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Vorrichtung zum Achslastausgleich bei Drehgestell-Schienentriebfahrzeugen
Bei einem Drehgestell-Schienentriebfahrzeug, auf das während seines Anfahrens oder
Bremsens eine Zug- oder Druckkraft ausgeübt wird, herrschen bekanntlich andere Achsdrücke,
als sie beim Stillstand des Fahrzeuges vorliegen, und zwar erfahren beim Einwirken
einer Zugkraft die in Fahrtrichtung vornliegenden Achsen der Drehgestelle eine Entlastung,
während beim Bremsen eine Druckkraft auf das Fahrzeug in Fahrtrichtung einwirkt
und eine Entlastung der hinteren Achsen der Drehgestelle hervorruft.
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Die Entlastung der Achsen ist besonders bei vierachsigen Triebfahrzeugen
mit zwei Drehgestellen und hochliegenden Drehzapfen so erheblich, daß sie beim Anfahren
zum Schleudern der Treibräder führen kann,- während sie beim Bremsen die gewünschte
Wirkung ebenfalls wesentlich beeinträchtigt. Es sind deshalb verschiedene Maßnahmen
getroffen worden, um dem vorbezeichneten Nachteil abzuhelfen. Hierzu zählt die Anordnung
von pneumatisch oder hydraulisch wirksamen, aus Druckzylindern und Kolben bestehenden
Druckvorrichtungen an den Enden der Drehgestelle, die zum Zwecke der Verschiebung
der Lastaufstandspunkte zwischen der Fahrzeugbrücke und dem Drehgestell Kräfte ausüben.
Bei einer bekannten Ausführungsform wird die Beaufschlagung dieser Zylinder von
den am Zughaken wirkenden Kräften gesteuert. Daneben kann zum Achslastausgleich
beim Schieben von Zügen auch die Stoßvorrichtung benutzt werden. In beiden Fällen
erfolgt also die Steuerung der Achslastausgleichsanlage von der Zug- bzw. Stoßvorrichtung
aus.
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Demzufolge muß in jeden Puffer sowie in jede Zugvorrichtung des Fahrzeuges
ein Steuergerät eingebaut sein, damit die Anlage sowohl beim Ziehen als auch beim
Schieben von Zügen wirksam sein soll. Neben dieser aufwendigen Bauweise zeigte sich
als weiterer Nachteil, daß die Anlage dann nicht voll wirksam ist, wenn allein von
der Lokomotive die Massenkräfte der Fahrzeugbrücke sowie der Aufbauten und Einrichtungen
des Fahrzeugs, beispielsweise bei scharfen Bremsungen, abzufangen sind.
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Die vorstehenden Verhältnisse werden zwar in einem gewissen Umfang
mit einer anderen bekannten Anordnung verbessert, nach welcher der Achslastausgleich
in Abhängigkeit von der beim Anfahren oder Bremsen auftretenden Verschiebung der
Wiege und -der Brücke unter sich und gegenüber den Drehgestellen erfolgt, wobei
Federmittel der Verschiebung entgegenwirken. Eine derartige Anordnung bedient sich
aber eines aufwendigen und mit hohen Reibungsverlusten arbeitenden Hebelsystems,
mit dem bei einer Verschiebung des Drehgestelles gleichzeitig auch ein Abstützstück
zwischen dem Lokomotivkasten und dem Drehgestell so weit verschoben wird, daß die
Achsentlastung kompensiert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
die einerseits einen erheblich geringeren Bauaufwand erfordert, andererseits aber
die Vorteile der bekannten Anordnungen in sich vereinigt. Für eine Vorrichtung zum
Achslastausgleich vier- oder mehrachsiger Schienentriebfahrzeuge, insbesondere Lokomotiven,
mit mindestens zwei über je eine Wiege mit der Fahrzeugbrücke verbundenen Drehgestellen,
bei der der Achslastausgleich unter Mitwirkung von Federmitteln in Abhängigkeit
von der beim Anfahren oder Bremsen auftretenden Verschiebung der Wiege gegenüber
dem Drehgestell erfolgt, erfolgt die Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch, daß die Steuerung der Vorrichtung durch an sich bekannte hydraulische Mittel
(Druckvorrichtungen) erfolgt, die mit den Federmitteln, welche der Verschiebung
der Wiege entgegenwirken, zusammengeschaltet sind.
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Die Steuerung der die Achslast beeinflussenden Druckvorrichtungen,
die an den Stirnbohlen der Drehgestelle angeordnet sind und bei ihrer Einschaltung
das Drehgestell von der Fahrzeugbrücke wegdrücken, erfolgt über Steuerventile, auf
welche die Wiege bei ihrer Verschiebung einwirkt. Diese Einwirkung erfolgt zweckmäßig
mittelbar, indem den Steuerventilen Regler vorgeschaltet werden, welche in Abhängigkeit
von der Verschiebekraft der Wiege mittels einer Flüssigkeit Druck auf die Steuerventile
ausüben. Naturgemäß erfolgt die Einstellung der Steuerventile derart, daß sie die
Druckvorrichtungen
in eine Stellung bringen, in der diese die jeweils
optimale Achsbelastung ergeben. Dabei genügt es, für mehrere Druckvorrichtungen
einer oder beider Stirnseiten eines Drehgestelles jeweils ein Steuerventil bzw.
einen Regler anzuordnen.
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Da bei einer Lokomotive mit zwei oder mehr Drehgestellen das Ausmaß
der Entlastung einzelner Achsen und die Verschiebung der einzelnen Wiegen annähernd
gleich ist, erweist es sich im Hinblick auf die Kosten der Achslastausgleichsvorrichtung
und auf ihre Betriebssicherheit als vorteilhaft, die Druckvorrichtungen an beiden
Drehgestellen mit dem Steuerventil an der Wiege eines Drehgestelles zusammenwirken
zu lassen. In diesem Falle dient das eine Steuerventil bzw. der eine Regler der
entsprechend ausgerüsteten Wiege für die Betätigung der Druckvorrichtungen beider
Drehgestelle im Bremszustand der Lokomotive, während das andere Steuerventil bzw.
der andere Regler an der gleichen oder an der anderen Wiege die Druckvorrichtungen
von beiden Drehgestellen bei einer Zugbeanspruchung der Lokomotive zur Wirkung bringt.
Es braucht damit lediglich ein Regler bzw. ein Steuerventil für jede Kraftrichtung
angeordnet zu werden, um einer Achsentlastung in jeder Hinsicht Rechnung zu tragen.
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Selbstverständlich können an Stelle der vorgenannten Druckvorrichtungen
auch an sich bekannte Zugvorrichtungen angeordnet werden, die beim Ziehen und Bremsen
der Lokomotive eine den Druckvorrichtungen entgegengesetzte Bewegung ausüben. Darüber
hinaus ist es möglich, jeweils zwei Zug- oder Druckvorrichtungen eines Drehgestelles
durch eine einzige Vorrichtung zu ersetzen, mit der sowohl eine Zugkraft als auch
eine Druckkraft von der Fahrzeugbrücke aus auf das Drehgestell ausgeübt werden kann.
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen
erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Seitenansicht eines Drehgestelles mit einer Vorrichtung
zum Achslastausgleich, die zwei Steuerventile für jedes Drehgestell vorsieht, F
i g. 2 die Draufsicht auf das Drehgestell nach F i g.1, F i g. 3 die Seitenansicht
eines Fahrgestelles mit zwei Drehgestellen, deren Achslastausgleichsvorrichtungen
miteinander verbunden sind, F i g. 4 die Draufsicht auf das Fahrgestell nach F i
g. 3 und F i g. 5 einen Schnitt durch einen Regler für ein Steuerventil.
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Bei dem in F i g.1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die
Fahrzeugbrücke von einer Wiege 1 gestützt, die in dem Drehgestell 2 verschiebbar
gelagert ist. Die Druckvorrichtungen 3 und 4 an der vorder- und rückseitig gelegenen
Stirnbohle des Drehgestelles 2 dienen als zusätzliche Abstützung des Drehgestelles
2 im Sinne eines Ausgleiches der Achslasten. Die Steuerung der Druckvorrichtungen
3 und 4, die als hydraulische Mittel im wesentlichen aus einem Zylinder mit
einem Kolben 8 bestehen, erfolgt durch die Verschiebung der Wiege 1 gegenüber
dem Drehgestell 2, an dem die Steuerventile 5 und 6 befestigt sind, die gemeinsam
an eine Druckmittelzuführungsleitung 7 angeschlossen sind. Die Steuerventile 5 und
6 sind an den beiden in Fahrtrichtung liegenden Seiten der Wiege 1 derart angeordnet,
daß jeweils eines von ihnen der Wiegenverschiebung entsprechend geöffnet wird und
den ihm zugeordneten Druckvorrichtungen Druckmittel zuführt, während das andere
Steuerventil geschlossen ist.
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F i g. 1 und 2 verdeutlichen den Zustand des Anfahrens der Lokomotive,
bei dem die bei Fahrtrichtung nach links vorn gelegene Achse 9 eine Entlastung erfährt.
Die Wiege 1 hat sich in diesem Zustand nach hinten verschoben und hierbei das Steuerventil
s so geöffnet, daß in den auf der Vorderseite des Drehgestelles 2 liegenden Druckvorrichtungen
3 die Kolben 8 ausgefahren werden und die Vorderseite des Drehgestelles 2 von der
darüber gelagerten, die Aufbauten tragenden Fahrzeugbrücke abdrücken bzw. die Achse
9 zusätzlich belasten.
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Beim Bremsen des Fahrzeuges kehren sich die Verhältnisse insofern
um, als sich die Wiege 1 gegenüber dem Drehgestell 2 in Fahrtrichtung verlagert.
Hierbei wird das Steuerventil s geschlossen und das Steuerventil 6 geöffnet. Die
Kolben 8 der Druckvorrichtungen 3 sinken dabei, während die in Fahrtrichtung hinten
gelegene Achse 10 des Drehgestelles 2 durch das Ausfahren der Kolben der Druckvorrichtung
4 eine zusätzliche Belastung erfährt. Das Ausmaß, in dem die Steuerventile 5 und
6 geöffnet und geschlossen werden, ist bei diesen Vorgängen von den wirksamen Zug-
und Bremskräften und von der Stärke der z. B. als Schraubenfedern 11 und 12 ausgebildeten
Federmittel abhängig.
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Gegenüber der vorbesehriebenen Ausführungsform unterscheidet sich
die Vorrichtung nach F i g. 3 und 4 dadurch, daß jeweils ein Regler 13 am einen
Drehgestell 15 alle Druckvorrichtungen 14 an den Vorderseiten der Drehgestelle 15
und 16 steuert, während ein zweiter Regler 17 am anderen Drehgestell 16 mit den
Druckvorrichtungen 18 an den Rückseiten der Drehgestelle 15 und 16 zusammenwirkt.
Die Regler 13 und 17 sind hierbei auf der hinteren Seite 19 bzw. 20 der in Fahrtrichtung
jeweils vorderen Wiege21 bzw. 22 angeordnet, die beim Anfahren, Schieben und Bremsen
der Lokomotive gegen die Mitnehmer 23 und die Regler 13 und 17 der Drehgestelle
15 und 16 drücken. Selbstverständlich können die beiden Regler 13 und
17, denen jeweils ein Steuerventil nachgeschaltet ist, auch an den Außenseiten
einer einzigen Wiege angeordnet werden und dabei die Druckvorrichtungen an einem
anderen Drehgestell steuern.
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In F i g. 5 ist ein Regler für die Steuerung der Druckvorrichtungen
im Schnitt dargestellt, der aus einem Gehäuse 25 besteht, in dem ein Kolben 26 gleitbar
gelagert ist. Auf der Rückseite des Kolbens 26 befindet sich in einer Ausnehmung
27 eine mit Druckflüssigkeit 28 gefüllte Gummiblase 29, von der eine Druckzuführungsleitung
30 durch den Boden des Gehäuses 25 hindurch zu einem Steuerventil 31 (gestrichelt
dargestellt) führt. Das Steuerventil 31 ist so ausgebildet, daß es den Druck
in den Druckmittelzuführungsleitungen für die Druckvorrichtungen (F i g. 3 und 4)
proportional zum Druck in der Druckzuführungsleitung 30 einstellt. Der Druck in
der Gummiblase 29 und in der Druckzuführungsleitung 30 ergibt sich aus der Belastung
des verstärkt ausgebildeten Kolbenbodens 32, auf den die Wiege einwirkt.
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Die Vorrichtung kann ohne weiteres auch für Drehgestelltriebfahrzeuge
mit mehr als vier Achsen angewendet werden.
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Die Ansprüche 2 bis 6 sind reine Unteransprüche und gelten nur in
Verbindung mit Anspruch 1.