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Trennbares, zweiachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf ein trennbares, zweiachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge,
das aus zwei selbständigen, fest miteinander gekuppelten Hälften besteht, von denen
je eine Hälfte unter einem Wagenende angeordnet. ist.
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In zwei selbständige Laufwerke unterteilte Drehgestelle sind an sich
bekannt. Auch wurde bereits vorgeschlagen, die Drehgestellhälften fest miteinander
zu kuppeln, wobei beide Laufwerke durch einen. gemeinsamen lotrechten. Führungszapfen
geführt sind. Das entkuppelte Gestell liegt in diesem Fall horizontal starr unter
dem Fahrzeug, so da,ß der Radsatz infolgedessen keine horizontalen Winkeländerungen
wie bei einem Drehgestell ausführen kann. Bei Förderwagen mit einer von der Wagenmi.ttelkupplung
gesteuerten Verstelleinrichtung ist es bekannt, daß mindestens ein Radsatz mittels
dieser Verstelleinrichtung, die einen im Untergestell festen Zapfen aufweist, mit
der Wagenmittelkupplung im Sinne der winkelhalbierenden Einstellung des Radsatzes
in Verbindung steht. Es sind auch an Pendeln aufgehängte Hälften trennbarer Drehgestelle
bekannt, deren Wagenkästen durch eine Mittelkupplung verbunden sind und bei denen
die Laufwerksführung bzw. deren. Bauteile zur Lastübertragung lediglich über lotrechte
Kräfte übertragende Tragfedern mit den Rahmen jeder Laufwerkshälfte in Verbindung
stehen. Bei einer weiterer bekannten Ausführung sind an den Rahmen, einachsiger
Drehgestelle besondere Glieder angebracht, die diese im zusammengesetzten Zustand
unter Wahrung der Parallelität ihrer Radachswellen in Drehgestell-Längsrichtung
beweglich führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten trennbaren,
zweiachsigen Drehgestelle für Schienenfahrzeuge, die aus zwei selbständigen, fest
miteinander gekuppelten Hälften bestehen, von denen je eine Hälfte unter einem Wagenende
angeordnet ist, zu vereinfachen und zu verbessern, insbesondere aber die Verwendung
automatischer Kupplungen bzw. deren leichte und einfache Betätigung zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist jeder halbe Drehgestellrahmen an einem Ende mittels eines oder
mehrerer Pendel am Wagenkasten aufgehängt und im Bereich zwischen dieser Aufhängung
und der Radachse horizontal drehbar am Wagenkasten gelagert. Auf diese Weise wird
ein in seiner Höhe gegenüber dem Wagenkasten gleichbleibender oder annähernd gleichbleibender
Anlenkpunkt des Drehgestellrahmens geschaffen, mit einer nach Art der Schwingachsen
am Wagenkasten gelagerten. Achse: Schwingachsen haben bekanntlich gute Laufeigenschaften
und geben die aus den Anzugs- und Bremskräften. resultierenden Momente günstig ab.
Im ungekuppelten Zustand, also bei einem allein laufenden Fahrzeug, verhält sich
das Laufwerk wie eine Lenkachse, d. h., bei der Kurvenfahrt stellt sich der Radsatz
infolge der Konizität der Radreifen und der horizontalen Nachgiebigkeit des am Rahmenende
angeordneten Pendels radial zum Gleisbogen ein. Das Fahrzeug kann mithin beliebig
rangiert werden und gegebenenfalls auch als Einzelfahrzeug laufen. Ein besonderer
Vorteil der erfindungsgemäßen. Ausführung ist, daß sich der Laufwerkrahmen durch
die rückstellenden Kräfte am Pendel 'ohne zusätzliche Einrichtungen in seine Mittelstellung
zurückbewegt und damit das leichte Ankuppeln eines zweiten Fahrzeuges ermöglicht.
Es können also ohne weiteres automatische Kupplungen verwendet werden, was bei den
bisherigen teilbaren Drehgestellen nicht oder nur schwer möglich war. Ferner werden
mit den Mitteln der Erfindung auf einfache Weise die Massen zweier Fahrzeuge in
senkrechter Richtung zu einer einzigen Masse verbunden, da infolge der Pendelgehänge
die gelenkig verbundenen Laufwerkrahmenhälften zweier Fahrzeuge entgegengesetzte
Bewegungen. der diesen zugeordneten Wagenkästen verhindern.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist zwischen jedem Wagenkasten
und dem Drehgestellrahmen ein vertikal, horizontal oder vertikal und horizontal
gefederter Wiegebalken angeordnet. Dadurch wird die Abfederung des Wagenkastens
verbessert. Federung und Wiegenlagerung können gleich oder ähnlich derjenigen zweiachsiger
Drehgestelle ausgeführt sein. Dabei kann der Wiegebalken durch eine Luftfeder oder
eine einer Stahlfeder zugeschaltete Luftfeder oder auch eine hydraulische Hubvorrichtung
in seiner Höhe verstellbar sein, was zur Erleichterung der Verbindung bzw. Kupplung
zweier Wagenkästen ausgenutzt werden kann, denn auf diese Weise werden unterschiedliche
Höhen der Rahmenanlenkpunkte ausgeglichen.
Es liegt ferner im Wesen
der Erfindung, das oder die Pendel entweder am Wagenkasten oder am Drehgestellrahmen
oder an beiden zugleich federnd zu lagern. oder die Pendel inhrer Längsrichtung
selbst federnd auszubilden. Auf diese Weise wird bei Stoßeinwirkung dein Einfluß
der Rahmenmassen Rechnung getragen. Durch die gelenkige und federnde Verbindung
zwischen Drehgestellrahmen und Wagenkasten verhält sich das Laufwerlc* wie ein vom
Sinuslauf weitgehend befreites Drehgestell.
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Sind die Pendel erfindungsgemäß höhenverstellbar ausgebildet, so hat
man damit ein weiteres Mittel in der-Hand, einen Höhenausgleich zwischen den Rahmenanlenkpunkten
herbeizuführen.
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Schließlich ist es möglich, die beiden Hälften des Drehgestellrahmens
drehbar um eine horizontale, quer zur Fahrtrichtung verlaufende Achse gelenkig miteinander
zu verbinden und dabei die Gelenke zur Verbindung der beiden Hälften des Drehgestellrahmens
an im Rahmen geführten, ein- und ausschiebbaren Stangen anzuordnen, wobei die Stangen
in Wagenlängsrichtung unter Federvorspannung stehen. Die zu kuppelnden Fahrzeuge
können dann zusätzlich mit einer in Fahrzeuglängsrichtung federnden Zug- und Stoßvorrichtung
ausgerüstet sein, ohne daß bei Zug-oder Stoßeinwirkung eine Längsverschiebung des
Anlenkpunktes des Drehgestellrahmens am Wagenkasten erforderlich ist.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
dargestellt.
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Abb.1 zeigt das trennbare Drehgestell in der Seitenansicht, Abb. 2
im Grundriß, und zwar rechts ohne Wiege und links mit aufgelegter Wiege, Abb.3 eine
besondere Ausführungsform für die Ausbildung des Gelenks zur Vereinigung der beiden
Drehgestellhälften.
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Wie aus den Abbildungen hervorgeht, liegt ein Ende des Rahmens 1 jeder
Laufwerkhälfte gefedert auf der zugehörigen Radachse 2, wobei jegliche Art Federung,
im vorliegenden Fall beispielsweise eine auf Schub arbeiteiZde "Gummifederung 3,
vorgesehen sein kann. Das zweite Ende des Laufwerkrahmens 1 ist mit Hilfe des Pendels
4 gelenkig am Wägenkastenende aufgehängt. Die Abstützung des in Abb. 1 strichpunktiert
angedeuteten Wagenkastens 5 erfolgt im Bereich zwischen Radsatz und dem Rahmenende,
und zwar -unter Zuhilfenahme eines Wiegebalkens 6, welcher mit dem Wagenkasten 5
drehbeweglich um eine vertikale Achse -verbunden ist. Um eine zweite Federung zu
erreichen, ruht der Wiegebalken 6 auf Luftfederbälgen 7; - die sich auf dem Laufwerkrahmen
1 abstützen. Luftfederbälge haben bekanntlich -die Eigenschaft, nicht nur vertikal
nachgiebig zu sein, sondern in beschränktem Maße auch in horizontaler Richtung,
so daß mit Hilfe dieser Luftfederung sowohl eine vertikale -als auch eine seitliche
Abfederung des Wagenkastens 5- gegenüber dem Rahmen 1 erzielt werden kann.
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Wird das Fahrzeug nicht mit einem zweiten Fahrzeug gekuppelt, so führt
sich der Radsatz infolge .der Konizität der Radreifen etwa im gleichen Maße wie
ein Vereinslenkradsatz, Es ist somit die Möglichkeit gegeben, das Fahrzeug zum mindesten
innerhalb von Werkstätten oder Bahnhöfen zu rangieren, ohne daß Entgleisungsgefahr
besteht.
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Im gekuppelten Zustand zweier Fahrzeuge werden beide Laufwerk-Halbrahmen
durch die an ihren Enden befindlichen Gelenke 8 zu einem Drehgestell verbunden.
Drehgestelle erhöhen bekanntlich die W ell en i länge der sinusförmigen Laufbewegung
und haben gegenüber Laufwerken mit frei beweglichen Achsen einen wesentlich günstigeren
Fahrzeuglauf. Im gekuppelten. Zustand zweier Fahrzeuge und bei Durchfahrt von Gleiskrümmungen
bewegen sich die einzelnen Wagenkästen 5 drehbeweglich auf den zugehörigen Laufwerkrahmen
1 bzw. den Wiegen 6, während etwa seitwärts auftretende horizontale Querbewegungen
der Wagenkästen 5 von den allseitig beweglichen Pendeln 4 aufgenommen werden. Die
Wiegen 6 sind zudem infolge der Luftfederung 7 querbeweglich und lassen somit ebenfalls
seitliche Bewegungen des Wagenkastens 5 zum Rahmen 1 zu.
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Wird ein Radsatz des gekuppelten teilbaren Drehgestells von unten
einem Stoß ausgesetzt, so wirkt dem Anheben des Wagenkastens 5 über die Gelenke
8 und das Pendel 4 des zweiten Rahmens auch das Gewicht des zweiten Wagenkastens
entgegen. Die Federn 3 jeder Radachse 2 finden ihre Reaktion in der doppelten Wagenmasse
und verändern infolgedessen die Höhenlage der Wagenkästen in nur geringem Maße.
In gleicher Weise wirkt naturgemäß diese Anordnung beruhigend, falls durch eine
Schienenunebenheit eine plötzliche Entlastung des Radsatzes eintritt.
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Sehr oft ist auch der Einbau von federnden Zug-und Stoßvorrichtungen
9 zwischen den zu verbindenden Wagenkästen 5 erwünscht. Da sich in einem solchen
Falle während des Betriebes die Entfernung der beiden. Drehzapfen zweier benachbarter
Wagen ändern kann, ist gemäß der Erfindung eine Ausgleichsvorrichtung gemäß Abb.
3 zwischen .den beiden zu kuppelnden Rahmenhälften vorgesehen. Hierbei ist in den
Enden der Rahmen 1 je eine Stange 10 gleitend geführt. Beide Stangen 10 jeder Drehgestellseite
sind durch das Gelenk 8 miteinander verbunden. Außerdem stehen die Stangen 10 mittels
der Federn 11 und 11a unter Federspannung, so daß jede Stange bemüht ist, das Gelenk
8 stets in der Mittellage, d. h. jeweils in der gleichen Quermittelebene zu halten,
wie sich dies aus der jeweiligen Stellung der beiden Wagenkästen 5 zueinander ergibt.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, die beiden Rahmenenden ohne Anwendung einer
Längsführung unmittelbar gelenkig miteinander zu verbinden. In einem solchen Falle
werden die Relativbewegungen zwischen Rahmen und Wagenkasten durch eine Längsbeweglichkeit
der Rahmen 1 zu den Wiegen 6 ausgeglichen, wie dies in Abb. 1 und 2 beispielsweise
mittels des in Längsrichtung federnden Lenkers 12 erfolgt.
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Infolge unterschiedlicher Wagenlast können die Anlenkpunkte beider
Rahmenhälften in ihrer Höhe gegeneinander verschoben sein, womit eine leichte Kuppelbarkeit
der Fahrzeuge in Frage gestellt würde. Um diesen Nachteil zu beseitigen, sind die
Luftfedern 7 zwischen dem Wiegebalken 6 und dem Halbrahmen 1 angeordnet. Durch Veränderung
des Luftdrucks in den Luftfedern 7 kann der Wagenkasten 5 so weit gehaben oder gesenkt
werden, daß die richtige Stellung beider Gelenkköpfe zueinander erreicht ist. Das
gleiche Ziel erreicht man auch dadurch, daß das Pendel 4 mit einem Längenausgleich
in Form einer Spindel versehen wird. Durch Drehen der Spindel bzw. deren Mutter
werden dabei die beiden Gelenkköpfe in die erwünschte Lage zueinander gebracht.
Eine solche Ausführung kommt beispielsweise dann in Betracht, wenn statt der Luftfedern
zwischen Luftfedern und Rahmen Stahlfedern mit unveränderlicher Federkonstante zur
Anwendung gelangen. Schließlich kann man aber auch unter Beibehaltung eines in seiner
Länge
unveränderlichen Pendels die Höhenverschiebung des Wagenkastens durch Einbau einer
zusätzlichen Luftfederung neben der Stahlfederung zwischen Wiegebalken 6 und Laufwerksrahmens
1 oder durch eine hydraulisch zu bedienende Hubeinrichtung an dieser Stellung bewirken.
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Die in den Zeichnungen dargestellte Innenlagerung der Radsätze bei
dem Ausführungsbeispiel bringt den Vorteil besonders niedriger Gewichte. Der Rahmen
1 kann jedoch auch außerhalb der Räder gelagert sein. Desgleichen können statt der
dargestellten Treibachsen auch Laufachsen vorgesehen sein.
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Wird jede Hälfte des Drehgestellrahmens am Rahmenende mittels eines
starren Pendels 4 am Wagen 5 gelagert, so können durch einen Einfluß der Masse des
Rahmens Stoßrückwirkungen am Wagenkasten eintreten, denen man dadurch begegnen kann,
daß die Pendelenden federnd gelagert sind oder aber das oder die Pendel 4 in sich
längsfedernd gestaltet sind, indem man beispielsweise die Pendel 4 zweiteilig ausführt
und ihre beiden Teile durch eine Feder nachgiebig miteinander verbindet. In den
meisten Fällen genügt eine relativ harte Federung, die schon durch die Verwendung
von Gummigelenken oder Gummiplatten herbeizuführen ist.
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Bei einfachen, insbesondere Güterfahrzeugen, kann man den Wagenkasten
5 unmittelbar mittels Kugelzapfen od. dgl. und seitlichen Gleitlagern auf dem Drehgestellrahmen
1 anordnen oder die Radachse 2 starr im Rahmen 1 lagern, wobei die Federung zwischen
dem Wiegebalken 6 und dem Halbrahmen 1 angeordnet ist.
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Gegenstand des Anspruchs 1 ist die Gesamtkombination der in diesem
Anspruch enthaltenen Merkmale, die Ansprüche 2 bis 7 gelten als echte Unteransprüche
nur in Verbindung mit dem Anspruch 1.