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Einrichtung zum Kompensieren der Querneigung von Einschienenbahnfährzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Kompensieren der durch Störmomente
erzeugten Querneigung von Einschienenbahnfahrzeugen, die einen Tragbalken sattelartig
umgreifen und mit auf dessen Oberfläche laufenden Tragrädern und auf dessen Seitenflächen
laufenden abgefederten Führungsrädern versehen sind, mit einem auf Querneigungen
des Fahrzeugaufbaus ansprechenden Impulsgeber, der auf Vorschubelemente einwirkt,
die mindestens eine zu den in den Federungen auftretenden Reaktionskräften zusätzliche
Fremdkraft zum Ausgleich des Störmomentes erzeugen.
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Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art, die für Fahrzeuge beliebiger
Art bestimmt ist, wirken die Vorschubelemente auf die das Fahrzeuggewicht aufnehmenden,
in zwei nebeneinanderliegenden Spuren laufenden Tragräder des Fahrzeuges. Nach Verschwinden
des aus der Zentrifugalkraft beim Kurvenfahren resultierenden Störmomentes erfolgt
die Rückstellung des Fahrzeugaufbaus und damit auch der Vorschubelemente in die
Normallage nur entweder infolge eines dem ursprünglichen Ausschlag entgegengerichteten
Ausschlages des Impulsgebers, der wegen des Zwecks der bekannten Einrichtung zumeist
als Fliehkraftpendel ausgebildet ist, oder infolge eines vom Fahrzeugführer manuell
auszulösenden Impulses. Ein solches Betriebsverhalten der bekannten Einrichtung
entspricht nicht den bei modernen Einschienenbahnfahrzeugen zu stellenden Anforderungen.
Auch sind die Tragräder bei Einschienenbahnfahrzeugen für das Aufbringen der zusätzlichen
Fremdkraft zum Ausgleich des Störmomentes nicht geeignet, weil hierfür notwendigerweise
mehrere nebeneinander angeordnete Tragräder erforderlich sind, die, selbst wenn
sie vorhanden sind, wegen der beschränkten Breite der Oberfläche des Tragbalkens
nur einen geringen Abstand voneinander haben können, so daß wegen des kurzen Hebelarms
der Fremdkräfte außergewöhnlich große Fremdkräfte zur Erzeugung des dem Störmoment
entgegengerichteten Momentes erforderlich sind.
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Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Einrichtung zu
vermeiden und eine Einrichtung zu schaffen, die den besonderen Verhältnissen bei
Einschienenbahnfahrzeugen Rechnung trägt sowie eine selbsttätige Rückstellung des
Fahrzeugaufbaus in die Normallage beim Verschwinden des Störmomentes bewirkt.
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Die Erfindung besteht bei einer Einrichtung der eingangs genannten
Art darin, daß jedem Vorschubelement ein von dem Impulsgeber gesteuertes Rückstellelement
zugeordnet ist, das die Wirkung des zugehörigen Vorschubelementes beim Verschwinden
des Störmomentes aufhebt, und daß die Vorschub-und Rückstellelemente auf die Führungsräder
wirken. Durch diese Einrichtung werden die bei Einschienenbahnfahrzeugen vorhandenen
Schwierigkeiten hinsichtlich der Auslegung der Federung der Führungsräder beseitigt.
Diese Federungen sollen nämlich mit Rücksicht auf den Fahrkomfort weich sein, erzeugen
aber dann nur bei erheblichen Querneigungen genügend große Reaktionskräfte. Deshalb
ist es gerade bei Einschienenbahnfahrzeugen besonders wichtig, zusätzlich zu den
in den Federungen der Führungsräder auftretenden Reaktionskräften Fremdkräfte zum
Ausgleich von Störmomenten zu erzeugen. Auf die andernfalls zur Vermeidung größerer
Querneigungen erforderliche harte Federung der Führungsräder kann infolge der Einrichtung
nach der Erfindung somit verzichtet werden.
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Bei Anwendung eines elektrischen Impulsgebers und elektrisch betätigter
Vorschub- und Rückstellelemente bei der Einrichtung nach der Erfindung kann für
jede Seite des Fahrzeuges eine von dem Vorschubelement betätigte Kontaktbrücke vorgesehen
sein, die über wahlweise verbundene Kontaktpaare gerichtete Impulse des Impulsgebers
wahlweise dem Rückstellelement auf der einen Seite oder dem Vorschubelement auf
der anderen Seite zuführt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach
der Erfindung schematisch in einem quer zur Fahrtrichtung des Einschienenbahnfahrzeuges
liegenden Schnitt dargestellt.
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Ein aus einem luftbereiften, abgefederten Tragrad 1, oberen
Führungsrädern 2, 3 und unteren Führungsrädern 4, 5 bestehendes Fahrwerk
umfaßt sattelartig einen Tragbalken 6. Die Führungsräder 2, 3,
4, 5
sind ebenfalls luftbereift und mit Federungen versehen.
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Die Halterungen 7,8 der oberen Führungsräder 2,3
sind
unter Zwischenschaltung von Vorschubelementen
9', 9" und
Rückstellelementen 10', 10" am Fahrzeugaufbau 20 abgestützt. Die Vorschubelemente
9',
9" sind geeignet, eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den ihnen zugeordneten
Halterungen 7, 8 und dem Fahrzeugaufbau 20 herbeizuführen, während die Rückstellelemente
10', 10" geeignet sind, diesen Abstand zu verringern. An jeder der beiden
Halterungen 7, 8 der oberen Führungsräder 2, 3 ist eine Kontaktbrücke
11',11" befestigt, die mit je zwei Kontaktpaaren 12', 12", 13', 13" am Fahrzeugaufbau
20 derart zusammenarbeitet, daß in der Normallage durch die Kontaktbrücken 11',
11" die zugehörigen Kontaktpaare 12', 12" geschlossen sind.
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Fest mit dem Fahrzeugaufbau 20 verbunden ist ein als Quecksilberschalter
ausgebildeter Impulsgeber 14, dessen unterer U-förmiger Schenkel mit Quecksilber
15 und dessen oberer U-förmiger Schenkel mit Öl 16 gefüllt ist. Kontakte
17', 17", 18', 18" sind beiderseits in der Nähe der Grenzschicht öl-Quecksilber
angeordnet, wobei die Kontakte 18',18" in Richtung der Pfeile A und
B verstellbar sind. In dem Quecksilberschalter ist ferner eine verstellbare
Drossel 19
vorgesehen.
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Es sei angenommen, durch irgendein Störmoment werde der Fahrzeugaufbau
20 im Sinne des Pfeils C zum Tragbalken 6 geneigt. Da die Achse dieses Störmomentes
immer zwischen den durch die oberen Führungsräder 2, 3 und die unteren Führungsräder
4, 5 gebildeten Ebenen liegt, werden die Führungsräder 3, 4 mit erhöhtem
Druck gegen die Seitenflächen des Tragbalkens 6 gepreßt, während die Führungsräder
2, 5 entlastet werden. Im Extremfall liegen die Führungsräder 2, 5 nur mit der Kraft
ihrer Federungen am Tragbalken 6 an. Daraus ergibt sich, daß die Kräfte, welche
eine Rückdrehung des Fahrzeugaufbaus 20 bewirken sollen, zweckmäßig über die Führungsräder
3, 4 am Tragbalken 6 zur Wirkung gebracht werden.
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Bei einer Neigung des Fahrzeugaufbaus 20 im Sinne des Pfeils
C stellt das Quecksilber 15 eine Verbindung zwischen den Kontakten 17',18' her.
über das durch die Kontaktbrücke 11' geschlossene Kontaktpaar 12' fließt
ein Strom, welcher das Vorschubelement 9" veranlaßt, eine Vergrößerung des
Abstandes zwischen Fahrzeugaufbau 20 und Halterung 8
zu erzwingen.
Das Vorschubelement 9" wirkt so lange, bis ein dem Störmoment gleich großes Gegenmoment
im Sinne des Pfeils D erzeugt ist. Nachdem bei dem Wiederaufrichten des Fahrzeugaufbaus
20
im Impulsgeber 14 die Verbindung zwischen den Kontakten 17',18'
unterbrochen worden ist, fährt das Fahrzeug unter dauernder Kompensation des Störmomentes
weiter. Infolge der durch das Vorschubelement 9 erzeugten Bewegung hat sich die
Kontaktbrücke 11" von dem Kontaktpaar 12" abgehoben und das Kontaktpaar
13" geschlossen. Hört nun das Störmoment im Sinne des Pfeils C zu wirken
auf und neigt sich der Fahrzeugaufbau 20 unter der Wirkung des zwecks Kompensation
erzeugten Gegenmomentes im Sinne des Pfeils D, so wird in dem Quecksilberschalter
die Verbindung zwischen den Kontakten 17", 18" hergestellt und dadurch das Rückstellelement
10" in Tätigkeit gesetzt, welches die von dem Vorschubelement 9" erzeugte
Bewegung wieder rückgängig macht, wobei sich gleichzeitig die Kontaktbrücke 11"
wieder von dem Kontaktpaar 13" abhebt und das Kontaktpaar 12" schließt, sobald das
Fahrzeug in seiner Normallage weiterfährt. Das Abheben der Kontaktbrücke i1" von
dem Kontaktpaar 13" hat dabei bewirkt, daß das Rückstellelement 10" wieder abgeschaltet
wird.
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Wenn das Störmoment im Sinne des Pfeils D wirkt, erfolgen entsprechende
Schaltungen, durch die entsprechende Vorschub- und Rückstellbewegungendes Vorschubelementes
9' und des Rückstellelementes 10' Erzeugt werden.
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Die Empfindlichkeit der Einrichtung läßt sich dadurch regulieren,
daß der Querschnitt der Drossel 19 verändert und die Abstände der Kontakte den jeweiligen
Anforderungen entsprechend eingestellt werden.
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An Stelle des Quecksilberschalters können auch andere Impulsgeber
14 verwendet werden, z. B. mit Pendeln. Auf welche Weise die Vorschub- und
Rückstellbewegungen mittels der schematisch dargestellten Vorschubelemente 9', 9"
und Rückstellelemente 10', 10" erzeugt werden, ist gleichgültig; diese Elemente
können hydraulisch, pneumatisch oder motorisch betätigt sein, wobei Keilflächen,
Kurvenscheiben, Druckzylinder od. dgl. vorgesehen sein können.
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Obwohl die Wirkungsweise der Einrichtung nur mit Bezug auf die beiden
oberen Führungsräder 2, 3 beschrieben ist, kann es zweckmäßig sein, auch die beiden
unteren Führungsräder 4, 5 mit der beschriebenen Einrichtung zu versehen,
wobei wegen der erwähnten Kräfteverhältnisse die Vorschub- und Rückstellelemente
über Kreuz geschaltet sein müssen.