DE1005106B - Rueckstellvorrichtung fuer Schwenkradsaetze von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Lokomotiven - Google Patents

Description

• Rückstellvorrichtung für Schwenkradsätze von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Lokomotiven Um Schwenkachsen von Lokomotiven, z. B. Bisselachsen, Adamsachsen oder die Laufachsen von Kraus-Helmholtz-Gestellen, die vorauslaufen, zur Führung des Fahrzeuges mit heranzuziehen, muß man sie mit einer Rückstellvorrichtung versehen, die z. B. mit Federkraft oder Gewichtswirkung arbeitet. Läuft die Achse aber bei Umkehr der Fahrtrichtung am Ende des Fahrzeuges, so wirkt die Rückstellvorrichtung ungünstig auf den Bogenlauf des Fahrzeuges ein, da sie sein hinteres Ende nach dem Krümmungsmittelpunkt hinzieht, statt es nach außen zu drücken.
• Es sind Anordnungen bekanntgeworden, bei denen diese nachteilige Wirkung der Schwenkachsen dadurch vermieden werden soll, daß die Rückstellkraft ausgeschaltet oder abgeschwächt werden kann, wenn bei Umkehr der Fahrtrichtung die vorauslaufende Schwenkachse zu einer nachlaufenden wird. Dies setzt aber eine besondere Aufmerksamkeit des Lokführers voraus, der bei Fahrtwendung die Umschaltung vornehmen muß, oder einen mehr oder weniger verwickelten Mechanismus, der diese Umschaltung selbsttätig vornimmt. Auch fällt eine derartige Schwenkachse nachlaufend für die Führung des Fahrzeuges in der Geraden ganz oder teilweise aus, da im Bereich um die Mittelstellung die Rückstellkräfte ebenfalls verschwinden oder klein werden.
• Es ist bekannt, daß die Richtkräfte, welche die vorauslaufende Schwenkachse auf den Rahmen übertragen muß, um das Fahrzeug durch den Bogen zu führen, in vielen Fällen, insbesondere bei kleinem festem Achsstand, wesentlich kleiner sind als diejenigen Richtkräfte, die beim Lauf in der Geraden benötigt werden, um einen ruhigen Lauf des Fahrzeuges zu sichern.
• Demgemäß sind auch Rückstellvorrichtungen bekanntgeworden, bei denen die Rückstellkraft um die Mittelstellung herum groß ist und mit wachsendem Ausschlag des Schwenkradsatzes allmählich auf einen nahezu konstanten geringen Wert absinkt.
• Eine solche Rückstellvorrichtung kann aber nur dann die gewünschte Wirkung erzielen, wenn sie richtig bemessen wird; denn bei zu großer Kraft in der Mittellage kommt die Schwenkachse nachlaufend gar nicht zum Ausschlag und zeigt die eingangs geschilderten Nachteile in vollem Umfang, während bei zu starkem Abfall der Rückstellkraft beim Ausschlag der Schwenkachse diese die ihr zugedachte Führung des Fahrzeuges nicht mehr in ausreichendem Maße übernehmen kann.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile wird die Kennlinie der Rückstellvorrichtung erfindungsgemäß so bemessen, daß die Rückstellkraft in einem engen Schwenkwinkelbereich um die Mittelstellung des Schwenkradsatzes nur so groß ist, daß beim Bogenlauf des nachlaufenden Schwenkradsatzes gerade noch ein Ausschlag des Radsatzes nach innen ermöglicht wird, während sie im Bereich der großen Schwenkwinkel eben noch genügt, daß sie beim Bogenlauf eine Führung des Fahrzeuges durch den vorauslaufenden Schwenkradsatz (allein oder zusammen mit dem nächstfolgenden Radsatz) gewährleistet.
• Läuft der Schwenkradsatz nämlich hinten, also hinter dem Reibungsmittelpunkt des Hauptrahmens, so stehen sehr große Reibungskräfte aus der Quergleitung der Räder zur Verfügung, welche den Radsatz zum Ausschlag nach innen zu bringen versuchen, solange er sich in der Nähe der Mittellage befindet. Wird die Rückstellkraft in der Mittellage so bemessen, daß sie um ein geringes kleiner ist als diese Reibungskräfte, so kommt der Schwenkradsatz mit Sicherheit zum Ausschlag und damit in den Bereich der kleinen Rückstellkräfte. Er kann dann beim Durchlaufen des Bogens nur noch geringe »unechte Richtkräfte« auf den Rahmen übertragen. Bei dem damit ermöglichten großen Ausschlag des Schwenkradsatzes fallen die Quergleitkräfte entsprechend der Annäherung an die Radialstellungen entweder auf den Wert der verminderten Rückstellkräfte ab, oder der Radsatz legt sich mit dem inneren Spurkranz an die Innenschiene an und überträgt die überschüssige nuergleitkraft unmittelbar auf diese.
• Die Rückstellkraft im ausgeschlagenen Zustand wird so bemessen, daß sie bei Vorwärtsfahrt gerade noch die zur Führung des Fahrzeuges im Bogen notwendige Richtkraft erreicht, wobei notfalls der erste feste Radsatz zur Führung mit heranzuziehen ist.
• Vorteilhaft wird zwecks Erzielung des erfindungsgemäßen Verlaufes der Rückstellkraft in Abhängigkeit vom Ausschlagwinkel des Schwenkradsatzes bei Ausbildung der Rückstellvorrichtung als Gewichtsrückstellvorrichtung ein Aufbau gewählt, bei dem zur Abstützung des Fahrzeugrahmens auf den Achslagern Kugeln verwendet werden, wobei jede Kugel zwischen einer oben- und einer unterliegenden Pfanne läuft und die Wälzfläche jeder Pfanne aus mehreren konzentrischen Hohlkegeln mit unterschiedlichem Spitzenwinkel gebildet ist. Derartige Gewichtsrückstellvorrichtungen sind grundsätzlich bekannt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
• In Abb. 1 ist der qualitative Verlauf der Rückstellkraft in Abhängigkeit vom Deichselausschlag wiedergegeben.
• Abb.2 zeigt die Ausbildung einer Gewichtsrückstellvorrichtung, die eine Kennlinie entsprechend Abb. 1 aufweist.
• In Abb. 1 ist der Deichselausschlag in mm als Abszisse und die Rückstellkraft in kg als Ordinate aufgetragen. Der mit ca bezeichnete Teil des dargestellten Kurvenzuges entspricht der Rückstellkraft im Bereich kleiner Ausschlagwinkel um die Mittellage, während der mit b bezeichnete Kurventeil der Rückstellkraft bei größeren Ausschlagwinkeln entspricht. Mit c ist der Verlauf der Rückstellkraft übergehend von der Größe ca zur Größe b bezeichnet. Durch die Gerade d ist die Endbegrenzung des Ausschlages wiedergegeben. Die die Rückstellkraft wiederge`enZe Kurve beginnt mit einem gewissen Abstand e vorn Nullpunkt des verwendeten Koordinatensystems. Dieser Abstand e ist bedingt durch die für die Herstellung der Gesamtanlage unbedingt erforderlichen Toleranzen und Spiele.
• In Abb. 2, welche eine Gewichtsrückstellvorrichtung in ihrer Mittelstellung wiedergibt, ist mit 1 ein Achslagergehäuse, mit 2 eine im Rahmen geführte Federstütze bezeichnet. 3 ist eine Stahlkugel. Mit 4 ist eine in Teil 1 angebrachte Kugelpfanne und mit 5 eine in Teil 2 angebrachte Kugelpfanne bezeichnet. Die Kugelpfannen 4 und 5 besitzen Wälzflächen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei konzentrischen Hohlkegeln mit unterschiedlichem Spitzenwinkel gebildet sind. Bei Ausschlagen des Schwenkradsatzes verschieben sich die Teile 1 und 2 in der Horizontalen gegeneinander, und die Kugel 3 rollt aus der in Abb. 2 dargestellten Mittellage, d. h. aus den Kegeln mit dem kleineren Spitzenwinkel heraus auf die Mantelflächen der Kegel mit größerem Spitzenwinkel, und es ergibt sich daraus ein Zerlauf der Rückstellkraft, wie er qualitativ in Abb. 1 wiedergegeben ist.
• Anspruch 1 schützt ausschließlich die Gesamtkombination seiner sämtlichen Merkmale. Anspruch 2 gilt nur in Verbindung mit Anspruch 1.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Rückstellvorrichtung für Schwenkradsätze von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Lokomotiven, bei der die den Fahrzeugrahmen führende Rückstellkraft um die Mittelstellung des Radsatzes herum größer ist als bei größeren Schwenkwinkeln und bei der die Rückstellkraft im Bereich dieser Stellung einen hohen Wert hat, von dem sie mit zunehmendem Schwenkwinkel allmählich auf einen nahezu konstanten geringen Wert absinkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft in einem engen Schwenkwinkelbereich um die Mittelstellung des Schwenkradsatzes nur so groß ist, daß beim Bogenlauf des nachlaufenden Schwenkradsatzes gerade noch ein Ausschlag des Radsatzes nach innen ermöglicht wird, während sie im Bereich der großen Schwenkwinkel eben noch genügt, daß sie beim Bogenlauf eine Führung des Fahrzeugs durch den vorauslaufenden Schwenkradsatz (allein oder zusammen mit dem nächstfolgenden Radsatz) gewährleistet.
2. 2. Gewichtsrückstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des Fahrzeugrahmens auf jedem Achslager der Schwenkradsätze jeweils eine Kugel dient, wobei jede Kugel zwischen einer oben- und einer unterliegenden Pfanne läuft und die Wälzfläche jeder Pfanne aus zwei oder mehreren konzentrischen Hohlkegeln mit unterschiedlichem Spitzenwinkel gebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 845 960, 850 760, 599 652, 812191; schweizerische Patentschrift Nr. 288 928; USA.-Patentschriften Nr. 2 500 586, 1973 816.