DE1230833B - Querkupplung zwischen den einander zugekehrten Enden von zwei Fahrgestellen eines Schienenfahrzeuges - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B61f

Deutsche Kl.: 20 d - 6

Nummer: 1230 833

Aktenzeichen: Sch 28239 H/20 d

Anmsldetag: 29. Juli 1960

Auslegetag: 22. Dezember 1966

Die Erfindung betrifft eine Querkupplung zwischen den einander zugekehrten Enden von zwei Fahrgestellen eines Schienenfahrzeuges, bei der die Querkupplungskräfte wenigstens teilweise durch einen über eine Steuervorrichtung mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitszylinder erzeugt werden.

Bekanntlich dienen Querkupplungen zwischen den einander zugekehrten Enden von Fahrgestellen eines Schienenfahrzeuges dazu, die Spurkranzdrücke beim Befahren von Kurven zu vermindern und außerdem auch die Anlaufwinkel, namentlich des vorlaufenden Radsatzes, herabzusetzen. Um diese Wirkung zu erzielen, werden im allgemeinen die einander zugewandten Enden der beiden Fahrgestelle über eine elastisch nachgiebige Querkupplung derart miteinander gekuppelt, daß eine Schwenkung des einen Fahrgestells eine entgegengesetzte Schwenkung des anderen Fahrgestells nach sich zieht.

Bei bekannten Querkupplungen rein mechanischer Bauart werden zur elastisch nachgiebigen Zentrierung beidseitig vorgespannte Federn benutzt, die bereits zu Beginn eines Querausschlages der beiden Kupplungskörper eine hohe Rückstellkraft erzeugen, damit die Querkupplung ihre Einstellwirkung in genügendem Maße ausübt. Die Querkupplungen selbst können dabei einfache nachgiebige Gelenkkupplungen sein; sie können auch aus Hebeln und Stangen bestehen, die in geeigneter Weise — meist unter Zwischenschaltung von vorgespannten Federn — zwischen den Fahrgestellen angeordnet sind. Es ist auch möglich, an Stelle solcher rein mechanischer Gestängekupplungen »hydraulische Kupplungsgestänge« vorzusehen.

Bei diesen Querkupplungen mit beidseitig vorgespannten Federn zeigt sich als Nachteil, daß bei dynamischen Vorgängen, wie sie beispielsweise beim Einfahren in Kurven oder Weichen und schließlich auch beim Lauf in der Geraden mit schlechtem Gleiszustand auftreten, die Rückstellkraft ohne wesentliche Verzögerung voll zur Wirkung kommt, so daß die zur Einstellung des vorlaufenden Fahrgestells notwendige Richtkraft in unerwünschter Weise zunimmt. Dieser Nachteil läßt sich wenigstens teilweise dadurch beheben, daß man den Anfangswert der Rückstellkraft bei gleichzeitiger Erhöhung der Federsteifigkeit herabgesetzt oder im Querkupplungsmechanismus nach beiden Seiten etwas Spiel gibt.

Solche Lösungen gehen aber auf Kosten der gewünschten Wirkung der Querkupplung bei Kurvenfahrt, da bei der Fahrt durch Krümmungen mit größerem Kurvenradius die Querkupplung entweder zu wenig — entsprechend der Größe Querkupplung zwischen den einander
zugekehrten Enden von zwei Fahrgestellen
eines Schienenfahrzeuges

Anmelder:

Schweizerische Lokomotiv- und Maschinenfabrik, Winterthur (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,

München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Gaston Borgeaud, Winterthur (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 13. Juli 1960

ihres Spiels — gar nicht mehr zur Wirkung kommt.

Es ist auch schon eine Querkupplung bekannt, bei der die Querkupplungskräfte wenigstens teilweise durch einen über eine Steuervorrichtung mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitszylinder erzeugt werden, wie dies beispielsweise für die Zentrierung einer vorlaufenden Bisselachse mit einem nachlaufenden Drehgestell bekannt ist. Bei dieser bekannten Lösung ist zwischen der Bisselachse und dem Drehgestell keine reine Querkupplung, sondern eine Steuervorrichtung mit einem Zwischenglied vorhanden; bei einer Auslenkung der Bisselachse wird das nachfolgende Drehgestell durch den Kolben des Arbeitszylinders, der durch einen von dem Zwischenglied bewegten Steuerschieber gesteuert wird, zwar in dem gleichen Sinn, aber um einen kleineren Schwenkwinkel geschwenkt.

Durch die Erfindung sollen die obenerwähnten Nachteile der bekannten Querkupplungen mit vorgespannten Federn beseitigt werden; insbesondere soll es die erfindungsgemäße Querkupplung möglich machen, daß sich das vorlaufende Fahrgestell ohne wesentliche Beeinträchtigung durch die Querkupplung beim Einfahren in eine Krümmung, eine Weiche od. dgl. leicht einstellen kann und die Wirkung der Querkupplung auf die Schwenkung des folgenden Fahrgestells zwecks günstigen Durchlauf es durch eine Gleiskrümmung erst mit einer zeitlichen Verzögerung einsetzt.

609 74&/88

Die Erfindung geht aus von einer Querkupplung zwischen den einander zugekehrten Enden von zwei Fahrgestellen eines Schienenfahrzeuges, bei der die Querkupplungskräfte wenigstens teilweise durch einen über eine Steuervorrichtung mit Druckmittel 5 beaufschlagbaren Arbeitszylinder erzeugt werden. Bei einer derartigen; Querkupplung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß, wie an sich bekannt, Mittel zur zeitlichen Verzögerung der Druckwirkung des. auf den Druckkolben wirkenden Druckmittels vorgesehen sind und die Steuervorrichtung eine Vorsteuereinrichtung aufweist, die den Zufluß des Druckmittels zum Arbeitszylinder abschließt und den Abfluß aus dem Arbeitszylinder freigibt, wenn die beiden Fahrgestelle parallel zueinander stehen, die umgekehrt aber den Zufluß freigibt und den Abfluß sperrt, wenn die beiden Fahrgestell-Längsachsen einen Winkel zueinander bilden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Querkupplung wird erreicht, daß sich die über die Querkupplung verbundenen Fahrgestellenden bei zueinander paralleler Einstellung der Gestelle in Querrichtung, frei gegeneinander bewegen können, ohne daß Rückstellkräfte auftreten, was den Lauf des Fahrzeuges, z. B. beim Einfahren, in Krümmungen oder Weichen begünstigt und die Richtkräfte herabsetzt. Bei Kurvenfahrt, wenn die Gestelle unter einem Winkel zueinander liegen, ist jedoch die Querkupplung voll im Sinne einer einwandfreien Kurvenführung wirksam.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfmdungsgegeristandes dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die erfindungsgemäße Querkupplung bei Normalstellung, d. h. bei Stellung der beiden Fahrgestelle im geraden Gleis,

F i g. 2 dieselbe Kupplung bei gegenseitiger Abdrehung der beiden Fahrgestelle bzw. beim Befahren einer Kurve.

Die einander zugekehrten Enden der Fahrgestelle 1 und 2 sind durch die Querkupplung miteinander verbunden. Zu diesem Zweck ist am Fahrgestell 1 das Gabelende 3 angebracht, während am Fahrgestell 2 der Arbeitszylinder 4 mit Kolben 5 und an den beiden Zylinderenden vorstehenden Kolbenstangen 6 vorgesehen ist. Der zum Arbeitskolben 5 gehörende Steuerzylinder 7 ist ebenfalls am Fahrgestell 2 befestigt. Der Steuerkolben 8 ist über den am Fahrgestell 2 angelenkten Hebel 9 mit der Kolbenstange 6 verbunden.

Die Vorsteuereinrichtung 12 setzt sich aus dem Vorsteuerzylinder 13 ■ und dem Vorsteuerkolben 14 zusammen. Der Zylinder 13 ist mit seinem verlängerten Ende 15 an der Stelle B des Fahrgestelles 2, der Vorsteuerkolben 14 mit seiner Kolbenstange 16 an der Stelle A des Fahrgestelles 1 angelenkt.

Das Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, wird der Vorsteuerung durch eine Leitung 17 zugeführt, von der aus zwei Kanäle 17 a und 176 an die entsprechenden Kolbenteile heranführen. Die flexible Leitung 18 ist mit der Mittelpartie des Steuerzylinders 7 verbunden, und von den Kolbenüberdeckungen aus führt eine Leitung 19 nach dem einen und eine Leitung 20 nach dem anderen Kolbenraum des Arbeitszylinders 4. Die zu beiden Enden des Steuerzylinders 7 liegenden Zylinderräume sind durch Leitungen 21, 22 mit dem Freien verbunden. Sodann führt eine Abzweigung der ieitung 19 über den Schlauch 23 sowie eine Abzweigung der Leitung 20 über den Schlauch 24 nach dem Vorsteuerzylinder 13. Sie münden hier bei Mittellage der Vorrichtung in Nuten 25 bzw. 26 des Vorsteuerkolbens 14 und sind in dieser Lage über Öffnungen 27 bzw. 28 mit dem Freien ververbunden.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist für die Stellung des Fahrzeugs in der Geraden aus F i g. 1 ersichtlich. Die Druckluftzufuhr durch die Leitung 17 ist dabei vollständig gesperrt, indem die Kanäle 17 a und 17 b durch die beiden Zylinderteile des Vorsteuerkolbens 14 unterbrochen werden. Es kann somit auch kein Druckmittel durch den Schlauch 18 nach dem Steuerzylinder 7 weiterströmen. Da ferner, wie bereits bemerkt, die Ausströmleitungen 19,23 und 20, 24 mit dem Freien verbunden sind, kann sich das eine Drehgestellende gegenüber dem andern in Querrichtung frei bewegen, ohne daß irgendwelche Rückstellkräfte auftreten.

In F i g. 2 ist sodann die Stellung der beiden Fahrgestelle 1 und 2 dargestellt für den Fall, daß sich das Fahrzeug in einer Gleiskrümmung befindet. Die Fahrgestelle 1 und 2 sind dabei von der Mittelstellung um den Winkel α abgedreht oder um den Winkel 2« gegeneinander verdreht. Dementsprechend rücken die beiden Anlenkpunkte A und B einander näher, und es tritt eine teleskopartige Ineinanderschiebung von Vorsteuerzylinder 13 und -kolben 14 ein. Mit diesem Vorgang wird die Druckluftzuführung durch den Zweigkanal 17 a freigegeben, und die Druckluft gelangt durch den Schlauch 18 zu dem zwischen den beiden Kolbenstücken befindlichen Ringraum des Steuerkolbens 8. Gleichzeitig schließen sich zufolge der Verschiebung der Durchgangsnuten 25 und 26 die nach außen führenden Zweige der Leitungen 19 und 20.

Vergleicht man diesen Zustand der pneumatisch betätigten Querkupplung mit einer rein mechanisch arbeitenden, eingangs besprochenen Querkupplung, so läßt sich sagen, daß die vorliegende Kupplung nun ebenfalls »vorgespannt« ist. Denn schon bei kleinen Querausschlägen des einen Drehgestellendes gegenüber dem andern verschiebt sich der Steuerkolben 8 über den Hebel 9 ebenfalls, und zwar um einen entsprechend verminderten Betrag, und gibt dann über die eine oder andere der inneren Kanten des Steuerzylinders 7 die Leitung 19 oder 20 frei, so daß Druckluft auf die entsprechende Seite des Arbeitszylinders 4 strömen kann. Bei diesem Steuervorgang kann die im entgegengesetzten Ende des Arbeitszylinders 4 befindliche Luft durch die entsprechende Leitung nach dem Steuerzylinder 7 zurückströmen und durch die Leitung 21 oder 22 ins Freie austreten. Damit verschieben sich der Arbeitskolben 5 und der Steuerkolben 8 in die Mittellage zurück, und es werden kleine Pendelbewegungen eintreten, bis Arbeits- und Steuerkolben wieder zur Ruhe gekommen sind. In diesem Zustand hat die Querkupplungskraft den bei Kurvenfahrt für den Zusammenhalt beider Kupplungsteile notwendigen Wert erhalten.

Um dabei auftretende Schwingungen während des Steuervorganges zu dämpfen, sind in den Leitungen 19 und 20 Drosselventile 31 bzw. 32 vorgesehen. Diese Drosselventile bewirken außerdem, daß die Querkupplungskräfte sich mit einer gewissen Zeitverzögerung aufbauen, so daß bei dynamischen Vorgängen, wie z. B. bei Einfahrten in Kurven und Weichen sowie beim Lauf in der Geraden bei schlechtem Gleiszustand die Rückstellkraft nicht sofort zur Wir-

kung kommt. Kehren umgekehrt die Drehgestelle 1 und 2 in ihre dem Lauf in der Geraden entsprechende Normallage zurück, so schließt die Steuervorrichtung den Zufluß des Arbeitsmittels zum Druck'kolben erst ab, wenn die beiden Fahrgestelle 1 und 2 einerseits mit ihren Stirnseiten parallel zueinander stehen und anderseits in ihrem Kupplungspunkt die gleiche Querlage aufweisen.

Es wäre auf einfachste Weise möglich, andere Abhängigkeiten von der gegenseitigen Winkelstellung der Fahrgestelle 1 und 2 in der Kupplungsanlage vorzusehen. So könnte z. B. eine stärkere Progressivität des Rückstellvorganges erreicht werden, wenn an Stelle eines einfachen Arbeitskolbens 5 ein Differentialkolben verwendet würde mit getrennter Zuströmung zum erweiterten Teil des Kolbens. Ferner könnten zu beiden Seiten des Arbeitskolbens 5 Rückstellfedern vorgesehen werden, die die Rückstellkräfte der Druckmittelbeaufschlagung verstärken. Damit käme eine Kombination der druckmittelbetätigten Vorrichtung mit der bisherigen Ausführungsweise zustande, ohne daß die eingangs genannten Nachteile der letzteren in Kauf genommen werden müssen.

Wird an Stelle von Luft ein flüssiges Druckmittel verwendet, so ist es zwecks Verzögerung des Druckaufbaues vorteilhaft, mit den Zylinderräumen des Arbeitszylinders 4 kommunizierende Kammern 33 und 34 vorzusehen, die mittels federbelasteter Kolben 35 bzw. 36 ausdehnbar sind, wie in F i g. 1 strichpunktiert dargestellt ist.

Unter Beibehaltung der beschriebenen Steuerprinzipien könnte es unter Umständen zweckmäßig sein, andere, z. B. elektrisch, elektromagnetisch oder elektronisch arbeitende Steuerungen anstatt nur hydraulischer zu verwenden; auch könnten sie miteinander kombiniert werden.

Für die Gegenstände der Unteransprüche 2 bis 5, die an sich nicht mehr neue, aber in Verbindung mit der Querkupplung nach dem Hauptanspruch zweckmäßige Ausführungsmerkmale betreffen, wird nur Schutz im Rahmen echter Unteransprüche begehrt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Querkupplung zwischen den einander zügekehrten Enden von zwei Fahrgestellen eines Schienenfahrzeuges, bei der die Querkupplungskräfte wenigstens teilweise durch einen über eine Steuervorrichtung mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitszylinder erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, Mittel zur zeitlichen Verzögerung der Druckwirkung des auf den Druckkolben (5) wirkenden Druckmittels vorgesehen sind und die Steuervorrichtung (7 bis 9) eine Vorsteuereinrichtung (12) aufweist, die den Zufluß (18) des Druckmittels zum Arbeitszylinder (4) abschließt und den Abfluß (23 und 24) aus dem Arbeitszylinder freigibt, wenn die beiden Fahrgestelle (1 und 2) parallel zueinander stehen, die umgekehrt aber den Zufluß sperrt, wenn die beiden Fahrgestell-Längsachsen einen Winkel zueinander bilden.

2. Querkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuereinrichtung

(12) in üblicher Weise aus einem Steuerzylinder mit Kolben besteht, wobei der Vorsteuerzylinder

(13) mit der einen Stelle (B) des einen Fahrgestells (2) und der Vorsteuerkolben (14) mit der anderen Stelle (A) des anderen Fahrgestells (1) verbunden sind, die sich bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges in Längsrichtung gegeneinander verschieben.

3. Querkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur zeitlichen Verzögerung des Druckmitteldurchflusses in üblicher Weise Drosselventile (31 und 32) in den zu den Arbeitszylinderräumen führenden Druckmittelleitungen (19 und 20) vorgesehen sind.

4. Querkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Verwendung von flüssigem Druckmittel zwecks Verzögerung des Druckaufbaues mit den Zylinderräumen des Arbeitszylinders (4) kommunizierende Kammern (33 und 34) vorgesehen sind.

5. Querkupplung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (33 und 34) entgegen dem Druck federbelasteter Kolben (35 und 36) ausdehnbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 457064, 590 867, 623, 855 246, 937 355, 960 899;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1012 321;

deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1775 255,
550;

französische Patentschrift Nr. 758 150.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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