DE1200336B - Einrichtung zur kurvengerechten Steuerung von Laufwerken von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B61f

Deutsche KL: 2Od-6

Nummer: 1 200 336

Aktenzeichen: M 4074111/20 d

Anmeldetag: 7. März 1959

Auslegetag: 9. September 1965

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kurvengerechten Steuerung von ein- oder mehrachsigen Laufwerken von Schienenfahrzeugen, die gegenüber dem Wagenkasten in horizontaler Ebene schwenkbar sind, mit durch Druckgas beaufschlagten Gasfedern zwischen einer Deichsel des Laufwerkes und dem Wagenkasten, deren Füllungen entsprechend der Kurvenkrümmung regelbar sind.

Schienenfahrzeuge großer Länge werden mit ein- oder mehrachsigen Deichsel- oder Drehgestellen ausgerüstet, um auch enge Kurven durchfahren zu können. Die Deichsel- oder Drehgestelle stellen horizontal gegenüber dem Wagenkasten schwenkbare Laufwerke dar, die sich in der Regel unter der Wirkung des Spurkranzdruckes selbsttätig mehr oder weniger kurvengerecht einstellen. Die kurvengerechte Einstellung der Laufwerke unter der Wirkung des Spurkranzdruckes führt jedoch zu einem Spurkranzverschleiß, der mit kleiner werdendem Krümmungshalbmesser der Kurven und zunehmender Geschwindigkeit größer wird. Insbesondere bei vorauslaufenden Radsätzen kann der Spurkranzverschleiß erheblich sein. Bei besonders engen Kurven und hohen Fahrgeschwindigkeiten kann sogar Entgleisungsgefahr bestehen.

Um den Spurkranzverschleiß und die Entgleisungsgefahr zu verringern, ist es bereits bekanntgeworden, die Laufwerke zwangsweise kurvengerecht zu steuern. Beim Durchfahren der Kurven werden dabei die Laufwerke von Hand oder mittels selbsttätig wirkender Vorrichtungen so gesteuert, daß die Spurkranzführungsdrücke gering werden. Mit dem Geringerwerden der Spurkranzführungsdrücke sinkt zwangläufig der Spurkranzverschleiß.

Die kurvengerechte Steuerung der Laufwerke erfolgt mittels längenveränderlicher Glieder zwischen dem Laufwerk und dem Wagenkasten. Zunehmende und abnehmende Längenänderungen der längenveränderlichen Glieder führen zu Schwenkbewegungen des Laufwerkes um die lotrechte Drehachse in der einen oder anderen Schwenkrichtung, entsprechend dem Durchfahren einer Rechts- oder Linkskurve.

Als längenveränderliche Glieder sind bisher mechanisch oder hydraulisch arbeitende Bauteile bekanntgeworden. Diese Bauteile selbst sowie die Einrichtungen zu ihrer Bedienung sind aufwendig, so daß die kurvengerechte Steuerung von Laufwerken bisher in größerem Umfang keinen Eingang in die Praxis gefunden hat. Der Aufwand ist insbesondere bei den mechanischen Einrichtungen groß, während die Anwendung hydraulisch betätigter Mittel an sich bei Einrichtung zur kurvengerechten Steuerung von
Laufwerken von Schienenfahrzeugen

Anmelder:

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G.,
Zweigniederlassung in Nürnberg,
Nürnberg, Katzwanger Str. 101

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Heinz Fahlbusch, Donauwörth;

Willibald Bogusch, Neuß/Rhein

Eisenbahnfahrzeugen wegen ihrer ständigen Wartung sowie der Gefahr des Einfrierens im Winter selten ist, so daß mit der Hydraulik ein für den praktischen Bahnbetrieb zumindest ungewöhnlicher Energieträger eingeführt würde.

Bei einer bekannten Einrichtung mit Gasfedern als längenveränderliche Glieder zwischen Drehgestellrahmen und Wagenkasten besteht jede Gasfeder aus Zylinder und Kolben, der über Gestänge und Gelenke auf Deichseln des Laufwerkrahmens einwirkt. Auch diese Anordnung ist der Gestänge und Gelenke wegen aufwendig und wartungsbedürftig, ferner bedürfen die Dichtungen zwischen Kolben und Zylinder der Gasfedern einer ständigen Überwachung.

Die Erfindung geht von der zuletzt beschriebenen Anordnung aus. Diese soll so abgeändert werden, daß die Nachteile der bekannten Anordnungen nicht mehr vorliegen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß zwei an sich bekannte Gasfederbälge angeordnet sind, von denen je einer einer der beiden Schwenkrichtungen des Laufwerkes zugeordnet ist in der Weise, daß beim Durchfahren einer Kurve jeweils die Füllung des einen Gasfederbalges verringert, die Füllung des anderen Gasfederbalges dagegen vergrößert wird.

Die erfindungsgemäße Gasfederbälge ermöglichen die Anv/endung eines Energieträgers, der in vielfachem anderen Zusammenhang bei Eisenbahnfahrzeugen bereits angewendet wird. Zum Beispiel sind pneumatische Kupplungen und pneumatische Bremsen bei Eisenbahnfahrzeugen üblich. An die für diese Vorrichtungen bereits vorhandenen pneumatischen Einrichtungen muß die Einrichtung gemäß der Erfin-

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dung lediglich in zweckentsprechender Weise an- F i g. 5 bis 7 die in F i g. 1 dargestellte Anordnung geschlossen werden. Die Einrichtung gemäß der Er- in verschiedenen Gleisstellungen des Laufwerkes,
findung arbeitet also mit einem ohnehin vorhandenen F i g. 8 bis 10 eine Einzelheit der Einrichtung geEnergieträger, und der Aufwand der Einrichtung maß der Erfindung in verschiedenen Stellungen,
selbst kann gering sein. Dies trifft insbesondere bei 5 Fig. 11 eine weitere Einzelheit der Einrichtung geeinem Fahrzeug zu, das mit Gasfederbälgen als Rad- maß der Erfindung.

oder Wagenkastenfedern versehen ist, da hierbei nicht Als Laufwerk ist ein zweiachsiges Drehgestell mit nur für Federung und Steuereinrichtung der gleiche dem Drehgestellrahmen 1 und den beiden Radsätzen 2 Energieträger, sondern als Federelemente der Fede- schematisch dargestellt (Fig. 1 bis 4). Das Drehrung und als längenveränderliche Glieder der Steuer- io gestell ist um den lotrechten Drehzapfen 3 des Wageneinrichtung gleiche Bauteile verwendet werden kön- kastens 4 in horizontaler Ebene schwenkbar. Zwinen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, sehen dem Drehgestellrahmen 1 und dem Wagendaß die Gasfederbälge das Laufwerk federnd führen. kasten 4 sind die längenveränderlichen Glieder der Denn die Gasfederbälge gemäß der Erfindung stellen Einrichtung gemäß der Erfindung angeordnet. Die zwar das Laufwerk zuverlässig kurvengerecht ein, bei 15 längenveränderlichen Glieder sind Gasfedern, die gebegrenzter, plötzlicher Änderung der Gleiskrümmung maß F i g. 1 bis 10 in an sich bekannter Weise aus mit kann sich aber das Laufwerk trotzdem noch dieser Gas gefüllten Einfaltenbälgen 7 bestehen oder auch plötzlich veränderten Gleiskrümmung entsprechend mit Gas gefüllte Mehrfaltenbälge7α (Fig. 11) öder einstellen, ohne daß ein regelnder Eingriff voran- Rollbälge sein können. Das eine Ende der dargestellgegangen sein muß, der bei plötzlicher Änderung der 20 ten Faltenbälge 7 bzw. 7 α ist fest mit dem Dreh-Gleiskrümmung oft auch gar nicht vorausgegangen gestellrahmen 1 und das andere Ende fest mit dem sein kann. Dieser Vorteil ist bei mechanischen und Wagenkasten 4 verbunden. Die Befestigung der Gashydraulischen Steuervorrichtungen nicht ohne weite- federbälge 7 kann an beiden Längsseiten des Drehres gegeben und kann in wesentlichem Maße zur Ver- gestells unmittelbar zwischen Konsolen 10 des Drehringerung des Spurkranzverschleißes beitragen. as gestellrahmens 1 und Konsolen 11 des Wagen-Alle diese Vorteile werden nun mit einfachen und kastens 4 erfolgen (F i g. 1), wobei die Längsachsen wenig störanfälligen Bauteilen erreicht. Die Gasfeder- der Gasfedern parallel zur Drehgestellängsachse bälge können ohne Gelenke und ohne sonstige Zwi- liegen.

schenglieder zwischen Wagenkasten und Laufwerk- Ist aus Platzgründen die Anordnung einer Gasfeder rahmen angeordnet sein, weil sie in der Lage sind, 30 an beiden Längsseiten des Drehgestells nicht möglich, durch Eigenverformung sowohl die horizontalen Ein- so können beide Gasfederbälge 7 auf einer Längsseite Stellbewegungen zu bewirken, als auch die lotrechten des Drehgestells angeordnet sein (F i g. 2). Die in Federbewegungen zwischen Wagenkasten und Lauf- Fahrtrichtung hintereinanderliegenden Federbälge 7 werk mitzumachen. Die Gasfederbälge sind außerdem sind mit ihren einander gegenüberliegenden Enden an erprobte Bauglieder, die über lange Betriebszeiten 35 einer gemeinsamen Konsole 12 des Drehgestellhinweg betriebssicher arbeiten. Die Lösung der ge- rahmens 1 befestigt, während die beiden anderen stellten Aufgabe durch die Erfindung ist also baulich Enden der Federbälge 7 an Konsolen 13 des Wageneinfach, betriebssicher und wenig störanfällig. kastens 4 befestigt sind. Die Konsolen 13 können Um die Gasverluste beim wechselweisen Füllen der auch Teile des Drehgestellrahmens 1 und die Konsole Gasfederbälge gering zu halten, wird weiter vor- 40 12 ein Teil des Wagenkastens 4 sein. Ist an keiner geschlagen, daß sie bei der Geradeausfahrt des Fahr- Drehgestellängsseite zur Unterbringung der Gaszeuges leitungsmäßig miteinander verbunden sind. Bei federn genügend Platz vorhanden, so können die Gasder Einrichtung nach diesem Merkmal werden beim federbälge 7 auch mit in Fahrzeugquerrichtung wei-Einfahren des Fahrzeuges in eine Kurve die beiden senden Längsachsen an einer (F i g. 3) oder beiden Gasfederbälge leitungsmäßig voneinander getrennt 45 Stirnseiten (Fig. 4) des Drehgestellrahmens 1 an- und die Füllung des einen Gasfederbalges verringert, geordnet sein. Die Befestigung erfolgt sinngemäß wie die Füllung des anderen Gasfederbalges dagegen ver- in F i g. 1 und 2 zwischen Konsolen 12 bzw. 13 des größert. Beim Ausfahren aus der Kurve werden die Wagenkastens 4 und des Drehgestellrahmens 1.
beiden Gasfederbälge wieder leitungsmäßig mit- Zwischen den beiden Gasfederbälgen 7 eines Dreheinander verbunden, so daß ein automatischer Gas- so gestells, einem Gasspeisebehälter 14 und einem Gasausgleich zwischen beiden Gasfederbälgen eintritt und auffangbehälter 15 ist ein Dreiwegeventil 16 angeorddas Laufwerk ohne Gasverluste in seine Normal- net (Fig. 1). In seiner einen Stellung (Fig. 8) verstellung zum Wagenkasten geschwenkt wird. bindet das Dreiwegeventil 16 die beiden Gasfedern Um ein Entgleisen oder zumindest erhöhten Spur- über seine Bohrung 17 miteinander, während Speisekranzverschleiß infolge falscher Steuerung beim Ein- 55 behälter 14 und Gasauffangbehälter 15 voneinander fahren in eine Kurve zu verhindern, wird nach der und von den Gasfedern abgesperrt sind. In seiner Erfindung schließlich vorgeschlagen, daß in den Gas- zweiten Stellung (F i g. 9) verbindet das Dreiwegefederbälgen eine Vorrichtung vorgesehen ist, die ventil 16 mit seiner Bohrung 18 den in Fahrtrichtung einen unzulässigen Druckanstieg in den Gasfeder- 19 gesehen linken Gasfederbalg 7 mit dem Gasspeisebälgen verhindert, wenn die Gaszufuhr zu den Gas- 60 behälter 14 und mit seiner Bohrung 20 den in Fahrtfederbälgen entgegen der Kurvenkrümmung gesteuert richtung 19 gesehen rechten Gasfederbalg 7 mit dem wird. Gasauffangbehälter 15. Die Verbindung zwischen den Die Erfindung ist an einigen Ausführungsbeispielen beiden Gasfedern ist dabei unterbrochen. In seiner an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den dritten Stellung (F i g. 10) verbindet das Dreiwege-Zeichnungen zeigen 65 ventil 16 mit seiner Bohrung 18 den in Fahrtrichtung Fig. 1 bis 4 verschiedene Anordnungsmöglich- 19 gesehen linken Gasfederbalg7 mit dem Gasaufkeiten für die Einrichtung gemäß der Erfindung in fangbehälter 15 und mit seiner Bohrung 20 den in schematischer Darstellung, Fahrtrichtung 19 gesehen rechten Gasfederbalg 7 mit

Claims (1)

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   dem Gasspeisebehälter 14. Die Verbindung zwischen Leitung 26 führt zu dem Dreiwegeventil 16. In den den beiden Gasfedern ist dabei wiederum unter- Lagerbock 25 ist konzentrisch zum Federbalg 7 α ein brachen. Rohr 27 eingesetzt, dessen eines Ende nach dem Die Einstellung des Dreiwegeventils 16 erfolgt bei- Innern des Federbalges 7 α hin offen ist und an dessen spielsweise mittels eines Schwenkhebels 21, der vom 5 anderem Ende ein Ventilsitz 28 befestigt ist. Der Führerstand des Fahrzeuges aus bedient wird. Seine Ventilsitz 28 führt längsverschiebbar die Ventilstange erste Stellung (F i g. 8) nimmt das Dreiwegeventil 16 29, die mit ihrem einen Ende in den Ventilteller 30 bei der Geradeausfahrt des Fahrzeuges ein. In beiden eingeschraubt ist. Am anderen Ende der Ventilstange Gasfedern herrscht der gleiche Druck, und beide Gas- 29 ist ein Seil 31 befestigt, dessen der Ventilstange 29 federn haben das gleiche Volumen, so daß sich das io abgewandtes Ende an einem Anschlag 32 befestigt ist. Drehgestell in seiner Normalstellung unter dem An der dem Seil 31 abgewandten Seite des AnWagenkasten 4 befindet, in der die lotrechte Längs- Schlages 32 ist eine Wickelfeder 33 eingehängt. Diese mittelebene des Drehgestells und die lotrechte Längs- Wickelfeder 33 ist in einem Rohr 34 angeordnet. Das mittelebene des Wagenkastens 4 einander decken Rohr 34 ist in dem Lagerbock 23 des Drehgestell-(F i g. 5). In der zweiten Stellung (F i g. 9) des Drei- 15 rahmens 1 gehalten und an dem dem Anschlag 32 abwegeventils 16 ist entsprechend dem Druckunter- gewandten Ende durch einen Deckel 35 verschlossen, schied zwischen Gasauffangbehälter 15 und Gas- In den Deckel 35 ist die Wickelfeder 33 mit dem dem speisebehälter 14 der in Fahrtrichtung 19 gesehen Anschlag 32 abgewandten Ende eingehängt. Zwischen linke Federbalg 7 stärker ausgedehnt als der in Fahrt- dem Anschlag 32 und dem Lagerbock 23 liegt ein richtung 19 gesehen rechte Federbalg 7, und das so Spiel 36 in Längsrichtung der Feder 33 und des Seiles Drehgestell wird kurvengerecht in eine Rechtskurve 31 vor. Das Spiel 36 ist durch Verschieben des Aneingesteuert (F i g. 6). In der dritten Stellung Schlages 32 gegenüber dem Seil 31 einstellbar. (Fig. 10) des Drei Wegeventils 16 ist der in Fahrt- Bei der Geradeausfahrt hält die Spannung der richtung 19 gesehen rechte Federbalg 7 stärker aus- Wickelfeder 33 das Ventil 28, 30 geschlossen, d. h., gedehnt als der in Fahrtrichtung 19 gesehen linke 25 der Ventilteller 30 liegt an dem Ventilsitz 28 an. Das Federbalg 7, und das Drehgestell wird kurvengerecht Gasvolumen ist im Innern des Federbalges 7 a einin eine Linkskurve eingesteuert (Fig. T). In jeder geschlossen. Fährt das Fahrzeug in eine Kurve ein seiner drei Stellungen ist das Drehgestell federnd ge- und wird in den Federbalg 7 α ordnungsgemäß zuführt. Durch den Einbau von Reduzierventilen kann sätzliches Druckmittel eingeführt, so dehnt sich der erreicht werden, daß die Einstellung des Drehgestells 3° Federbalg 7 α aus, und das Ventil 28, 30 bleibt weiter entsprechend der jeweils gerade vorliegenden Kurven- geschlossen. Die Wickelfeder 33 wird zusätzlich gekrümmung vorgenommen wird. spannt. Fährt das Fahrzeug in eine Kurve ein und

   Beim Ausfahren aus einer Kurve wird das Drei- wird in dem Federbalg 7 α fälschlich zusätzlich Druckwegeventil 16 von einer der beiden Stellungen der mittel eingeführt, so wird unter der Wirkung der vom Fig. 9 oder 10 in die Stellung der Fig. 8 umgestellt. 35 Spurkranzdruck ausgelösten angenähert kurven-Dabei werden der Luftspeisebehälter 14 und der Gas- gerechten Einstellung des Drehgestelles der Abstand auffangbehälter 15 von den Gasfedern abgesperrt und zwischen den beiden Lagerböcken 23 und 25 verdie beiden Gasfederbälge 7 des Laufwerkes mit- ringert. Diese Abstandsverringerung in Verbindung einander verbunden, so daß das Gas von dem einen mit der zusätzlichen Zufuhr von Druckmittel in den Federbalg in den anderen Federbalg überströmen 40 Federbalg 7 α führt in diesem zu einem erheblichen kann, ein Druck- und Volumenausgleich zwischen Druckanstieg, der den Ventilteller 30 vom Ventilsatz beiden Federbälgen 7 erfolgt und das Drehgestell 28 abhebt. Durch die Bohrungen 37 des Ventilsitzes ohne zusätzliche Zuführung von Gas in seine Normal- 28 und zwischen dem Ventilsitz 28 und dem Ventilstellung eingeschwenkt wird. Das in den Gasauffang- teller 30 hindurch kann das pneumatische Druckbehälter 15 gelangte Druckgas wird vom Gasauffang- 45 mittel aus dem Federbalg 7 α entweichen. Ein vollbehälter 15 in den Gasspeisebehälter 14 zurück- ständiges Entweichen des pneumatischen Druckgefördert, mittels aus dem Federbalg 7 α wird durch die Wickel-

   An die Stelle des Gasauffangbehälters 15 kann in feder 33 verhindert, indem diese zwangläufig das

   bekannter Weise auch die freie Atmosphäre treten, so Ventil 28, 30 wieder schließt, wenn der Druck im

   daß das aus dem jeweiligen Federbalg 7 entweichende 50 Federbalg 7 α auf seinen Normalwert abgesunken ist.

   Gas statt in den Gasauffangbehälter 15 in die freie Die Vorrichtung gemäß Fig. 11 ist nicht nur dann

   Atmosphäre entweicht. wirksam, wenn das Drehgestell falsch eingesteuert

   Besonders bei Betätigung des Schwenkhebels 21 wird, sondern auch dann, wenn bei richtiger Ein-

   von Hand ist der Fall denkbar, daß das Dreiwege- steuerung des Drehgestelles durch irgendwelche Um-

   ventil 16 für eine Rechtskurve eingestellt wird, das 55 stände der Druck in dem mit Druckluft beschickten

   Fahrzeug aber tatsächlich in eine Linkskurve einfährt, Federbalg 7 α unzulässig hoch ansteigt, oder umgekehrt. Der damit verbundenen Gefahr eines

   unzulässigen Druckanstieges beugt die Vorrichtung Patentansprüche: gemäß Fig. 11 vor, die einen unzulässigen Druckanstieg in den Federbälgen 7 verhindert, wenn die 60 1. Einrichtung zur kurvengerechten Steuerung Gaszufuhr zu den Gasfedern entgegen der Kurven- von ein- oder mehrachsigen Laufwerken von krümmung gesteuert wird. Der hier beispielsweise als Schienenfahrzeugen, die gegenüber dem Wagen-Zweifaltenbalg ausgeführte Federbalg 7 α ist an einem kasten in horizontaler Ebene schwenkbar sind, Ende mit dem Einspannring 22 an einem Lagerbock mit durch Druckgas beaufschlagten Gasfedern 23 des Drehgestellrahmens 1 und am anderen Ende 65 zwischen einer Deichsel des Laufwerkes und dem mit dem Einspannring 24 an einem Lagerbock 25 des Wagenkasten, deren Füllungen entsprechend der Wagenkastens 4 befestigt. Die durch den Lagerbock Kurvenkrümmung regelbar sind, dadurch g e 25 in das Innere des Federbalges7α hineinragende kennzeichnet, daß zwei an sich bekannte

   Gasfederbälge (7 bzw. ld) angeordnet sind, von denen je einer einer der beiden Schwenkrichtungen des Laufwerkes (1) zugeordnet ist in der Weise, daß beim Durchfahren einer Kurve jeweils die Füllung des einen Gasfederbalges verringert, die Füllung des anderen Gasfederbalges dagegen vergrößert wird.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gasfederbälge (7 bzw. 7 a) bei der Geradeausfahrt des Fahrzeuges leitungsmäßig miteinander verbunden sind.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gasfederbälgen (7 bzw. Td) eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen ist, die einen unzulässigen Druckanstieg in den Gasfederbälgen verhindert, wenn die Druckgaszufuhr zu den Bälgen entgegen der Kurvenkrümmung gesteuert wird (F i g. 11).

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Schweizerische Patentschrift Nr. 125 853;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 099 361.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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