Zweiachsiges Zahnradfahrzeug Die Erfindung betrifft ein zweiachsiges Zahnradfahr zeug für Bahnen mit Doppelzahnstange, in die jeweils ein Paar einander gegenüberliegender Zahnräder ein greift.
Das erfindungsgemässe Zahnradfahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zahnräderpaar in einem Gestell gelagert ist, das mit dem einen Ende auf einer im Bereich des Zahnräderpaares befindlichen Trag achse abgestützt und im Fahrzeugrahmen seitlich geführt ist, während das andere Ende des Gestelles am Fahrzeug rahmen um eine Längsachse schwenkbar gelagert ist.
Zahnradfahrzeuge mit Doppelzahnstange mit hori zontaler Verzahnung nach dem System Locher werden für die grössten bei Zahnradbahnen vorkommenden Steigungen verwendet. In Kurven liegen dabei die Schie- nenoberkanten in einer Schraubenfläche. Bei zweiachsi gen Fahrzeugen mit parallelen Tragachsen entsteht beim Durchfahren der Kurven auf diese Weise eine Schrägstel lung der beiden Tragachsen zueinander.
Bei der bekannten Ausführung von Zahnradfahrzeu gen für derartige Bahnen ist der Wagenkasten auf den Achsen in drei Punkten gelagert, d.h. der Wagenkasten folgt der Neigung einer der Achsen, wobei die andere gegenüber dem Wagenkasten frei schwenkbar ist. Ausser- dem sind im Rahmen des Wagenkastens normalerweise zwei Paare von gegenüberliegenden Zahnrädern einge baut, die in die Zahnstange eingreifen, wobei sich jedes Zahnräderpaar in der Nähe je einer der Achsen befindet. Das eine Zahnräderpaar dient dem Antrieb, das andere ist zum Bremsen vorgesehen.
Ausserdem sind den Zahn rädern mit diesen koaxiale Führungsscheiben zugeord net, welche unter die Zahnstange greifen, einer Führung des Fahrzeuges entlang des Geleises dienen und gleichzei tig ein Herausspringen der Zahnräder aus der Zahnstan ge verhindern.
Bei dieser Ausführung besteht ein wesentlicher Nach teil beim Durchfahren von Kurven. Da der Fahrzeugrah men der Neigung einer der Achsen folgt und beide Paare von Zahnrädern im Fahrzeugrahmen gelagert sind, gerät das in der Nähe der anderen Achse befindliche Zahnrä- derpaar in steilen Kurven in eine Schräglage gegenüber der Zahnstange und den Schienen. Um eine Berührung der Führungsscheiben mit den Schienen zu verhindern und um allgemein eine allzu grosse Verschlechterung der Eingriffsverhältnisse der Zahnräder zu vermeiden, war man bisher gezwungen, relativ grosse Mindestradien der Strecke zu verwenden.
Die Erfindung hat die Schaffung eines Zahnradfahr zeuges der erwähnten Art zum Ziel, welches eine bessere Anpassung an die Schienenführung ermöglicht und wel ches bedeutend engere Kurven durchfahren kann als die bisherigen Fahrzeuge dieser Art.
Die Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführung erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Grundriss des Rahmens eines erfin- dungsgemässen zweiachsigen Zahnradfahrzeuges, teilwei se im Schnitt, Fig. 2 einen Grundriss des rechten Endes des Fahr zeuges nach der Fig. 1, in grösserem Masstab, Fig. 3 den Schnitt III-111 aus der Fig. 2,
Fig. 4 den Schnitt IV-IV aus der Fig. 2 und Fig. 5 einen Teilschnitt entsprechend der Linie V-V in der Fig. 2 mit der Darstellung der Zahnräder und der Führungsscheiben sowie deren Eingriffsverhältnisse.
Das in der Fig. 1 im Grundriss dargestellte Fahrzeug hat einen Rahmen 1 mit Querträgern 2 und 3. Im Rahmen ist eine hintere Achse 4 an zwei Lagerstel len 5 gelagert. Am rechten, bergseitigen Ende des Fahrzeuges befindet sich die zweite Achse 6, auf welcher der Fahrzeugrahmen in einer einzigen Auflagestelle 7 abgestützt ist. Die Achsen 4 und 6 sind mit Laufrädern 8 versehen, welche die Form breiter zylindrischer Rollen haben, somit keine Spurkränze aufweisen. Die Laufräder 8 rollen auf Schienen 10 ab.
Zum Antrieb des Fahrzeuges sind Zahnräder 11 vorgesehen, die im Querträger 3 gelagert sind und in eine Doppelzahnstange 12 eingreifen. Die Zahnräder 11 erhalten ihren Antrieb von Antriebs motoren 13. Die bergseitige Achse des Fahrzeuges, die in den Fig. 2-4 in grösserem Massstab dargestellt ist, ist in einem Gestell 14 gelagert, das mit dem Fahrzeugrahmen einer seits über einen Schwenkzapfen 15, andererseits über eine schwenkbare elastische Stütze 16 verbunden ist, die sich auf einem Querträger 17 (Fig. 3) abstützt. Die Stütze, z.B. ein Gummiblock, bildet die Auflagestelle 7 auf der Fig. 1.
Zwischen dem Querträger 17 und dem Gestell 14 können zusätzlich Federn 18 vorgesehen sein. Zur seitlichen Führung ist das Gestell 14 über eine Führungsstange 20 mit dem Rahmen 1 verbunden.
Im Rahmen 14 sind in Lagern 21 Zahnräder 22 des bergseitigen Zahnradpaares gelagert. Koaxial mit den Zahnrädern 22 sind Führungsscheiben 23 angeordnet. Die Zahnräder 22 greifen in die Verzahnung der Zahn stange 12 ein (siehe die Fig. 2 und 5). Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, greifen die Führungsscheiben 23 unter die Zahnstange 12. Zur seitlichen Führung des Fahrzeuges stützen sich die Führungsscheiben 23 abwechselnd gegen vertikale Flächen eines Zahnstangenstuhles 24, der mit geringem Spiel zwischen den Führungsscheiben 23 durch geführt ist.
Wie in der Fig.5 durch strichpunktierte Linien angedeutet ist, besteht in Kurven bei der sich ergebenden Schrägstellung die Gefahr, dass die Füh rungsscheiben 23 gegen die Schienen 10 stossen.
Da das bergseitige Zahnräderpaar 22 zur Aufnahme von Bremskräften vorgesehen ist, sind entsprechend der Fig. 3 die Wellen 25 der Zahnräder 22 mit Bremstrom meln 26 versehen, die in den Fig. 1 und 2 aus Anschau- lichkeitsgründen weggelassen wurden. Die Bremstrom- meln. 26 wirken mit einem nicht dargestellten, im Gestell rahmen 14 angeordneten Bremsmechanismus zusam men. Beim Durchfahren von Kurven kann sich bei der dargestellten Ausführung das Gestell 14 mit den Zahnrä dern 22 entsprechend der Stellung der bergseitigen Achse 6 einstellen.
Da sich diese Achse in der nächsten Nähe des Paares der Zahnräder 22 befindet und auf den Schienen 10 aufliegt, entsteht nur eine minimale Abwei chung der Ebene der Zahnräder 22 gegenüber der Ebene der Schiene 12. Es kann daher auch in engen Kurven keine bedeutendere Verschränkung der Zahnräder gegen über der Zahnstange und den Schienen entstehen. Es können somit Kurven mit einem wesentlich kleineren Radius durchfahren werden, als dies bisher möglich war.
Es versteht sich, dass unter Umständen auch eine gegenüber dem Fahrzeugrahmen schwenkbare Lagerung der zweiten Achse möglich ist. In diesem Falle würde auch die Achse 4 in einem Gestell gelagert sein, welches dem Gestell 14 entspricht. Der Fahrzeugrahmen könnte dann auf den beiden Gestellen elastisch abgestützt sein.
Two-axle rack-and-pinion vehicle The invention relates to a two-axle rack-and-pinion vehicle for railways with double racks, in each of which a pair of opposing gears engages.
The geared vehicle according to the invention is characterized in that at least one pair of gearwheels is mounted in a frame, one end of which is supported on a support axis located in the area of the gearwheel pair and is guided laterally in the vehicle frame, while the other end of the frame on the vehicle is a The longitudinal axis is pivotably mounted.
Cogwheel vehicles with double racks with horizontal gearing according to the Locher system are used for the greatest gradients that occur in cogwheel railways. In curves, the upper edges of the rails lie in a helical surface. In two-axle vehicles with parallel support axles, the two support axles are inclined to one another when driving through the curves.
In the known design of rack and pinion vehicles for such railways, the car body is mounted on the axles at three points, i. the car body follows the inclination of one of the axes, the other being freely pivotable with respect to the car body. In addition, two pairs of opposing gears are usually built into the car body, which mesh with the rack, each pair of gears being in the vicinity of one of the axles. One pair of gears is used for drive, the other is provided for braking.
In addition, the gears with these coaxial guide disks are zugeord net, which engage under the rack, serve to guide the vehicle along the track and at the same time prevent the gears from jumping out of the rack ge.
In this version there is a significant disadvantage when cornering. Since the vehicle frame follows the inclination of one of the axles and both pairs of gears are mounted in the vehicle frame, the gear pair located near the other axle is inclined in steep curves in relation to the rack and the rails. In order to prevent the guide disks from touching the rails and in order to generally avoid an excessive deterioration in the meshing conditions of the gears, it has hitherto been necessary to use relatively large minimum radii of the route.
The invention aims to create a geared vehicle of the type mentioned, which allows better adaptation to the rail guide and wel ches can drive through significantly narrower curves than previous vehicles of this type.
The invention is explained using an embodiment shown schematically in the drawing.
1 shows a plan view of the frame of a two-axle geared vehicle according to the invention, partly in section, FIG. 2 shows a plan view of the right end of the vehicle according to FIG. 1, on a larger scale, FIG. 3 shows section III- 111 from FIG. 2,
4 shows the section IV-IV from FIG. 2 and FIG. 5 shows a partial section corresponding to the line V-V in FIG. 2 with the representation of the gear wheels and the guide disks as well as their engagement relationships.
The vehicle shown in Fig. 1 in plan has a frame 1 with cross members 2 and 3. In the frame, a rear axle 4 is mounted on two Lagerstel 5 len. The second axle 6, on which the vehicle frame is supported in a single support point 7, is located at the right end of the vehicle on the mountain side. The axles 4 and 6 are provided with running wheels 8, which have the shape of wide cylindrical rollers, thus have no flanges. The running wheels 8 roll on rails 10.
To drive the vehicle, gears 11 are provided, which are mounted in the cross member 3 and engage in a double rack 12. The gears 11 get their drive from drive motors 13. The uphill axis of the vehicle, which is shown in Figs. 2-4 on a larger scale, is mounted in a frame 14 which is connected to the vehicle frame on the one hand via a pivot pin 15, on the other hand is connected via a pivotable elastic support 16 which is supported on a cross member 17 (Fig. 3). The support, e.g. a rubber block, forms the support point 7 on FIG. 1.
Additional springs 18 can be provided between the cross member 17 and the frame 14. For lateral guidance, the frame 14 is connected to the frame 1 via a guide rod 20.
In the frame 14 21 gears 22 of the mountain-side gear pair are mounted in bearings. Guide disks 23 are arranged coaxially with the gear wheels 22. The gears 22 engage in the teeth of the toothed rod 12 (see FIGS. 2 and 5). As can be seen from FIG. 5, the guide disks 23 engage under the rack 12. To guide the vehicle laterally, the guide disks 23 are alternately supported against vertical surfaces of a rack chair 24 which is guided with little play between the guide disks 23.
As indicated in FIG. 5 by dash-dotted lines, there is a risk in curves with the resulting inclination that the guide disks 23 will hit the rails 10.
Since the pair of gears 22 on the mountain side is intended to absorb braking forces, the shafts 25 of the gears 22 are provided with braking currents 26 in accordance with FIG. 3, which have been omitted in FIGS. 1 and 2 for reasons of clarity. The brake drums. 26 cooperate with a not shown, arranged in the frame 14 braking mechanism together men. When driving through curves, the frame 14 with the Zahnrä countries 22 can adjust according to the position of the uphill axis 6 in the embodiment shown.
Since this axis is in the closest vicinity of the pair of gears 22 and rests on the rails 10, there is only a minimal deviation of the plane of the gears 22 from the plane of the rail 12. It can therefore not be more significant entanglement of the Gears are created opposite the rack and the rails. It is thus possible to drive through curves with a significantly smaller radius than was previously possible.
It goes without saying that, under certain circumstances, a mounting of the second axle that can pivot with respect to the vehicle frame is also possible. In this case, the axle 4 would also be mounted in a frame which corresponds to the frame 14. The vehicle frame could then be elastically supported on the two frames.