DE1530086C3 - Stabilisierungseinrichtung für mehrgliedrige Schienengelenkfahrzeuge - Google Patents

Description

nung ist jedoch nur ein einziger fester Wagenkasten vorgesehen, der bei Kurvenfahrt und entsprechender Länge des Fahrzeuges eine erhebliche Ausladung gegenüber der Fahrt in gerader Richtung aufweist (schweizerische Patentschrift 358 465).

Es ist fernerhin eine Achssteuerung für Schienenfahrzeuge mit einem einteiligen Wagenkasten und gegenüber diesem waagerecht schwenkbaren Laufwerken bekannt, wobei das in die Gleiskrümmung ein

erreichen. Der Aufwand für die dazu erforderlichen Steuereinrichtungen ist im Verhältnis zum Aufwand für ein drittes Drehgestell relativ gering.

Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung dient als Stabilisator eine einem Ausknicken der beiden gekuppelten Fahrzeugteile entgegenwirkende Feder eines pneumatischen oder hydraulischen Federspeicherzylinders, und die durch pneumatische oder

kraft wirkt also erst dann, wenn das Fahrzeug eine bestimmte Geschwindigkeit überschreitet. Der von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Einschaltpunkt muß so gelegt werden, daß bei den Fahrzeug-5 geschwindigkeiten, mit welchen das Fahrzeug in der Praxis in die Kurve fährt, keine oder höchstens eine geringe Stabilisierung vorhanden ist; d.h. das Fahrzeug eine leichte Kurvengängigkeit aufweist, und daß bei dieser Geschwindigkeit beim Lauf in der Geraden laufende Laufwerk die Längsachse des Wagenkastens io trotzdem noch keine schlechten Laufeigenschaften in der waagerechten Ebene dadurch verschwenkt, vorhanden sind. Dies ist in der Praxis immer der daß zwischen beiden Laufwerken ein Steuergetriebe Fall, da z.B. bei Straßenbahnfahrzeugen der eingeschaltet ist, das den Schwenkwinkel zwischen schlechte Wagenlauf erst bei Geschwindigkeiten von den Wagenkasten und dem nachlaufenden Laufwerk über 60 km/h vorhanden ist und mit dieser Gefür die Krümmung winkelrichtig einstellt, noch bevor 15 schwindigkeit in keine Kurve eingefahren wird, das nachlaufende Laufwerk an die Gleiskrümmung Bei einem Schienenfahrzeug mit einer Stabilisie-

gelangt ist (deutsche Auslegeschrift 1 104 549). Da- rungseinrichtung nach der Erfindung ist es möglich, bei wird die Kupplung zwischen den beiden Drehge- bei einem vierachsigen Fahrzeug mit zwei Drehgestellen fahrtrichtungsabhängig mit Hilfe einer hy- stellen die guten Laufeigenschaften eines sechsachsidraulischen, mechanischen, elektrischen oder pneu- 20 gen Fahrzeuges mit Jacobs-Drehgestellen ohne den matischen Steuereinrichtung betätigt. Hier erfolgt großen Mehraufwand für ein drittes Drehgestell zu also eine Verdrehung des nachlaufenden Drehgestelles gegenüber einem gelenklosen Wagenkasten durch
eine besondere Kraft, die z.B. hydraulisch erzeugt
wird, in Abhängigkeit von der Winkelstellung des 25
vorauslaufenden Drehgestelles. Auch bei dieser bekannten Anordnung lädt der Wagenkasten bei Kurvenfahrt gegenüber der Fahrt in der Geraden in erheblichem Maße je nach der Länge des Fahrzeuges

seitlich aus. Es erfolgt nur eine Veränderung des 30 hydraulische Beaufschlagung auf den Kolben des Zy-Winkels des nachlaufenden Drehgestelles gegenüber linders ausgeübte Kraft wirkt der Kraft der Feder dem Wagenkasten in Abhängigkeit von der Fahrt- entgegen.

richtung. Dabei ist jedoch auch vorgesehen, die Bei einer Ausführungsvariante der Erfindung ist

Steuerung des nachlaufenden Drehgestelles erst nach eine, einem Ausknicken der beiden gekuppelten Erreichen-einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit 35 Fahrzeugteile entgegenwirkende Stabilisierungsfeder durchzuführen. und ein besonderer, pneumatisch oder hydraulisch

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine- ' betätigter, auf die Stabilisierungseinrichtung einwir-Stabilisierungseinrichtung für mehrgliedrige, schie- kender Zylinder vorgesehen, dessen bei Beaufschlanengebundene Fahrzeuge, insbesondere Triebfahr- ,gung, durch das pneumatische oder hydraulische zeuge zu schaffen, bei der einerseits die Vorzüge der 40 Druckmittel ausgeübte Kraft der Federkraft entge-Stabilisierung auf gerader Strecke bei hohen Ge- genwirkt.

schwindigkeiten voll ausgenützt sind und andererseits Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbil-

beim Einfahren in eine Kurve die erwähnten ungün- düngen der Erfindung ergeben sich aus den im folstigen Eigenschaften derselben fortfallen. Im Gegen- genden beschriebenen und in den Zeichnungen darsatz zu den obenerwähnten bekannten Anordnungen 45 gestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt soll sich bei dem Gegenstand der Erfindung das F i g. 1 ein mehrgliedriges, schienengebundenes

Fahrzeug bei schneller Fahrt in der Geraden wie ein Fahrzeug mit einem gelenklosen Wagenkasten verhalten, während das Fahrzeug bei Kurvenfahrt, die bei Straßenbahnen meist mit verminderter Geschwin- 50 digkeit erfolgt, sich der Anpassung des Wagenkastens an die Biegung des Geleises keine merklichen Kräfte entgegenstellen sollen. Das Fahrzeug soll also bei schneller Geradeaus-Fahrt in Längsrichtung steif bleiben und bei Kurvenfahrt eine Anpassung an den 55 Kurvenradius ohne große Gegenkräfte ermöglichen, ferner soll der Einfahrstoß in Kurven gering sein.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäße in einer der Stabilisierungskraft entgegenwirkenden, für sich bekannten hydraulischen, 60 Drehgestelle 7 und 8 sind durch Schraffur besonders pneumatischen oder elektromechanischen Einrich- kenntlich gemacht; die zugehörigen Drehzapfen sind tung, die in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit mit 9 bzw. 10 bezeichnet. Die Anlenkung der Drehdes Fahrzeuges so gesteuert wird, daß die Wirkung gestelle 7 und 8 erfolgt in an sich bekannter Weise der Stabilisierungskraft bei niedriger Fahrgeschwin- mittels der in der Drehachse 6 gelagerten Gelenkandigkeit aufgehoben ist und bei größeren Geschwin- 65 Ordnung 11.

digkeiten die Größe der der Stabilisierungskraft ent- Die erfindungsgemäße Stabilisierungseinrichtung

gegenwirkenden Kraft in Abhängigkeit von der Fahr- besteht im wesentlichen aus zwei pneumatisch oder geschwindigkeit verkleinert wird. Die Stabilisierungs- hydraulisch betätigbaren Federspeicherzylindern 2.

Fahrzeug mit einer Stabilisierungseinrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt beim Durchfahren einer Kurve,

F i g. 2 das gleiche Fahrzeug auf gerader Strecke,

F i g. 3 eine Ausführungsvariante eines Fahrzeuges mit einer Stabilisierungseinrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung bei Kurvenfahrt und

F i g. 4 das gleiche Fahrzeug auf gerader Strecke.

In den Zeichnungen sind mit 1 bzw. 5 die Wagenkästen der beiden Fahrzeugteile bezeichnet, die gegeneinander drehbeweglich um die senkrechte Drehachse 6 miteinander gekuppelt sind. Die beiden

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die durch je ein Gelenk 12 drehbar am Wagenka- unterscheidet sich von der soeben beschriebenen An-

sten 5 gelagert sind. Der Kolben 13 jedes Zylinders 2 Ordnung im wesentlichen dadurch, daß hier ein be-

ist gegen die Kraft einer Stabilisierungsfeder 14 ver- sonderer pneumatisch oder hydraulisch betätigbarer

schiebbar, die in der der F i g. 2 entsprechenden Stel- Zylinder 3 vorgesehen ist, der gegen eine durch ein

lung mit Vorspannung eingebaut sein kann. Jede der 5 Gelenk 20 schwenkbar am Wagenkasten 5 gelagerte

beiden Kolbenstangen ist durch ein Gelenk mit zwei Stabilisierungsfeder 4 arbeitet. Im übrigen sind hier

Hebeln 17 und 18 verbunden, von denen der eine gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen verse-

Hebel 17 mit seinem anderen Ende durch ein Gelenk hen wie in F i g. 1 und 2.

24 am Wagenkastens angelenkt ist. Die freien En- Die Kolbenstange des Zylinders3 greift an dem

den der Hebel 18 liegen, wie aus F i g. 2 ersichtlich io freien Ende eines einarmigen Hebels 21 an, an wel-

ist, bei Geradeausfahrt beiderseits an der mit dem chem bei dem Anlenkpunkt 22 ein Gelenkviereck 23

Wagenktasten 1 starr verbundenen Deichsel 19 an. angelenkt ist. Der dem Anlenkpunkt 22 gegenüber-

Beim Einlauf des Fahrzeuges in eine Kurve und liegende Gelenkpunkt 25 ist an der Deichsel 19 gelaentsprechender Schwenkung der Deichsel 19 drückt gert. Die Deichsel 19 ist im Falle dieses Ausfühderen Ende auf das freie Ende eines der beiden He- 15 rungsbeispieles mit seitlichen Fortsätzen 26 versehen, bei 18, so daß der zugehörige Kolben 13 gegen die die so angeordnet sind, daß jeweils der eine oder der Kraft der Feder 14 verschoben wird, wie dies die andere dieser Fortsätze 26 beim Einlauf in eine Fig. 1 zeigt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, Kurve gegen den an ihm anliegenden Stab des Gedaß die beim Lauf in der Geraden auf das Fahrzeug lenkvierecks 23 drückt, wodurch eine Streckung deswirkenden Querkräfte kleiner sind als die zur Über- 20 selben und damit ein Zusammendrücken der Stabiliwindung der Federspannung erforderliche Ausknick- sierungsfeder 4 bewirkt wird. Die der Stabilisierungskraft. Wie an sich bekannt, kann durch entspre- kraft entgegenwirkende Kraft wird wiederum durch chende Auslegung der Kinematik auch erreicht wer- entsprechende Beaufschlagung des Zylinders 3 erden, daß nach Einleitung der Ausknickbewegung die zeugt. Diese Beaufschlagung des Zylinders 3 wird gewirksame Stabilisierungskraft trotz Zunahme der 25 maß der Erfindung, wie beschrieben, in Abhängig-Federspannung gleich bleibt oder sogar abnimmt. keit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und vorgenommen. Die hierfür in Frage kommenden

2 kann nun gemäß der Erfindung eine der Stabilisie- Steuer- und Regelungseinrichtungen können in be-

rungskraft entgegenwirkende Kraft dadurch erzeugt kannter Weise mit elektrischen oder elektronischen

werden, daß der Federspeicherzylinder 2 auf der der 30 oder pneumatischen Regelungsgeräten ausgerüstet

Kolbenstange 15 abgewandten Seite durch ein pneu- sein.

matisches oder hydraulisches Druckmittel beauf- Die Erfindung ist nicht nur auf die dargestellten

schlagt wird. Die hierzu notwendigen Einrichtungen bzw. beschriebenen Ausführungsbeispiele be-

und Druckmittelleitungen sind in den Zeichnungen schränkt. Beispielsweise könnte die erfindungsge-

im Interesse der Übersichtlichkeit nicht dargestellt, 35 mäße Stabilisierungseinrichtung auch in Fällen ange-

ebensowenig die gemäß der Erfindung vorgesehenen, wendet werden, in denen zwei vierachsige, d. h. zwei

in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit <~ ' Fahrzeuge mit je zwei Drehgestellen, miteinander zu

arbeitenden Einrichtungen zur selbsttätigen Steue- kuppeln sind. Die der Stabilisierungskraft entgegen-

rung der der Stabilisierungskraft entgegenwirkenden wirkende Kraft kann auch durch Elektromagnete

Beaufschlagung der Zylinder 2. Hierzu können in der 40 (Solenoide) erzeugt und mittels einer mechanischen

Steuerungs- und Regeltechnik an sich bekannte Mit- Hebelübersetzung übertragen werden Die An-

tel verwendet werden. spräche 2 und 3 gelten als echte Unteranspräche nur

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 in Verbindung mit dem Anspruch 1.

Hierzu. 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

lieh eine Einstellung der Wagenkastenhälften gegen- Patentansprüche: über den Drehgestellen vornimmt. Es hat sich jedoch beim praktischen Betrieb herausgestellt, daß solche

1. Stabilisierungseinrichtung für mehrgliedrige, Wagen in der Geraden bei höheren Geschwindigkeischienengebundene Gelenkfahrzeuge, insbeson- 5 ten als etwa 30 km/h unruhig laufen, was abgesehen dere Triebfahrzeuge, durch die eine ein Ausknik- von der Beeinträchtigung des Fahrkomforts zu einer ken der miteinander gekuppelten Fahrzeugteile verstärkten Abnutzung der Geleisanlagen und der beim Lauf in der Geraden verhindernde Stabili- Radkränze führt.

sierungskraft ausgeübt wird, gekennzeich- ,Der Fahrzeuglauf von Schienentriebfahrzeugen ist

net durch eine der Stabilisierungskraft entge- io abhängig von der sogenannten Führungslänge des

genwirkende, für sich bekannte hydraulische, Fahrzeuges. Bei zweiachsigen FahrzeugenJst z.B.

pneumatische oder elektromechanische Einrich- die Führungslänge durch den Achsabstand gegeben,

tung, die in Abhängigkeit von der Geschwindig- bei Drehgestell-Fahrzeugen vorwiegend durch den

keit des Fahrzeuges so gesteuert wird, daß die Drehzapfenabstand der Drehgestelle. Je größer die

Wirkung der Stabilisierungskraft bei niedriger 15 Führungslänge, um so ruhiger ist der Fahrzeuglauf

Fahrgeschwindigkeit aufgehoben ist und bei grö- bei hohen Geschwindigkeiten auf einer geraden

ßeren Geschwindigkeiten die Größe der der Sta- Schienenstrecke. Je größer aber die Führungslänge,

bilisierungskraft entgegenwirkenden Kraft in Ab- um so ungünstiger werden beim Kurvenlauf die geo-

hängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit verklei- metrischen Verhältnisse, welche Beschränkungen in nert wird. . 20 den Längenabmessungen des Fahrzeuges erforderlich

2. Stabilisierungseinrichtung nach Anspruch!, machen.

dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisator eine Bei mehrgliedrigen Fahrzeugen hat man bereits "

einem Ausknicken der beiden gekuppelten Wa- versucht die Führungslänge durch den Einbau von

genkästen (1 und 5) entgegenwirkende Feder (14) Stabilisatoren zu vergrößern. Diese Stabilisatoren be-

eines pneumatischen oder hydraulischen Feder- 25 wirken, daß die Fahrzeugteile so miteinander gekup-

speicherzylinders (2) dient und die durch pneu- pelt sind, daß im geraden Gleis die Wagenkästen der

matische oder hydraulische Beaufschlagung auf Fahrzeuge nicht ausknicken können. Sie sind dabei

den Kolben (13) des Zylinders ausgeübte Kraft so eingestellt, daß die auf das mehrgliedrige Fahr-

der Kraft der Feder (14) entgegenwirkt (Fig. 1 zeug beim Lauf in der Geraden wirkenden Quer-

und 2). 30 kräfte kleiner sind als die erforderliche Ausknick-

3. Stabilisierungseinrichtung nach Anspruch 1, kraft eines Stabilisators. Die Stabilisatoren sind meist gekennzeichnet durch eine einem Ausknicken so ausgeführt, daß nach dem Ausknicken die Stabilider beiden gekuppelten Wagenkästen (1 und 5) sierungskraft abfällt. Dies hat den Vorteil, daß beim entgegenwirkende Stabilisierungsfeder (4) und Einlaufen des stabilisierten Wagenzuges in eine einen besonderen, pneumatisch oder hydraulisch 35 Kurve, nach Aufbringen der Ausknickkraft, in der betätigte'n, auf die Stabilisierungseinrichtung ein- Kurve die Stabilisierungskraft so klein wird, daß wirkenden Zylinder (3), dessen bei Beaufschla- keine ungünstigen Zwangskräfte entstehen.

gung durch das pneumatische oder hydraulische *~ Beim Einlaufen in die Kurve ist bei diesen beDruckmittel ausgeübte Kraft der Federkraft ent- kannten Einrichtungen jedoch die Ausknickkraft des gegenwirkt (Fi g. 3 und 4). 40 Stabilisators aufzubringen. Diese Ausknickkraft kann

nur über die Radsätze des Fahrzeuges eingeleitet werden, was zu ungünstigen Kurveneinlaufverhältnis-

.' sen bzw. erhöhtem Spurkranzverschleiß der Fahrzeuge führt. Bei Straßenbahnfahrzeugen ist, insbe-45 sondere dann, wenn, wie z.B. beim sogenannten »Bremer Wagen«, eine Lenkung der beiden Fahr-

Die Erfindung betrifft eine Stabilisierungseinrich- zeugteile von den beiden Drehgestellen aus geschieht, tung für mehrgliedrige, schienengebundene Gelenk- eine sehr kleine, vom Drehgestell-Achsabstand abfahrzeuge, insbesondere Triebfahrzeuge, durch die , hängige, Führungslänge des Fahrzeuges in der Geraeine ein Ausknicken der miteinander gekuppelten 50 den vorhanden. In solchen Fällen ist, insbesondere Fahrzeugteile beim Lauf in der Geraden verhin- wenn das Fahrzeug hohe Fahrgeschwindigkeiten auf dernde Stabilisierungskraft ausgeübt wird. gerader Strecke entwickeln soll, eine Stabilisierung

Bei Straßenbahnfahrzeugen mit großer Länge der beiden Wagenkästen zueinander unbedingt erforkann mit Rücksicht auf andere Straßenfahrzeuge und derlich. Aber gerade auch hier macht sich dann beim den Abstand zum Nachbargleis nur eine seitliche 55 Einlaufen in die Kurve die Stabilisierungskraft sehr Ausladung von beschränkter Größe beim Durchfall- ungünstig bemerkbar, da bei Straßenbahnfahrzeugen ren von Kurven zugelassen werden. Man verwendet mit sehr kleinen Kurvenradien der Gleise zu rechnen daher entweder zweigliedrige Fahrzeuge mit einem ist.

zusätzlichen mittleren Drehgestell, welches unter Es ist bereits eine Querkupplung zwischen den ein-

dem Namen »Jacobs-Drchgcstell« bekannt ist, was 60 ander zugekehrten Enden von Fahrgestellen eines jedoch die Kosten für das Fahrzeug erhöht, oder Schienenfahrzeuges bekannt, die dazu dient, die man baut das Fahrzeug so, daß der Wagenkasten Spurkranzdrücke des Fahrzeuges beim Befahren von beim Durchfahren einer Kurve einknickt. Ein solches Kurven zu vermindern und die Anlaufwinkel der Fahrzeug ist z. B. in der Zeitschrift »Der Stadtvcr- vorlaufenden Achse bei Einfahrt in eine Kurve herkehr« I960 in dem Aufsatz »Der neue vierachsige Gc- 65 abzusetzen. Dabei werden die Querkupplungskräfte lenktricbwagen der Bremer Straßenbahn«, S. 180 ff., wenigstens teilweise durch einen über eine Steuervorbeschricbcn. Bei diesem Fahrzeug ist eine Kupp- richtung mit Druckmittel beaufschlagbaren Servoarlung der beiden Drehgestelle vorgesehen, die zusatz- beitszylinder erzeugt. Bei dieser bekannten Anord-