CH631120A5 - Vorrichtung zur uebertragung der zug- und bremskraefte zwischen drehzapfenlosen drehgestellen und dem hauptrahmen von drehgestell-schienenfahrzeugen - insbesondere triebfahrzeugen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung der Zug- und Bremskräfte zwischen drehzapfenlosen Drehgestellen und dem Hauptrahmen von Drehgestell-Schienenfahrzeugen - insbesondere Triebfahrzeugen -, bei der, symmetrisch zur Längsmittelachse des Schienenfahrzeugs, auf beiden Fahrzeugseiten Druck- und Zugstangen einerseits mit den Drehgestellen an ihrer Aussenseite und anderseits mit am Hauptrahmen befestigten Hydraulikzylindern verbunden sind und bei der die entsprechenden Arbeitsräume der Hydraulikzylinder auf beiden Seiten in Leitungsverbindung stehen.

Schienenfahrzeuge mit drehzapfenlosen Drehgestellen und mit an dem Hauptrahmen angeordneten Hydraulikzylindern, deren Kolben mit den am Drehgestell angelenkten Zug- und Druckstangen verbunden sind, sind bereits aus der Schweizerischen Patentschrift 534 072 bekannt. Wie in dieser Schrift beschrieben, sind die entsprechenden Arbeitsräume der symmetrisch zur senkrechten Längsmittelebene des Fahrzeugkörpers liegenden Zylinder der Gelenksysteme mit Flüssigkeit gefüllt und über je eine Rohrleitung miteinander verbunden. Die Verbindungsleitungen sind zweckmässigerweise mit Druckspeichern, Speise- und Ablassventilen sowie mit Sicherheitsventilen versehen. Bei der bekannten Vorrichtung sind bei einem Fahrzeug mit zwei Drehgestellen mindestens vier Hydraulikzylinder vorhanden.

Für Schienenfahrzeuge wird in immer stärkerem Masse eine leichte und einfache Bauweise mit guten Laufeigenschaften gefordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits die Vorteile der bekannten Hydraulik-Vorrichtung zu nutzen und anderseits die Bauweise der eingangs genannten Vorrichtung leichter und einfacher zu gestalten und damit Kosten zu sparen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen zwei Drehgestellen lediglich ein Hydraulikzylinder an jeder Fahrzeugseite vorgesehen ist, der zwei getrennt wirkende, mit je einer Druck- und Zugstange verbundene Arbeitskolben besitzt, und dass jeder der drei durch die beiden Arbeitskolben gebildeten Arbeitsräume des Hydraulikzylinders auf der einen Seite mit dem entsprechenden Arbeitsraum des Hydraulikzylinders auf der anderen Fahrzeugseite .über Leitungen verbunden ist.

Mit dieser Lösung verbindet sich der Vorteil, dass für ein mit zwei Drehgestellen versehenes Schienenfahrzeug nur zwei Hydraulikzylinder erforderlich sind. Durch den Einsatz nur eines Zylinderpaares mit je drei Arbeitsräumen werden auch nur drei Verbindungsleitungen benötigt. Diese Bauweise ist einfach, gewichts- und kostensparend.

Jede der drei Verbindungsleitungen ist zweckmässigerweise mit einem Druckspeicher ausgestattet. Dieser ist nicht nur zum Ausgleich von Leckverlusten und Volumenänderungen bei grösseren Temperaturschwankungen erforderlich, sondern bietet darüber hinaus noch den Vorteil einer einstellbaren Elastizität bei der Kraftübertragung.

Damit wird das gesamte Fahrzeug geschont, und die im Betriebszustand des Schienenfahrzeugs auftretenden verschiedenartigen Schwingungen werden besonders günstig abgebaut.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. la ein mit der erfindungsgemässen Vorrichtimg ausgestattetes Fahrzeug mit zwei zweiachsigen Drehgestellen, die über vier Zug-Druck-Stangen mit den am Hauptrahmen befestigten Hydraulikzylindern verbunden sind, in Seitenansicht,

Fig. lb die erfindungsgemässe Vorrichtung in der in Höhe der Unterkante des Hauptrahmens gelegenen Schnittebene von oben gesehen,

Fig. 2 die Hydraulik der Vorrichtung mit den Arbeitskolben in ihrer Normallage in schematischer Darstellung,

Fig. 3 die Hydraulik der Vorrichtimg mit den Arbeitskolben in Extremlage bei ausgelenkten Drehgestellen, ebenfalls in schematischer Darstellung,

Fig. 3a, 3b die Stellung der - in Fahrtrichtung gesehen -am Hauptrahmen links bzw. rechts arbeitenden Arbeitskolben beim Befahren eines Gleisbogens,

Fig. 4a eine einseitig befestigte teleskopartige Stange zwischen den Arbeitskolben,

Fig. 4b eine beidseitig lose geführte teleskopartige Stange zwischen den Arbeitskolben.

Der in Fig. la dargestellte Hydraulikzylinder 13 besitzt zwei Kolben 15 und 16, die den Hydraulikzylinder in drei Arbeitsräume 17,18 und 19 aufteilen. Die Arbeitsräume 17, 18 und 19 sind mit Hydrauliköl gefüllt. Jede Kolbenstange 14 ist an je eine Zug-/Druckstange 20 angelenkt, die wiederum an den Drehgestellen 11 bzw. 11 ' befestigt ist.

In Fig. lb sind die Kolbenstangen 14, und damit die Zug-/Druckstangen 20, in Normallage, d.h. bei einer Stellung in Geradeausfahrt des Schienenfahrzeuges, dargestellt. Ferner ist aus der Zeichnung die Lage der die drei Arbeitsräume 17,18 und 19 des Arbeitskolbens 13 verbindenden

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Leitungen 24,25 und 26 zu entnehmen. Jede der drei Leitungen ist mit einem Druckspeicher 21,22 bzw. 23 versehen.

Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes wird an Hand der Abbildung 2 deutlich. Unter der Annahme, dass sich die Drehgestelle 11 und 1V in Pfeilrichtung nach rechts bewegen, werden die Verbindungsstangen 20 am Drehgestell 11 auf Zug und die Verbindungsstangen 20 am Drehgestell 11 ' auf Druck beansprucht. Die Kolben 15 und 15' komprimieren das durch den Speicher 21 vorgespannte Druckmittelvolumen in den Arbeitsräumen 17 und 17'. Die Kolben 16 und 16' üben gleichermassen Druck auf das vorgespannte Druckmittelvolumen in den Räumen 19 und 19' aus; diese wirken zusätzlich auf die Kolben 15 bzw. 15' und damit auch auf das Druckmittelvolumen in den Räumen 17 bzw. 17'. Unterschiedlichen Zug- und Druckkräfte der Drehgestelle 11 und 11' werden somit je nach der eingestellten elastischen Vorspannung gedämpft bzw. abgebaut. Kurzzeitig unterschiedliche Längsbewegungen der Drehgestelle 11 und 11' gegenüber dem Hauptrahmen sind mit der beschriebenen Hydraulikvorrichtung auszugleichen. Fahren die Drehgestelle 11 und 11' in entgegengesetzter Fahrtrichtung oder wird das Schienenfahrzeug abgebremst, so laufen die geschilderten Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab.

Fig. 3, 3a und 3b zeigen die Drehgestelle beim Befahren eines sehr engen Gleisbogens, in diesem Fall eines Rechtsbogens. Das Schienenfahrzeug bewegt sich in Pfeilrichtung. Beim Befahren eines Gleisbogens drehen sich die Drehgestelle jeweils um einen ideellen Drehpunkt 27 bzw. 27'; dabei wird der Kolben 15 in Fahrtrichtung verschoben, verkleinert den Arbeitsraum 17 und verdrängt somit das sich in diesem Arbeitsraum befindliche Druckmittel (Fig. 3a). Die Stellung des auf der anderen Seite gegenüberliegenden Kolbens 15' ist Fig. 3b zu entnehmen. Dieser bewegt sich entgegen der Fahrtrichtung und vergrössert somit den Arbeitsraum 17', wodurch das aus dem Raum 17 verdrängte Druckmittel in den Arbeitsraum 17' über die Verbindungsleitung 24 einströmt. Gleichzeitig wird der Kolben 16 entgegengesetzt der Fahrtrichtung verschoben, wobei durch Verkleinerung des Arbeitsraums 18 das sich in diesem Arbeitsraum befindliche Druckmittel über die Verbindungsleitung 25 in den Arbeitsraum 18' verdrängt wird und dadurch wiederum der Kolben 16' vom Druck des Druckmittels und dem Druck der an ihm angelehnten Stange 20 in Fahrtrichtung verschoben wird. Bei diesem Vorgang wirkt das sich in den Räumen 19 und 19' sowie der Verbindungsleitung 26 befindliche Druckmittel als Puffer. Durch die Bewegung der Kolben 15 und 16 wird der zwischen ihnen liegende Arbeitsraum 19 vergrössert und nimmt das aus dem verkleinerten Arbeitsraum 19' verdrängte Druckmittel auf.

Wie in Fig. 3, Fig. 3a und Fig. 3b dargestellt, stellen sich die Drehgestelle 11 und 11' beim Befahren eines Gleisbogens schräg zur Längsmittelachse des Schienenfahrzeuges. Die dabei auftretenden Zug- und Druckkräfte werden von den Stangen 20 in die Kolben 15,16 bzw. 15' und 16' eingeleitet. Die Gesamtlänge des Hydraulikzylinders, die sich aus den Arbeitsräumen 17,18 und 19 bzw. 17', 18' und 19' ergibt, ist so bemessen, dass sich die Kolben 15 und 16 bzw. 15' und

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16' auch bei kleinstmöglichem Gleisradius noch frei innerhalb des Hydraulikzylinders bewegen können.

Bei einseitig angeordneten Kolbenstangen 14 weisen die die Räume 19,19' begrenzenden Kolbenseiten grössere wirksame Kolbenflächen auf als die die Räume 17,17' bzw. 18, 18' begrenzenden Kolbenseiten. Dadurch machen die Drehgestelle bei gleicher Kraftentwicklung unterschiedliche Längswege. Um diese Erscheinung zu mindern, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, die beiden Arbeitskolben 15,16 jedes Zylinders im Bereich des zwischen ihnen liegenden, mittleren Arbeitsraumes 19 durch eine teleskopartig ausgebildete Stange zu verbinden. Dieses Merkmal kann, wie in Fig. 4a dargestellt, durch eine an den einen Kolben (z.B. 16) fest angeordnete Stange 38 verwirklicht werden, deren freies Ende 39 in der Bohrung 40 des anderen Kolbens (15) und der zugehörigen Kolbenstange 14 lose, d.h. ohne Kraftschluss, geführt wird. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel dieses Merkmals ist eine Stange 41 mit jedem Ende in der Bohrung 40 eines Kolbens (15 und 16) und der zugehörigen Kolbenstange lose geführt. Durch Federn 42, die auf den Grund der Bohrung 40 gehalten sind, wird die Stange 41 jeweils mittig zwischen den Arbeitskolben 15 und 16 gehalten.

Da die belastbaren Kolbenstangen 14 grösser sein müssen als die in ihnen angeordneten Bohrungen 40, ist auch der Durchmesser D38 der teleskopartig ausgebildeten Stange 38 bzw. 41 kleiner als der Durchmesser D14 der belastbaren Kolbenstangen 14. Das Verhältnis D14/D38 soll aber möglichst klein angestrebt werden, damit die die mittleren Arbeitsräume 19,19' begrenzenden wirksamen Kolbenflächen der Arbeitskolben 15,16 bzw. 15', 16' den die äusseren Arbeitsräume 17,18 bzw. 17', 18' begrenzenden Kolbenflächen möglichst angeglichen werden.

Die Hydraulikzylinder 13 werden in bekannter Weise im Bereich des inneren Endradsatzes des Drehgestells 11 unter dem seitlichen Langträger des Hauptrahmens 12 befestigt, während die zugehörigen Kolbenstangen 14 jeweils an einem Ende über dort kardanisch angelenkte Zug- und Druckstangen 20 mit dem Drehgestell 11 verbunden sind. Zweckmässigerweise sind die drei Verbindungsleitungen 24,25,26 mit Speiseventilen 28, 29, 30, die mit einer Förderpumpe oder einem Druckspeicher 34 verbunden sind, und Ablassventilen 31, 32, 33 sowie, wie bereits erwähnt, mit Druckspeichern 21, 22,23 versehen, durch die bei Bedarf, beispielsweise zum Ausgleich von Leckverlusten, Menge und Druck der Hydraulikflüssigkeit in diesen Leitungen geregelt werden kann. Im allgemeinen versieht man die Verbindungsleitungen 24, 25 und 26 auch noch mit Sicherheitsventilen 35, 36, 37.

Um im Führerhaus des Schienenfahrzeuges jederzeit die Arbeitsstellung der Kolben beobachten zu können, sind vorteilhafterweise elektrische Kontakte so vorgesehen, dass bei unzulässig grossen Abweichungen der Kolben 15,16 bzw. 15', 16' aus ihrer Mittelstellung ein Warnsignal im Führerhaus ausgelöst wird. Zur äusseren Sichtprüfung befinden sich auf den Kolbenstangen Messskalen, an Hand derer eine Überprüfung der tatsächlichen Lage des Kolbens im Zylinder 13 möglich ist.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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   PATENTANSPRÜCHE

   !. Vorrichtung zur Übertragung der Zug- und Bremskräfte zwischen drehzapfenlosen Drehgestellen und dem Hauptrahmen von Drehgestell-Schienenfahrzeugen, bei der, symmetrisch zur Längsmittelachse des Schienenfahrzeugs, auf beiden Fahrzeugseiten Druck- und Zugstangen einerseits mit den Drehgestellen an ihrer Aussenseite und anderseits mit am Hauptrahmen befestigten Hydraulikzylindern verbunden sind und bei der die entsprechenden Arbeitsräume der Hydraulikzylinder auf beiden Seiten in Leitungsverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Drehgestellen (11,11') an jeder Fahrzeugseite lediglich ein Hydraulikzylinder (13 bzw. 13') vorgesehen ist, der zwei getrennt wirkende, mit je einer Druck- und Zugstange (20) verbundene Arbeitskolben (15,16) besitzt, und dass jeder der drei durch die beiden Arbeitskolben gebildeten Arbeitsräume (17,18,19) des Hydraulikzylinders (13) auf der einen Seite mit dem entsprechenden Arbeitsraum (17', 18', 19') des Hydraulikzylinders (13') auf der anderen Fahrzeugseite über Verbindungsleitungen (24,25,26) verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Arbeitskolben (15,16 bzw. 15', 16') im Bereich des zwischen ihnen liegenden, mittleren Arbeitsraumes (19 bzw. 19') durch eine teleskopartig ausgebildete Stange (38; 41) ohne Kraftschluss verbunden sind.
3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (24, 25,26) mit Druckspeichern (21,22,23), Speiseventilen (28, 29,30) und Ablassventilen (31, 32, 33) sowie mit Sicherheitsventilen (35,36,37) versehen sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer im Führerhaus installierten Warnanzeige verbundene elektrische Kontakte bei unzulässig grossen Abweichungen der Arbeitskolben (15,16; 15', 16') aus ihrer Normallage durch die Kolbenstangen (14) selber oder die an sie angelenkten Zug-Druck-Stangen (20) betätigbar sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangen (14) mit Messskalen versehen sind.