Anlenkung zwischen Drehgestell und Wagenkasten von Schienenfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Anlenkung zwischen Drehgestell und Wagenkasten von Schienenfahrzeugen, die mit wiegenlosen Drehgestellen ausgerüstet sind. Zur Erzielung eines guten Wagenlaufes ist es besonders wichtig, bei Leichtbaufahrzeugen eine weitgehendst rei bungsfreie und die Bewegung des Wagens nicht behin dernde Verbindung zwischen Drehgestell und Wagenka sten zu haben, da Fahrzeuge dieser Art wegen ihrer geringen Eigendämpfung in der Regel sehr erregungs- empflindlich sind. Besonders bei Drehgestellen, die durch den Einbau von Gasfedern als Wiegenfederung eine sehr weiche Abfederung des Wagens gestatten, ist eine Anlen kung erforderlich, die diese Federung nicht beeinträch tigt.
Diese Forderungen werden bei der erfindungsgemäs- sen Anlenkung zwischen Drehgestell und Wagenkasten von Schienenfahrzeugen, insbesondere solchen mit Gasfe derung, dadurch erreicht, dass am Wagenkasten oder am Drehgestellrahmen eine Scheibe kardanisch und drehbar gelagert ist, die zwischen am Drehgestellrahmen bzw. am Wagenkasten befestigten Anschlagplatten angeordnet ist, wobei die Mantelfläche der Scheibe mindestens in den Bereichen, die mit den Anschlagplatten bei Auftreten von Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräften oder Quer kräften in Berührung kommen, ballig ausgebildet ist. Die Mantelfläche der Scheibe kann in spezieller Ausbildung kugelförmig sein, wobei der Kugelmittelpunkt mit dem Scheibenmittelpunkt zusammenfällt.
Eine elastische Übertragung aller Beschleunigungs und Verzögerungskräfte und der Querkräfte kann da durch erreicht werden, dass der Aussenmantel der Schei be mit volumenelastischem Material belegt ist, dessen Aussenfläche ballig oder kugelförmig ausgebildet ist. Zur Erhöhung der Elastizität können die Anschlagplatten entweder elastisch am Drehgestellrahmen bzw. am Wa genkasten gelagert oder ebenfalls mit volumenelastischem Material belegt werden.
Zur Stabilisierung der Scheibe kann weiterhin das Dreh- und Kardanlager der Scheibe aus volumenelasti- schein Material gebildet sein, und/oder zwischen der Scheibe und dem Hauptquerträger des Wagenkastens können Zug- oder Druckfedern angeordnet sein.
Die Scheibe kann entweder auf einem vertikal ange ordneten Mittelzapfen od. auf einer horizontal und quer zur Längsachse des Wagenkastens angeordneten Welle kardanisch und drehbar gelagert sein. Da bei einer Lagerung der Scheibe auf einer horizontal und quer zur Längsachse des Wagenkastens angeordneten Welle die Scheibe selbst nicht als Begrenzung des seitlichen Wie genquerspiels herangezogen werden kann, ist es vorteil haft, an den Enden der Welle Puffer anzuordnen, die ebenfalls aus volumenelastischem Material bestehen kön nen.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfin dung sind in den Fig. 1 bis 9 der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform in der Draufsicht, Fig.2 die gleiche Ausführung im Schnitt entspre chend der Schnittlinie A-B, in grösserem Massstab, Fig.3 die gleiche Ausführungsform im Schnitt ent sprechend der Schnittlinie A-B während einer senkrech ten Federung des Fahrzeuges, Fig. 4 eine zweite Ausführung in der Draufsicht, Fig. 5 eine zweite Ausführungsform im Längsschnitt entsprechend der Schnittlinie C-D, in etwas grösserem Massstab, Fig. 6 die zweite Ausführungsform teilweise im Hori zontalschnitt entsprechend der Schnittlinie<B>ET,</B> in grös- serem Massstab, Fig. 7 eine dritte Ausführungsform, Fig. 8 eine vierte Ausführungsform, Fig.
9 eine fünfte Ausführungsform.
Nach Fig. 1, 2 und 3 ist am Mittelzapfen 1 des Wagens 2 eine in Normalstellung horizontal liegende Scheibe 3 kardanisch und drehbar gelagert. Diese Scheibe ragt in einen in der Mitte des Drehgestells angebrachten Ausschnitt 4 des Drehgestellrahmens 5. Der Abstand der in diesem Ausschnitt quer zur Drehgestellängsrichtung angeordneten Anschlagplatten 6 ist um einige mm, der Abstand der in Drehgestellängsrichtung angebrachten Anschlagplatten 7 um das Mass des gewünschten Wie genquerspieles grösser als der Aussendurchmesser der Scheibe.
Die Mantelfläche der Scheibe 3, die bei Auftre ten von Beschleunigungs- oder Verzögerungs- oder Quer kräften mit den Anschlagplatten 6 oder 7 in Berührung kommt, ist ein Teil einer Kugelfläche mit dem Mittel punkt im Scheibenmittelpunkt, so dass bei jeder Stellung der Scheibe 3 die Abstände zwischen der Scheibe und den Anschlagplatten gleich gross sind. Die Mantelfläche kann auch ballig geformt sein, wobei die Krümmung zweckmässig nur wenig von der Krümmung einer Kugel fläche abweichen soll.
Zur Übertragung von Beschleunigungs- oder Verzö gerungskräften vom Drehgestell auf den Wagenkasten oder umgekehrt - in Wagenlängsrichtung, legt sich die Scheibe 3 je nach Kraftrichtung an eine der beiden quer zur Fahrtrichtung im Rahmenausschnitt angeordneten Anschlagplatten 6 an. Zur Minderung der dynamischen Belastungen des Mittelzapfens kann entweder der Aus senmantel der Scheibe 3, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, mit volumenelastischem Material 11 belegt werden oder die Anschlagplatten 6 werden am Drehgestellrahmen elastisch gelagert.
Bei einer senkrechten Federung des Wagenkastens zum Drehgestell bewegt sich die Scheibe 3 mit dem Mittelzapfen 1 zwischen den beiden Anschlagplatten 6 ohne ihre horizontale Lage zu ändern nach unten, vorausgesetzt, dass die Scheibe 3 nicht an einer der beiden Anschlagplatten anliegt. Ist dies wegen einer gleichzeitigen Übertragung einer Beschleunigungs- oder Verzögerungskraft der Fall, so wälzt sich der Aussen mantel der Scheibe an der Anschlagplatte 6 ab, während sich die Scheibe 3 gleichzeitig kardanisch auf den Mittel zapfen 1 dreht. Die Scheibe erreicht eine Schräglage wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.
Tritt zwischen Wagenkasten 2 und Drehgestellrahmen 5 eine Querbewegung auf, so bewegt sich die Scheibe 1 zwischen den Anschlagflächen 6 des Drehgestellrahmens 5 in Querrichtung. Bei gleichzeitiger Übertragung einer Beschleunigungs- oder Verzögerungskraft in Wagen längsrichtung rollt sich die Scheibe 3, während sie sich auf dem Mittelzapfen 1 radial dreht, auf einer der beiden Anschlagplatten 6 in Querrichtung ab. Zur Begrenzung des Wiegenquerspieles dienen Anschlagplatten 7, die am Drehgestellrahmen 5 in Längsrichtung angeordnet sind. Ist der Aussenmantel der Scheibe 3 mit volumenelasti schem Material 11 belegt, so werden die Queranschläge durch dieses Material gedämpft.
Die gleiche dämpfende Wirkung wird auch erzielt, wenn anstelle einer mit volumenelastischem Material belegten Scheibe, die An schlagplatten 7 am Drehgestellrahmen 5 elastisch gelagert werden.
Beim Einfahren des Fahrzeuges in einen Gleisbogen dreht sich, sofern die Scheibe 3 an einer der Anschlag platten 6 oder 7 anliegt, das Drehgestell mit der Scheibe 3 um die senkrechte Achse des Mittelzapfens 1. Liegt keine Berührung zwischen Drehgestell und Scheibe vor, drehen sich die Anschlagplatten 6 und 7 um die senkrechte Achse des Drehgestelles um die Scheibe.
Bei kardanischen Bewegungen des Drehgestelles zum Wagenkasten, die durch das Überfahren eines Ablaufber ges oder beim Fährbetrieb auftreten, dreht sich die Scheibe 3 kardanisch auf dem Mittelzapfen 1.
Zur Stabilisierung der Scheibe 3 ist diese über Zug- oder Druckfedern 8 am Mittelzapfen 1 oder am Haupt- querträger 9 des Wagens 2 angelenkt. Die Stabilisierung kann auch dadurch erreicht werden, dass das kardanische Gelenk 10 unter Verwendung von volumenelastischem Material gebildet wird; z.B. kann ein Gummikugelgelenk verwendet werden. Wird nach einer kardanischen oder einer radialen Bewegung der Scheibe 3 die Haftreibung zwischen der Scheibe und einer der Anschlagplatten 6 oder 7 am Drehgestellrahmen 5 aufgehoben, wird die Scheibe 3 durch die vorgespannten Federn 8 wieder in Ausgangsstellung gebracht.
Eine zweite Ausführungsform zeigen die Fig. 4, 5 und 6. Hierbei ist die Scheibe 3 in einem gabelförmig ausgebildeten, am Hauptquerträger 9 des Wagenkastens 2 befestigten, Mittelzapfen 1 so gelagert, dass die Drehachse der Scheibe 3 horizontal und quer zur Längsachse des Wagens 2 angeordnet ist. Die Scheibe 3 ist auf einer Welle 13 kardanisch und drehbar gelagert. Die Wirkungs weise dieser Ausführung entspricht im Prinzip der bereits beschriebenen Ausführungsformen mit dem Unterschied, dass die Bewegungen zwischen Drehgestell 5 und Wagen kasten 2 die bei den ersten beiden Ausführungsformen eine radiale Drehung der Scheibe 3 bewirkten, nunmehr eine kardanische Bewegung der Scheibe erfordern und umgekehrt. Bei dieser Ausführungsform kann die Schei be 3 nicht als Begrenzung des seitlichen Wiegenspiels herangezogen werden.
Zu diesem Zweck werden an den Mittelzapfen 12, Puffer 14, die erforderlichenfalls aus volumenelastischem Material sein können, angebracht, die am Drehgestellrahmen anschlagen.
Nach einer weiteren erfindungsgemässen Ausfüh rungsform, die in Fig. 7 dargestellt ist, befindet sich der Mittelzapfen 1 am Drehgestellrahmen 5 und die Scheibe 3 ist in der gleichen Art an dem Zapfen gelagert, wie bei der Ausführungsform Fig. 1, 2 und 3. Die Anschlagplat ten 6 und 7 befinden sich am Hauptquerträger 9 des Wagenkastens 2. Die Wirkungsweise der Scheibe 3 ist die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.
Bei einer vierten erfindungsgemässen Ausführungs form nach Fig. 8 ist die Scheibe 3 wiederum mit ihrer Drehachse quer zur Fahrzeuglängsachse, jedoch am Drehgestellrahmen 5 gelagert. Die Anschlagplatten 6 befinden sich am Hauptquerträger 9 des Wagenkastens 2. Die Wirkungsweise dieser Ausführung entspricht der in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellten Ausführungsform.
An einer letzten hier beschriebenen Ausführungsform entsprechend Fig. 9 soll gezeigt werden, das z.B. aus Gewichtsersparnisgründen, anstelle einer kreisrunden Scheibe eine Scheibe 15 Verwendung finden kann, bei der, ausgehend von der Kreisform, zwei gleich grosse sich gegenüberliegende Kreisabschnitte abgetrennt sind.
Hier bei ist es allerdings erforderlich, die Konstruktion in ihrer radialen Drehrichtung so zu begrenzen, dass die kugelige Mantelfläche der Scheibe 15 immer im Bereich der am Drehgestellrahmen bzw. am Wagenkasten zur übertra- gung der in Wagenlängsrichtung wirkenden Beschleuni- gungs- und Verzögerungskräfte angeordneten Anschlag platten 6 bleibt.
Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Anlenkung zwischen Drehgestell und Wagenkasten von Schienenfahrzeugen bei wiegenlosen Drehgestellen in vorteilhafter Weise sämtliche Anforde rungen erfüllt, die an derartige Anlenkungen gestellt werden, z.B.: a) weiche und elastische Übertragung aller Beschleu- nigungs- und Verzögerungskräfte, die zwischen Drehge stell und Wagenkasten in Wagenlängsrichtung auftre ten; b) die senkrechten Federwege zwischen Drehgestell und Wagenkasten (Wiegenkastenfederung) werden durch die Anlenkung nicht wesentlich bzw. überhaupt nicht behindert;
c) die zwischen Drehgestellrahmen und Wagenkasten auftretenden Querbewegungen (Querspiel) können ohne wesentliche Behinderung und ohne dass von der Anlen kung Rückstellkräfte erzeugt werden, erfolgen; d) falls erforderlich, werden die nach c) entstehenden Querwege durch die Anlenkung begrenzt; e) das Drehgestell kann sich unter dem Wagenkasten um seine senkrechte Achse drehen; f) das Drehgestell kann sich unter dem Wagenkasten kardanisch bewegen; g) die Anlenkung überträgt die Nickschwingungen des Drehgestellrahmens nicht auf den Wagenkasten.