DE1004218B

DE1004218B - Achssteuereinrichtung fuer Laufwerke von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE1004218B
Application number: DED13226A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gustav-Adolf Gaebler
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1952-09-30
Filing date: 1952-09-30
Publication date: 1957-03-14

Description

AChssteuereinrichtung für Laufwerke von Schienenfahrzeugen Es sind Achssteuereinrichtungen für Laufwerke von Schienenfahrzeugen bekannt, die dem seitlichen Ausschlag eines Laufwerkes, beispielsweise der Wiege eines Drehgestells, eine in der Mittellage bei »Null« beginnende, mit zunehmendem Ausschlag erst langsam, dann schneller oder erst schneller und dann langsamer zunehmende Gegenkraft entgegensetzen. Diese Einrichtungen haben die Wirkung normaler Wiegenpendel und lassen lediglich eine progressive Rückstellkraft den aus den Kräften der Fahrzeugführung entstehenden Bewegungen entgegenwirken.
Es sind auch Einrichtungen bekannt, die in der Mittellage (Geradeausfahrt) dem Fahrzeug eine hohe, das Laufwerk stabilisierende Kraft vermitteln, die mit zunehmender Auslenkung unter dem Zwang der Gleisführung abgebaut und praktisch auf den Wert »Null« reduziert wird, um dem Einstellen des Laufwerkes in der Krümmung keinen Widerstand entgegenzusetzen.
Die erstgenannte Einrichtung hat ihrer Zweckbestimmung nach also die Aufgabe, die notwendige quer elastische Bewegung zu begrenzen, die zweitgenannte Einrichtung die- Aufgabe, die bei sehr schneller Fahrt in der Geraden erwünschte Stabilisierung des Laufwerkes zu gewährleisten, ahne sein Ausschwenken in der Krümmung zu verhindern. In beiden Fällen besteht jedoch der Nachteil, daß eine echte Laufwerkseinstellung bei Einfahrten in Gleiskrümmungen nicht berücksichtigt worden ist.
Es ist aber auch schon eine Verbindung zwischen Hauptrahmen und Drehgestell bekannt, die durch zwei stützpendelartige und durch Rückstellkräfte beeinflußte, mit Abstand in Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Zapfen erfolgt, von denen zumindest einer quer zur Fahrtrichtung beweglich ist, um die Verdrehung zwischen Hauptrahmen und Drehgestell zu ermöglichen. Bei einer anderen bekannten Einrichtung ähnlicher Art wird die Verbindung zwischen Hauptrahmen und Drehgestell durch ein den Drehzapfen ersetzendes, seitlich neigbares Stützpendel gebildet, wobei Rückstellkräfte, die beispielsweise durch Rückstellfedern erzeugt werden, versuchen, dieses Stützpendel sowie weitere, zu dessen beiden Seiten quer zur Fahrtrichtung angeordnete Stützpendel immer wieder in die senkrechte Normallage zurückzuführen. Diese Rückstellfedern erzeugen in der Mittellage und in den beiden Endlagen der Stützpendel Rückstellkräfte von beträchtlicher Größe und kommen mit wachsender Neigung der Stützpendel entweder konstant, steigend oder abnehmend zur Wirkung. Mit solchen Konstruktionen soll somit wie hei der Erfindung ein Hineindrücken des Drehgestells in die Gleiskurve und damit eine echte Laufwerkseinstellung in die Krümmung erreicht werden. Die vorbeschriebenen bekannten Ausführungen haben jedoch den Nachteil, daß die Rückstellkräfte in den Zwischenstellungen zu groß sind, wenn sie am Ende der Pendelbewegung den gewünschten hohen Betrag besitzen sollen.
Dieser Nachteil wird nun erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die bei kleinen Schwenkwinkeln eine stabile Abstützung ergebende hohe Rückstellkraft bei zunehmendem Schwenkwinkel allmählich praktisch verschwindet, so daß eine labile Abstützung entsteht und bei weiter zunehmendem Schwenkwinkel wieder in die stabile Abstützung übergeht (Abt. 6).
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Länge der Stützpendel so gewählt wird, daß diese im oberen Geschwindigkeitsbereich der Fahrzeuge eine oberhalb der kritischen Schwingfrequenz (Resonanzlage) liegende Frequenz aufweisen.
Durch die Erfindungslösung ergibt sich also der Vorteil, daß der echten nach dem Einlauf in die Gleiskrümmung mit zunehmendem Schwenkwinkel zwischen Laufwerk und Hauptrahmen ein abnehmender Widerstand entgegengesetzt wird, der erst dann wieder ansteigt, wenn der Schwenkwinkel sich seinem Höchstwert nähert.
Zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen dienen die Abb. 1 bis 6.
Abb. 1 zeigt die Anordnung der um den Drehpunkt 1 schwenkbar gelagerten Lenker 2 für den Radsatz 3 eines zweiachsigen Wagens in der Draufsicht und Abb. 2 im Seitenriß. Abb. 3 zeigt die Abstützung des Wagenkastens 5 auf dem Radsatz 3 über Pendelstützen 6. Die Pendelstützen 6 sind in. dem Ausführungsbeispiel beim Lauf im geraden Gleis mit einer geringen Schrägstellung nach innen dargestellt und durch über Kreuz gespannte Federn 7 so stabilisiert, daß sie nach einem bestimmten, unter dem Wagenkasten erfolgten Ausschwenken des Radsatzes 3 nach einer Seite dieser Bewegung einen wachsenden Widerstand entgegensetzen, so daß die an sich labile Aufstützung des Wagenkastens auf dem Radsatz 3 durch entsprechende Bemessung der Federn 7 stabil wird. Läuft nun ein so ausgestattetes Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit in einer Krümmung, so wird unter dem Einfluß der Spurkranzführungskräfte und der Fliehkräfte des Wagenkastens das Laufwerk 2, 3 unter dem Wagenkasten um den Drehpunkt 1 nach innen einschwenken. Dabei werden die Stützpendel 6 aus ihrer sich selbst stabilisierenden Ruhelage herausgeschwenkt, so daß sie nunmehr das Bestreben haben, unter der Wirkung der Wagenlast auf den Radsatz 3 diesen in die Kurve hineinzudrücken, wobei die Federn 7 die Stützpendel 6 festhalten und ein Ausknicken damit verhindern. ES muß nun bei der Bemessung der Neigungswinkel der Stützpendel 6 sowie der Federn 7 darauf geachtet werden, daß den Spurkranzführungskräften und Fliehkräften beim Krümmungseinlauf bzw. den Kräften aus der Verdrehbeschleunigung des Wagenkastens eine angemessene Progressivkraft durch die Stabilisierungsfedern 7 entgegengesetzt wird, damit die Radsätze 3 durch das Wagengewicht nur so weit in die Kurve hineingedrückt werden, bis sie an der Innenschiene anlaufen und dort den erwünschten Halt finden. Solche Laufwerksbewegungen werden auch noch durch Dämpfereinrichtungen üblicher und bekannter Bauweise beruhigt, auf deren Darstellung wegen der besseren Übersicht verzichtet worden ist.
Hinsichtlich des nachlaufenden Laufwerkes bestehen zwei Möglichkeiten: Entweder wird dieses Laufwerk in gleicher Weise wie das führende Laufwerk eingesteuert, oder die Achssteuerungsvorrichtung wird (z. B. durch Blockieren der Gelenke des Stützpendels 6 und gleitende Freigabe der Seitenbeweglichkeit der Auflagerfederung 4) ausgeschaltet und der nachlaufende Radsatz 3 geschleppt; denn dieser ist sowieso bestrebt, sich radial einzustellen.
Abb. 2 zeigt eine Seitenansicht des lenkergeführten Laufwerkes 2, 3 nach Abb. 1 und 3 mit der einzigen Abweichung, daß die Stützpendel 6 in die Feder 4 hinein verlagert sind. Bei gleicher Wirkungsweise des Stützpendels 6 und Federsystems 7 wird so die Bauhöhe. der Stütz- und Steuereinrichtung über den Wagenrädern verringert.
In ähnlicher Form, wie vorbeschrieben, kann nun der Erfindungsgedanke auch bei Wagen mit anderen Laufwerken, beispielsweise mit Drehgestellen, angewendet werden. Zur Erläuterung dienen die Abb. 4, 5 und 6.
Abb. 4 zeigt hierbei ein Fahrzeug mit zwei zweiachsigen Drehgestellen in der Bogenfahrt, wobei die Verdrehung der Drehgestelle durch den Winkel a gekennzeichnet isst. In Abb. 5 ist der Einbau und die Form der Pendelstütze 6 in der Seitenfederung4 (z. B. Wiegenfeder) eines zweiachsigen Drehgestells dargestellt. Beim Einschwenken des Laufwerkes 2, 3 um den Winkel a wird das untere Ende des einen Pendels 6 nach vorn, das untere Ende des anderen Pendels 6 um das gleiche Stück in Fahrtrichtung nach hinten bewegt, so daß die Pendel in Fahrtrichtung entgegengesetzt geneigt sind. Das Gewicht des Hauptrahmens bzw. Wagenkastens hat dann das Bestreben, das Laufwerk so lange in die Krümmung zu drehen, bis vom Spurkranzführungsdruck her bzw. von der Vorrichtung, die das Einschwenken begrenzt, das Einschwenken begrenzt wird. Die Pendelstützen 6 mit ihren Federn 4 arbeiten hierbei sinngemäß wie die in den Abb. 2 und 3 dargestellten Pendelstützen 6 und verwirklichen beide das aus Abb. 6 ersichtliche Kräftediagramm, in dem die Abszisse den Schwenkweg s, die Ordinate die Rückstellkraft P darstellt.
Anspruch 1 schützt ausschließlich die Gesamtkombination seiner sämtlichen Merkmale; Anspruch 2 ist ein echter Unteranspruch, der nur in Verbindung mit Anspruch 1 gilt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Achssteuereinrichtung für Laufwerke von Schienenfahrzeugen, die um eine lotrechte Achse schwenkbar sind und auf denen der Wagenkasten mittels Stützpendel gelagert ist, die nach dem ersten Ausschwenken des Laufwerkes beim Einfahren in die Gleiskurve im Zusammenwirken mit dem Eigengewicht des Wagenkastens das Laufwerk in die Gleiskurve hineindrücken und mit einer Rückstelleinrichtung vereinigt sind, die in der Mittellage der Stützpendel und am Ende ihres Schwenkweges eine große Rückstellkraft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die bei kleinen Schwenkwinkeln (s) eine stabile Abstützung ergebende hohe Rückstellkraft (P) bei zunehmendem Schwenkwinkel allmählich praktisch verschwindet, so daß eine labile Abstützung entsteht, und bei weiter zunehmendem Schwenkwinkel wieder in stabile Abstützung übergeht (Abb.6).
2. Achssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Stützpendel (6) so gewählt ist, daß diese im oberen Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeuges eine oberhalb der kritischen Schwingfrequenz (Resonanzlage) liegende Frequenz aufweisen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 825 425, 92 099, 162 285, 331045, 638 825, 422 433, 837 549; österreichische Patentschrift Nr. 163 703; schweizerische Patentschrift Nr. 160 067; französische Patentschrift Nr. 936 118; Zeitschrift: Großdeutscher Verkehr, 1942, S.553 bis 562, insbesondere S. 558.