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Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug zum Transport schwerer
Lasten, insbesondere ein Schienenfahrzeug, bei welchem die Last bzw. eine die Last
tragende Ladebrücke auf mehr als zwei als Drehgestelle oder Laufgestelle ausgebildeten
Laufwerkeinheiten federnd abgestützt ist, deren Radachsen gegen die Laufwerkrahmen
abgefedert sind. Bei bekannten Fahrzeugen dieser Art sind jeweils zwei oder mehr
als Drehgestelle ausgebildete Laufwerkeinheiten durch eine oder mehrere Zwischenbrücken
zusammengefaßt, auf welchen die Last bzw. eine die Last tragende Ladebrücke an jedem
Fahrzeugende an je einer Stelle abgestützt ist. Von diesen Stellen 'wird die Belastung
auf die Radsätze übertragen. Beispielsweise sind im Falle von insgesamt vier Laufwerkeinheiten
je zwei durch Zwischenbrücken verbunden, auf welche die Last abgestützt ist. Wenn
in Anbetracht der erforderlichen Tragfähigkeit je Fahrzeugende mehr als zwei Laufwerkeinheiten
vorgesehen sind, so erfordert dies weitere Zwischenbrücken, die sich teilweise selbst
auf Zwischenbrücken abstützen. Auf diese Weise wird die Last durch einen mechanischen
Ausgleich nach dem Waagebalkenprinzip auf die einzelnen Laufwerkeinheiten verteilt.
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Es ist hierdurch zwar möglich, die Anzahl der Laufwerkeinheiten entsprechend
der erforderlichen Tragkraft innerhalb gewisser Grenzen zu erhöhen, jedoch wird
durch die Zwischenbrücken das Gewicht und die Bauhöhe des Fahrzeuges vergrößert.
Insbesondere für den Transport einer sperrigen Last ist die Vergrößerung der Bauhöhe
ein wesentlicher Nachteil. Es ist dadurch der Anzahl der miteinander verbindbaren
Laufwerkeinheiten eine enge Grenze gesetzt.
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Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden und
ein Schwerlastfahrzeug zu schaffen, das besonders für den Transport sperriger Güter
geeignet ist.
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Die gestellte Aufgabe wird bei einem Fahrzeug der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federn, auf denen sich die Last bzw.
die Ladebrücke abstützt, bei zwei Laufwerkeinheiten, von welchen die eine vor, die
andere hinter dem Gesamtschwerpunkt des Fahrzeuges einschließlich der Last liegt,
eine steile Kennlinie aufweisen, wogegen bei den den restlichen Laufwerkeinheiten
zugeordneten Federn die Kennlinie flach und die Federkraft im Bereich des zulässigen
Federweges auf die zulässige Belastbarkeit der Radachsen der Laufwerkeinheiten begrenzt
ist, wobei die Last bzw. die Ladebrücke in an sich bekannter Weise an zwei in Fahrzeuglängsrichtung
in Abstand voneinander liegenden Stellen seitlich geführt, in ihrem restlichen Längenbereich
hingegen auf den die Last bzw. die Ladebrücke tragenden Auflagern seitlich verschiebbar
abgestützt ist. Auf diese Weise kann die Belastung auf die verschiedenen Laufwerkeinheiten
ohne Anwendung des Waagebalkenprinzips verteilt werden, wobei dennoch gewährleistet
ist, daß keine der Laufwerkeinheiten überlastet wird.
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Die Radsätze derjenigen Laufwerkeinheiten, auf welchen die Last bzw.
die Ladebrücke durch Federn abgestützt ist, deren Kraft entsprechend der zulässigen
Belastbarkeit der Laufwerkachsen begrenzt ist, werden in Anbetracht dieser Federn
durchweg gleich belastet und können nicht überlastet werden. Die Radsätze derjenigen
Laufwerkeinheiten, auf welchen die Last bzw. die Ladebrücke über Federn abgestützt
ist, deren Kraft die zulässige Belastbarkeit der Radsätze übersteigt, könnten nur
dann überlastet werden, wenn das ganze Fahrzeug überlastet wird, was selbstverständlich
nicht der Fall sein darf. Bei richtig gewählter Gesamtlast kommen diese letzteren
Laufwerkeinheiten im zulässigen Ausmaß zum Tragen, wobei die ihnen zugeordneten
harten Federn die Höhenlage der Last bestimmen. Im Grenzfall kann die Last bzw.
die Ladebrücke auf diesen letzteren Laufwerkeinheiten ungefedert aufliegen, wobei
nur die Radsätze in üblicher Weise gegenüber dem Laufwerkrahmen abgefedert sind
und die harten Federn somit von der normalen Radsatzfederung gebildet werden.
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Die einzelnen Laufwerkeinheiten können gegebenenfalls auch einachsig
ausgebildet sein, weisen jedoch vorzugsweise wenigstens zwei oder drei Radsätze
auf, wie dies bei üblichen Drehgestellen zumeist der Fall ist. Es kann aber auch
eine Laufwerkeinheit beispielsweise von zwei durch eine Zwischenbrücke verbundenen
Drehgestellen gebildet sein, wenn die Anzahl der für den Transport erforderlichen
Radsätze sehr groß ist. Stets ergibt sich hierbei jedoch eine Verringerung der Zwischenbrückenanzahl
bzw. gegebenenfalls sogar eine völlige Vermeidung von solchen Zwischenbrücken, so
daß die Bauhöhe und das Leergewicht des Fahrzeuges wesentlich verringert wird. Gegenüber
einer Lastverteilung rein nach dem bekannten Waagebalkenprinzip bietet die Erfindung
hierbei den Vorteil, daß eine theoretisch unbegrenzte Anzahl von Laufwerkeinheiten
für die Auflagerung der Last bzw. der Ladebrücke verwendet werden kann. Praktisch
ist die Anzahl der Laufwerkeinheiten, welche auf diese Art zu einem Fahrzeug verbunden
werden können, nur dadurch begrenzt, daß die Last bzw. die Ladebrücke in Kurven
nicht über ein gewisses Maß seitlich auswandern darf. Die zulässige Auswanderung
wird hierbei durch die seitlich verschiebbare Abstützung auf den die Last bzw. die
Ladebrücke tragenden Auflagern gewährleistet.
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In diesem Zusammenhang ist unter »flacher Federkennlinie« die Kennlinie
einer weichen Feder zu verstehen, während unter »steiler Federkennlinie« diejenige
einer harten Feder zu verstehen ist, wobei also zur Erzielung eines bestimmten Federweges
eine größere Kraft nötig ist als bei einer weichen Feder.
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Im Prinzip wäre ein Lastausgleich auf eine Vielzahl von Radachsen
auch dadurch möglich, daß die Last bzw. die Ladebrücke unter Zwischenschaltung von
mehreren Federn mit untereinander gleichen Kennlinien auf den Laufwerkeinheiten
abgestützt ist. Allerdings wäre ein solcher Lastausgleich nur auf vollkommen ebener
Strecke zu erzielen. Bei Gefällsbrüchen und am Ablaufberg würden normal harte Federn
eine ungleichmäßige Belastung der einzelnen Laufwerkeinheiten ergeben, was vor allem
in einer Senke nachteilig wäre, da in der Senke die äußeren Laufwerkeinheiten am
stärksten belastet sind, so daß sich eine ungünstige Beanspruchung der Ladebrücke
ergäbe. Würde man hingegen versuchen, die Abstützung der Last bzw. der Ladebrücke
allein durch weiche Federn durchzuführen, so könnte man zwar einen hinreichenden
Lastausgleich auch im Betrieb erzielen, jedoch würde ein solches Fahrzeug zum Wanken,
Wogen und Nicken neigen und daher in der Praxis unverwendbar sein. Bei Schwerlastfahrzeugen
würde,
insbesondere beim Wogen, nämlich das zulässige Ladeprofil überschritten werden.
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Die Erfindung bietet auch Vorteile bezüglich des Verhaltens bei örtlichen
Gleisunebenheiten. Die weichen Federn der erfindungsgemäßen Konstruktion nehmen
nämlich die Schienenstöße ohne weiteres auf und übertragen sie nicht oder nur unwesentlich
auf die Last bzw. die Ladebrücke. Die harten Federn übertragen zwar diese Schienenstöße,
sind aber gemäß der Erfindung eben nur in zwei Laufwerkeinheiten vorhanden, so daß
die auf die Last bzw. die Ladebrücke ausgeübte Gesamtzahl der Schienenstöße entsprechend
der Anzahl der weichen Federn verringert wird.
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Vor allem aber wird durch die erfindungsgemäße Konstruktion bei verhältnismäßig
geringem konstruktivem Aufwand eine vollkommen oder zumindest annähernd gleichmäßige
Verteilung des von der Last bzw. der Ladebrücke ausgeübten Gewichtes auf die einzelnen
Laufwerkeinheiten erzielt. Diese gleichmäßige Gewichtsaufteilung ist unabhängig
von der Gestalt bzw. der Größe der Last und bleibt selbst dann noch erhalten, wenn
sich die Last bzw. die Ladebrücke im Betrieb (z. B. beim Befahren von Gefällsbrüchen)
bzw. bei Belastung durchbiegt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Anordnung so getroffen,
daß die Federspannung der Federn mit flacher Kennlinie veränderbar ist. Auf verschiedenen
Gleisstrecken ist nämlich mitunter der maximal zulässige Achsdruck verschieden begrenzt,
welchem Umstand durch Verstellung der Federspannung der weichen Federungen Rechnung
getragen werden kann. Außerdem wird dadurch eine völlig oder fast völlig gleichmäßige
Verteilung der Last auf die Radsätze, auch bei verschiedenen Belastungen, ermöglicht.
In Sonderfällen ist es jedoch möglich, auf eine solche Nachstellung der weichen
Federn zu verzichten, z. B. dann, wenn das Fahrzeug im wesentlichen stets dieselbe
Last trägt, was z. B. bei Fahrzeugen für den Transport strahlender Materie der Fall
ist, da dort das Gewicht der eigentlichen Last, d. h. der strahlenden Materie, gegenüber
dem Gewicht der Panzerung vernachlässigt werden kann.
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Die Federn müssen nicht von mechanischen Federn gebildet sein. Es
ist z. B. erfindungsgemäß möglich, die Federn mit flacher Kennlinie in an sich bekannter
Weise durch pneumatische Federn zu bilden, deren Gasdruck veränderbar ist. Dadurch
ist in besonders einfacher Weise eine Veränderung der Federspannung durchführbar.
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Zweckmäßig sind erfindungsgemäß die die Last bzw. die Ladebrücke tragenden
Auflager der Federn mit flacher Kennlinie in lotrechter Richtung geführt, wodurch
jedes Auflager parallel zum Rahmen seiner Laufwerkeinheit bleibt. Dadurch kann die
nötige Seitenstabilität trotz der weichen Federung gewahrt bleiben. Durch die erfindungsgemäßen
Maßnahmen, die Last bzw. die Ladebrücke auf den die Last tragenden Auflagern der
Federn mit flacher Kennlinie und gegebenenfalls auch auf den anderen Laufwerkeinheiten
seitlich verschiebbar abzustützen und an zwei im Abstand voneinander liegenden Stellen
seitlich zu führen, wird die nötige Auswanderungsmöglichkeit der einzelnen Laufwerkeinheiten
im Gleisbogen gegenüber der Last bzw. der Ladebrücke gewährleistet. Die Lage der
Stellen, an welchen die Last bzw. die Ladebrücke seitlich geführt ist, kann entsprechend
der Form und Länge der Last bzw. der Ladebrücke gewählt werden, um die beste Kurvengängigkeit
des Fahrzeuges zu erreichen. Diese Führungsstellen können beispielsweise von üblichen
Drehzapfen oder Drehpfannen gebildet werden. Eine besonders einfache und übersichtliche
Konstruktion ergibt sich dann, wenn im Rahmen der Erfindung die Last bzw. die Ladebrücke
auf den Auflagern der Federn mit flacher Kennlinie seitlich verschiebbar abgestützt
ist, wogegen sie an den Auflagern der Federn mit steiler Kennlinie seitlich geführt
ist.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
schematisch erläutert: F i g. 1 zeigt die prinzipielle Anordnung eines Schwerlastfahrzeuges
in Seitenansicht; F i g. 2 zeigt ein Fahrzeugende .in Seitenansicht, wobei für die
Aufnahme der Last eine Tiefladebrücke vorhanden ist; F i g. 3 zeigt ein Detail einer
mechanischen Feder; F i g. 4 zeigt das Prinzip er Anordnung einer pneumatischen
Feder; F i g. 5 zeigt ein Detail der Auflagerung der Last: Bei dem Schema nach F
i g. 1 ist die zur Aufnahme der Last dienende Tiefladebrücke 1 auf sechs Laufwerkeinheiten
2, 3 gelagert. Die Laufwerkeinheiten 2, 3 sind beispielsweise dreiachsig in gleicher
Weise wie übliche Drehgestelle ausgebildet. Auf zwei dieser Laufwerkeinheiten, nämlich
auf den Laufwerkeinheiten 2, ist die Tiefladebrücke 1 über Federn
7 mit einer steilen Kennlinie oder ungefedert gelagert. Die Radachsen
4 sind bei allen Laufwerkeinheiten 2 und 3 in üblicher Weise über Federn
gegen den Rahmen 5 der jeweiligen Laufwerkeinheit abgestützt. Die Last wird
somit bei den Laufwerkeinheften 2 und 3 über Federn, deren Kraft bei einer überladung
des Fahrzeuges die zulässige Belastbarkeit der Radsätze übersteigen würde, auf die
Radachsen 4 übertragen.
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Auf den übrigen vier Laufwerkeinheiten 3 ist die Tiefladebrücke
1 über verhältnismäßig weiche Federn 6 abgestützt. Diese Federung ist so
berechnet, daß die Federkraft die zulässige Belastbarkeit der Radsätze nicht übersteigt,
d. h. also, die Kraft der Federn 6 ist entsprechend der zulässigen Belastbarkeit
der Radsätze begrenzt. Die Laufwerkeinheiten 3 können daher nicht überlastet werden,
und auch die Laufwerkeinheiten 2, auf welchen die Ladebrücke 1
unter
Zwischenschaltung von harten Federn 7 oder gegebenenfalls ungefedert aufliegt, können
nicht überlastet werden, weil die gesamte Ladebrücke 1 nicht überlastet werden darf
und bis zur zulässigen Belastung alle Laufwerkeinheiten 3 mittragen.
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An einer Stelle der vorderen Gruppe von Laufwerkeinheiten 2, 3 und
an einer Stelle der hinteren Gruppe von Laufwerkeinheiten 2, 3 ist die Ladebrücke
1 seitlich geführt, was beispielsweise durch Drehzapfen oder Drehpfannen erfolgen
kann. Diese seitliche Führung kann beispielsweise durch die ungefederten Auflager
auf den Laufwerkeinheiten 2 gegeben sein, jedoch können diese Führungsstellen entsprechend
der Form und Länge der Last beliebig gewählt werden. An den übrigen Auflagestellen'
der Laufwerkeinheiten 3 ist die Last seitlich verschiebbar gelagert. . .
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist äas Ende der Tiefladebrücke
1 'auf zwei Laufwerkciür heften 2 und 3 gelagert. Auf der Laufwerkeinheit
2 ist ein Auflager mit einer harten Feder 7 bzw. ein ungefedertes Auflager für die
Tiefladebrücke 1 vorbanden,
auf welchem die Tiefladebrücke
1 mittels einer Gleitbahn 8 seitlich verschiebbar gelagert ist. Auf
der Laufwerkeinheit 3 ist die Tiefladebrücke 1 unter Verwendung von pneumatischen
Federn 9 gelagert. Das Auflager 10 dieser pneumatischen Feder 9 ist relativ zur
Laufwerkeinheit 3 parallel geführt. Auf diesem Auflager 10 ruht die Ladebrücke 1
unter Vermittlung einer Gleitbahn 11 seitlich verschiebbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die seitliche Führung der Ladebrücke 1 zwischen den beiden Laufwerkeinheiten
2 und 3 vorgesehen. Diese seitliche Führung ist durch einen Drehzapfen 12 angedeutet,
welcher in ein Kuppelglied 13 zwischen den Laufwerkeinheiten 2 und 3 eingreift.
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F i g. 3 zeigt ein Detail einer mechanischen Feder mit flacher Kennlinie
für eine Laufwerkeinheit 3. In der Laufwerkeinheit 3 ist ein Auflager
14 durch einen Zapfen 15 parallel zum Rahmen der Laufwerkeinheit 3 geführt.
Das Auflager 14 ruht auf einer Schraubenfeder 16, welche auf einem Federteller 17
abgestützt ist. Auf dem Auflager 14 ist die Ladebrücke 1 unter Vermittlung einer
Gleitbahn 18 seitlich verschiebbar abgestützt. Die Schraubenfeder 16
weist
eine geringe Härte auf und ist so bemessen, daß ihre Kraft entsprechend der zulässigen
Belastbarkeit der Radachsen 4 der Laufwerkeinheit 3 begrenzt ist, so daß eine überlastung
dieser Radsätze nicht möglich ist. Durch Schraubenspindeln 19, über welche der Federteller
17 auf der Laufwerkeinheit 3 abgestützt ist, ist diese Federung höhenverstellbar,
so daß die Federung verschiedenen zulässigen Achsdrücken angepaßt werden kann. Es
können hierbei eine Anzahl von Schraubenspindeln 19 am Umfang des Federtellers 17
angeordnet sein. Alle Schraubenspindeln 19 sind mittels einer über Kettenräder 20
geführten Kette verbunden, so daß alle Schraubenspindeln 19 gleichmäßig verstellt
werden.
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F i g. 4 zeigt das Schema einer kombinierten Öl-Druckluftfederung.
Die Ladebrücke 1 ruht wieder unter Vermittlung einer Gleitbahn 18 auf dem Auflager
14 eines Kolbens 21, welcher in einem Zylinder 22 geführt ist, der mit Öl gefüllt
ist. über eine Leitung 23 wird der Öldruck auf einen in einem Zylinder 24 beweglichen
Kolben 25 übertragen, welcher mit einem Kolben 26 verbunden ist, der in einem Zylinder
27 geführt ist. Im Zylinder 27 befindet sich Luft, deren Druck über eine Leitung
28 von einer Pumpe 29 verändert werden kann. Ein Manometer 30 und eine automatische
Regeleinrichtung 31 dienen dazu, den Druck im Zylinder 27 auf einer bestimmten Höhe
zu halten, wodurch die Federung entsprechend der Belastbarkeit der Radsätze eingestellt
werden kann. Bei einer solchen Anordnung ist es ohne weiteres möglich, die Federungen
der Laufwerkeinheiten 3 von einer zentralen Stelle, beispielsweise vom Führerstand
aus, zu kontrollieren und einzustellen. 32 stellt ein Sicherheitsventil dar.
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F i g. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausbildungsform der Auflagerung der
seitlich verschiebbaren Last auf einem Auflager 14, wobei als Beispiel eine Laufwerkeinheit
3 mit einer weichen Schraubenfeder 16
gewählt ist. An der Last 33 ist eine
Führungsbahn 34 befestigt. Zwischen dieser und dem ebenfalls als Führungsbahn ausgebildeten
Auflager 14 ist eine Walze 35 angeordnet. Bei mittiger Stellung der Last
33 liegt die Walze 35 in der Mitte des Auflagers 14,
d. h. in der Mittelachse
der Laufwerkeinheit 3. Bei einem seitlichen Auswandern der Last 33 in einer Kurve
wälzt sich die Walze 35 zwischen Auflager 14 und Führungsbahn 34 ab. Die Walze 35
legt hierbei nur die Hälfte des Weges zurück, welchen die Last 33 zurücklegt, so
daß nun die Walze 35, welche die Abstützstelle bildet, sowohl gegenüber dem Auflager
14 als auch gegenüber der Last 33 exzentrisch liegt. Die von der Last 33 ausgeübten
Momente werden dadurch halbiert, wodurch sich eine günstigere Auflagerung ergibt.
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Für die Patentansprüche 2 bis 5, die als echte Unteransprüche gelten,
wird nur im Zusammenhang mit Patentanspruch 1 Schutz begehrt.