidseitig der Längsmitte des Dreh- gestells angeordneten Hebeln (7,8) verbunden ist, wobei jeweils ein Ende der Hebel (7,8) um eine Achse (9,10) parallel zur Längsachse des Querträgers (3) mit diesem schwenkbar ver- bunden ist, und die Achse (9,10) des einen Hebels (8)

   in vertikaler Richtung über, die des an- deren Hebels (7) unter der Längsachse des Querträgers (3) liegt, und das jeweils andere Ende jedes Hebels (7,8) mit dem anderen Teildrehgestell (2) gelenkig, insbesondere mittels eines sphärischen Gelenkes, verbunden ist.