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Zwei- oder mehrteiliger Gliederzug, bei dem die Wagenenden auf je
einer Einzelachse gelagert und in der Achsmitte zugleich auch geführt sind Die Erfindung
bezieht sich auf einen zwei- oder mehrteiligen Gliederzug, bei dem die Wagenenden
auf je einer Einzelachse gelagert und in der Achsmitte zugleich auch geführt sind
und die beiden Einzelachsen benachbarter Wagenenden zu einem in der Kuppelebene
der Wagen teilbaren Drehgestell verbunden sind.
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Bei den bekannten Gliederzügen mit zweiachsigen Jakobs-Drehgestellen
sind die Wagenenden in übereinander angeordneten Drehpfannen im Kuppelpunkt zentrisch
gelagert und schubfest gegeneinander verbunden, um die Längsachse des Zuges aber
verdrehungsbeweglich. Nach dem gleichen Prinzip sind auch verdrehungssteif gekuppelte
Wagenkästen bekannt, die auf Jakobs-Drehgestellen gelagert sind und statt der Drehpfannen
Kugelrollkränze benutzen, deren relativ großer Durchmesser ein Verdrehen der Wagen
gegeneinander um die Längsachse des Zuges verhindert. Bei Gliederzügen nach dem
Talgo-Prinzip, bei denen ein nur auf einer Hinterachse laufender Wagen an ein zweiachsiges
Fahrzeug gekuppelt ist, werden die beiden benachbarten Enden der Wagenkästen mittels
vertikaler Lenker in vertikaler Richtung schubfest miteinander gekuppelt. Bei einem
aus zwei einachsigen Drehgestellen zusammensetzbaren parallelachsigen Drehgestell
für die Lagerung der benachbarten Rahmenenden von Schienenfahrzeugen ist es ferner
bekannt, an den Rahmen der beiden an den zugehörigen Wagenenden in Längsrichtung
unverschiebbar angelenkten einachsigen Drehgestelle Lenker anzubringen, die diese
im zusammengesetzten Zustand unter Wahrung der Parallelität ihrer Radachsen in Drehgestell-Längsrichtung
beweglich führen.
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Nachteilig bei Gliederzügen dieser Art mit in der Kuppelebene liegendem
Drehpunkt sind das erschwerte Trennen der Wagen, die relativ kurze Wagenlänge bzw.
die hierdurch bedingte Vielteiligkeit eines Zuges bestimmter Kapazität sowie die
unbefriedigenden Laufeigenschaften der einachsigen Bauweise.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Gliederzüge,
bei denen die Wagenenden auf je einer Einzelachse gelagert und in der Achsmitte
zugleich auch geführt sind und die beiden Einzelachsen -benachbarter Wagenenden
zu einem in der Kuppelebene der Wagen teilbaren Drehgestell verbunden sind; bei
gleichzeitiger Verbesserung des Wagenlaufs zu vereinfachen und zu verbilligen.
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Erfindungsgemäß sind die Einzelachsen möglichst weit von der Kuppelebene
der Wagen entfernt angeordnet und die benachbarten Wagenkasteienden stirnseitig
durch einen horizontal in der Fußbodenebene sowie in an sich bekannter Weise durch
je einen vertikal in der Nähe der Stirnwandsäulen angeordneten Lenker mit möglichst
geringem Spiel schubfest und verdrehungssteif miteinander gekuppelt. Auf diese Weise
werden für diese mit Einzelachsen an den Enden ausgerüsteten Wagen gleichartige
Laufeigenschaften erzielt, wie bei den schweren und teueren Fahrzeugen, deren Wagenenden
an den Trennstellen je ein zweiachsiges Drehgestell besitzen. Überfährt bei derartig
ausgeführten Gliederzügen eine Achse oder das eine Rad einer Achse ein Hindernis,
so stehen der Aufwärtsbewegung der Achse oder des Rades die Massen der beiden in
senkrechter Richtung schubfest gekuppelten Wagenteile entgegen. Durch die Vergrößerung
der einem Vertikalstoß entgegenwirkenden Masse wird die Beeinflussung des auf Federn
auf den Einzelachsen ruhenden Wagenkastens im Verhältnis der Massenvergrößerung
geringer und die Laufeigenschaften derart gekuppelter und gelagerter Gliederzüge,
die durch die von der Schiene herrührenden Stöße und Bewegungen beeinflußt werden,
mithin verbessert. Sie bieten den weiteren Vorteil, daß die Wagenlängen größer gewählt
werden können als bei Gliederzügen, bei denen der-Drehpunkt in der Kuppelebene der
Wagen liegt, so daß bei gegebener Zugkapazität eine geringere Anzahl von Fahrzeugen
notwendig ist. Die Trennung der Wagen ist durch das teilbare Laufwerk jederzeit
ohne besondere Hilfseinrichtung möglich, und es ergibt sich gegenüber den bekannten
Ausführungen noch der Vorzug, daß auch nach der Trennung die einzelnen Wagen für
sich lauffähig bleiben, was insbesondere beim Zusammenstellen der Gliederzüge, bei
Reparaturen u. dgl. von wesentlicher Bedeutung ist.
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Um eine feste Kupplung der aneinanderstoßenden Wagenenden zu erreichen,
sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Lenker in spielarmen
Kugel-
oder Gummigelenken an den Wagenkästen gelagert. Die Lenker können dabei durch eine
Gewindeverbindung längeneinstellbar sein. Um das Kuppeln und Entkuppeln der einzelnen
Wagen eines Gliederzuges ohne besonderen Zeitaufwand durchführen zu können, sieht
die_Erfindung weiterhin Einrichtungen zum selbsttätigen Verbinden und Lösen der
Lenker in diesem Falle vor. Eine solche Einrichtung kann beispielsweise darin bestehen,
daß horizontal gerichtete Lenkerteile zweier Wagenkastenenden je einen Zapfen und
eine Bohrung für den Gegenzapfen aufweisen, die beim Kuppeln der Wagen ineinandergreifen
und dadurch die Lenker selbsttätig untereinander verbinden und Federn zum Zusammenhalt
der Lenkerteile dienen.
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Eine Ausführungsform der Erfindung sieht die Lagerung der Wagen auf
Kugelrollkränzen vor, die einerseits am Wagenkasten und andererseits am Querträger
befestigt sind, die über Tragfedern auf dem Rahmen des Laufwerks ruhen. Die Führung
der Querträger gegenüber dem Laufwerk erfolgt wahlweise mittels quer zur Längsachse
vertikal angeordneter Gummikörper oder mittels Lenker, die in der Längsachse des
Zuges zwischen Rahmen und Querträger oder zwischen Rahmen und Wagenkasten angeordnet
sind.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Tragfedern
ohne Zwischenschaltung eines Kugelrollkranzes oder ähnlicher Mittel direkt zwischen
Wagenkasten und Rahmen des Laufwerks angeordnet, wobei zur Führung des Laufwerks
gleichfalls Gummikörper oder Lenker benutzt werden.
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Zur Übertragung der Längskräfte zwischen den Wagen ist je eine nicht
zum Gegenstand der Erfindung gehörige besondere Vorrichtung vorgesehen, deren Angriffspunkte
am Wagenuntergestell über der Achsmitte, d. h. im Drehpunkt, befestigt ist. Der
Rahmen des Laufwerks kann dabei zwei seitlich verlaufende oder einen in der Mitte
der Zuglängsachse angeordneten Rahmenteil besitzen, die, in der Kuppelebene der
Wagen geteilt, die zum Kuppeln oder Trennen der Fahrzeuge erforderlichen automatischen
oder von Hand zu betätigenden Einrichtungen aufweisen.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren
Einzelheiten dargestellt.
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Abb. 1 zeigt einen dreiteiligen Gliederzug in Seitenansicht; Abb.2
zeigt in schematischer Darstellung die Stellung des Zuges nach Abb. 1 teils in der
Kurve und teils in der Geraden; Abb. 3 ist der Längsschnitt durch die Kuppelstelle
bei gekuppelten Wagen; Abb. 4 ist der Grundriß zu Abb. 3; Abb. 5 zeigt den Querschnitt
im Bereich einer Einzelachse; Abb. 6 ist eine entsprechende Darstellung für eine
weitere Ausführungsform; Abb. 7 stellt eine Ansicht gegen die Stirnseite eines Wagenkastens
mit Anordnung der Lenker dar; Abb.8 zeigt den Grundriß der Kuppelstelle mit geteilten
Lenkern in der Geraden und Abb. 9 die gleiche Ansicht bei Stellung der Wagen in
der Krümmung.
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Der in Abb. 1 dargestellte, beispielsweise aus drei Wagen bestehende
Gliederzug ist mit den Endwagen 1 auf je einem zweiachsigen Drehgestell und einer
Einzelachse 3 sowie mit dem Mittelwagen 2 auf zwei Einzelachsen 3 gelagert. Die
Entfernung f der Drehpunkte 4 des Drehgestells bis zur Einzelachse 3 bei den Endwagen
1 bzw. der beiden Einzelachsen 3 des Mittelwagens 2 voneinander ergibt sich an Hand
bekannter Rechnungsmethoden unter Berücksichtigung der tragbaren Breiteneinschränkung
der Fahrzeuge. Allgemein wird angestrebt, die Wagenbreite so groß wie möglich zu
halten, und hieraus ergibt sich bei europäischen Verhältnissen für feine optimale
Länge von etwa 12,5 m. Beim Gliederzug gemäß der Erfindung liegen die Drehpunkte
4 aber nicht in der Kuppelebene 5, sondern über den Einzelachsen 3, deren gegenseitiger
Abstand e sich bei den aneinanderstoßenden Wagen 1 und 2 maximal aus den kleinsten
Kurven und dem möglichen Wiegenseitenspiel ergibt. Im Gegensatz hierzu liegt bei
den bekannten Gliederzügen der Drehpunkt der Wagen in der Kuppelebene. Das bedeutet,
daß die Wagenlänge gleich der Drehpunktentfernung, also gleich f ist, so daß für
eine bestimmte Zugkapazität im Vergleich mit Gliederzügen gemäß der Erfindung verhältnismäßig
viele Wagen erforderlich sind.
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In Abb. 2 sind schematisch die Verhältnisse bei der Kurvenfahrt des
Gliederzuges nach der Erfindung gezeigt, die in bezug auf den Achsabstand e dann
am ungünstigsten sind, wenn ein Wagen des Zuges so weit in die Kurve eingefahren
ist, daß die zweite Einzelachse 3 noch soeben in der geraden Schiene steht. Dabei
werden die Längsachsen der Wagenkästen, im Drehpunkt 4 betrachtet, um b mm nach
der Kurvenaußen- bzw. Innenseite hin ausgelenkt. Rechnerisch ergibt sich für diese
Verhältnisse der zulässige maximale Abstand im Laufwerk zu
Hierin ist b das zulässige Wiegenspiel, f der Abstand der Drehpunkte.
und R der kleinste Krümmungsradius. Mit diesem Achsstand e bestimmt sich die Wagenlänge
der Endwagen 1 zu
Überhang und die der Mittelwagen zu f -I- e.
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Überfährt eine Einzelachse 3 oder das Rad einer Achse (Abb. 1) ein
Hindernis auf der Schiene, so wird die Achse oder das Rad in der gleichen Zeit,
die zum Überfahren des Hindernisses erforderlich ist, um den Betrag der Höhe des
Hindernisses angehoben. Aus dem Impulssatz P - t=M . v lassen sich
der Weg, die Beschleunigung und die Geschwindigkeit, die die Wagenkästen vertikal
erfahren, ermitteln. Kuppelt man die Wagen schubfest miteinander, so vergrößert
sich die wirksame Masse M auf M1+ M2, d. h. daß sich die Geschwindigkeit, der Weg
und die Beschleunigung der auf den Tragfedern ruhenden Wagenkästen im entsprechenden
Verhältnis verkleinern. Da Hindernisse meistens nur bei einem Rad einer Achse vorkommen,
wirkt sich auch die verdrehungssteife Verbindung der Wagen günstig aus, da die Drehträgkeit
um die des zweiten Wagens vergrößert wird.
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Überfährt dagegen bei vierachsigen Drehgestellwagen normaler Bauart,
bei denen auf jedem Drehgestell die Masse M1 bzw. ?V12 ruht, die Fahrzeugenden aber
nicht in vertikaler Richtung schubsteif gekuppelt sind, die erste Achse eines Drehgestells
ein Hindernis, so hebt sich diese um die Hindernishöhe an, wobei aber der Wagenkasten,
da er zwischen den beiden Achsen mittig auf dem Drehgestell gelagert ist, nur von
der Hälfte dieses Weges beeinflußt wird.
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In Abb. 3 und 4 sind die Enden zweier miteinander gekuppelter Wagen
1 und 2 mit einer Lagerung auf den Achsen 3 dargestellt. Hierbei ruht der Wagenkasten
1
bzw. 2 auf einem Kugelrollkranz 6, der, mit einem Querträger 7 fest verbunden (Abb.
5), auf Federn 8 gelagert ist, die sich auf dem Rahmen 9 eines Laufwerks abstützen.
Zur Führung des Querträgers 7 dienen im vorliegenden Falle Gummikörper 10. Diese
sind an entsprechenden Fahrzeugteilen befestigt und übertragen die Brems-, Beschleunigungs-
und Querkräfte, behindern aber vertikal die Wege der Federn B infolge ihrer Schubelastizität
nicht. Statt der Gummikörper 10 können auch in der Zuglängsachse Lenker zwischen
Wagenkastenuntergestell und dem Laufwerkrahmen 9 angeordnet sein, die die Brems-
und Beschleunigungskräfte übertragen, im übrigen aber die Bewegungen des Wagenkastens
gegenüber dem Rahmen 9 nicht behindern.
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Eine wahlweise Ausführung der Lagerung der Wagenenden auf dem Laufwerkrahmen
9 zeigt Abb. 6, bei der die Einstellung der Achsen zu den Wagenkästen bei der Kurvenfahrt
durch die Seitenelastizität der Federn 11 ausgeglichen wird. Um die Seitenwege der
Federn möglichst klein zu halten, sind diese näher zum Drehpunkt des Wagens angeordnet.
Kugelrollkränze oder sonstige die Einstellung der Achsen ermöglichende Teile fallen
hierbei fort. Auch in diesem Falle können die Gummikörper 10 durch in Wagenlängsrichtung
angeordnete Lenker ersetzt werden.
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Bei der Ausführung nach Abb. 3 und 4 sind zwischen der Achse 3 und
dem Laufwerkrahmen 9 Gummifedern 12 vorgesehen. In der Kuppelebene 5 zwischen den
beiden Wagen 1 und 2 sind die Rahmenlängsträger 13 geteilt und durch geeignete Mittel,
beispielsweise automatische Kupplungen 14 oder auch von Hand zu betätigende Verbindungen,
gekuppelt. Es ist auch möglich, den Rahmen statt an zwei Stellen, wie in Abb. 4
gezeigt, zentral in nur einer Kuppelstelle zu verbinden, die dann so ausgebildet
sein muß, daß eine Parallelführung der Achsen 3 auch bei der Kurvenfahrt gewährleistet
ist. Dies ist wiederum durch eine automatische oder von Hand zu bedienende Kupplung
möglich.
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Zur Übertragung der Längskräfte zwischen den Wagen 1 und 2 ist eine
besondere Vorrichtung 15 vorgesehen (Abb. 3 und 4), deren Angriffspunkte 16 in der
Achsmitte, also im Drehpunkt 4 am Wagenkasten, liegen. Diese Vorrichtung 15 ist
in der Kuppelebene 5 zwischen den beiden Wagen gleichfalls geteilt und kann durch
automatische oder von Hand zu bedienende Mittel 17 gekuppelt werden.
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Für die schubfeste Verbindung der beiden Wagen 1 und 2 in vertikaler
und horizontaler Richtung sind drei Lenker 18 gemäß Abb. 7 vorgesehen. Diese Lenker
18 sind je am Wagen 1 und 2 angelenkt, wobei ihre Länge L möglichst groß gewählt
wird, um bei Winkeleinstellungen der Wagen 1 und 2 nennenswerte Verdrehungen der
Wagenkästen zueinander zu vermeiden. Die Lenker 18 sind kugelgelenkartig gelagert
und sollen möglichst wenig Elastizität besitzen, um eine echte Kupplung der beiden
Massen Ml und M2 zu gewährleisten.
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In Abb. 8 und 9 ist eine wahlweise Ausführungsform für die Lenker
18 nach Abb. 7 dargestellt, die bei Anwendung automatischer Kupplungen zur Verbindung
der Wagen 1 und 2 zugleich auch eine automatische Verbindung der Lenker
18 selbst ermöglichen soll. Zu diesem Zwecke sind im vorliegenden Falle die
Lenker beispielsweise zweiteilig ausgeführt, und jede Lenkerhälfte 18 a ist mit
einem konischen Nocken 19 sowie mit einer spiegelbildlichen Bohrung20 versehen,
so daß beim Zusammendrücken der beiden Lenkerhälften 18a diese selbsttätig ineinandergreifen.
Der Griffbereich kann durch Hilfseinführungen vergrößert werden. Um die Lenkerteile
18a stets fest im Eingriff zu halten, sind Federn 21 vorgesehen, die auch abweichend
von der Zeichnung angeordnet oder durch andere Mittel ersetzt sein können.
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Die Ansprüche 2 bis 6 sind echte Unteransprüche, die nur in Verbindung
mit dem Hauptanspruch Schutz genießen.