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Anlenkung zwischen Drehgestell und Wagenkasten von Schienenfahrzeugen.
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Die Erfindung betrifft eine Anlenkung zwischen Drehgestell und Wagenkasten
von Schienenfahrzeugen, die mit wiegenträgerlosen Drehgestellen ausgerüstet sind.
Zur Erzielung eines guten Wagenlaufes ist es besonders wichtig, bei Leichtbaufahrzeugen
eine weitgehendst reibungsfreie und die Bewegungen des Wagens nicht behindernde
Verbindung zwischen Drehgestell und Wagenkasten zu haben, da Fahrzeuge dieser Art
wegen ihrer geringen Eigendämpfung in der Regel sehr erregungsempfindlich sind.
Besonders bei Drehgestellen, die durch den Einbau von Gasfec@ern als Wiegenfederung
eine sehr weiche Abfederung des Wagens gestatte, ist eine Anlenkung erforderlich,
die diese Federung nicht beeinträchtigt.
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Es ist bekannt, bei Schienenfahrzeugen zwischen Drehgestell
und dagenkasten drehbar gelagerte Rollen anzuordnen, die zur Abstützung des Wagenkastens
auf dem Drehgestell dienen. Weiterhin ist bekannt zum Anlenken eines wiegenlosen
Drehgestelles an den Wagenkasten zwischen dem Drehgestellrahmen und dem Drehzapfen
elastische, im wesentlichen kugelförmige Rollkörper zwischen lotrechten äollbahnen
anzuordnen.
Bei der erfindungsgemäßen Anlenkung zwischen Drehgestell
und Jagenkasten von dchienenfahrzeugen, insbesondere für solche mit Gasfederung
werden die oben aufgestellten Forderungen dadurch erreicht, daß am Wagenkasten oder
am Drehgestellrahmen eine Scheibe kardanisch und drehbar gelagert ist, die zwischen
am Drehgestellrahmen oder am Wagenkasten befestigten z#,n.schlagplatten angeordnet
ist, wobei die iviantelfläche der Scheibe mindestens in den Bereichen der Scheibe,
die mit den Anschlagplatten bei Auftreten von Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräften
oder Querkräften in Berührung kommen, ballig oder kugelförmig ausgebildet ist, wobei
der Kugelmittelpunkt mit dem Scheibenmittelpunkt zusammenfällt. Eine elastische
Ubertragung aller Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte und der Querkräfte kann
dadurch erreicht werden, daß der Außenmantel der ächeibe mit elastischem Laterial
belegt ist, dessen Außenfläche ballig bzw. kugelförmig ausgebildet ist. Zur :Erhöhung
der Elastizität können die Anschlagplatten entweder elastisch am Drehgestellrahmen
bzw. am Wagenkasten gelagert oder ebenfalls mit elastischem Material belegt werden.
Unter einem elastischen 1'@.,ia-terial I _m #D_'i nzie der Erfindung soll dabei
ein Material verstanden das insbesondere volumenelastisch und in hohem Grade kompressibel
ist. Es kann z.B. natürlicher oder synthetischer Kautschuk verwendet werden.
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Zur Stabilisierung der Scheibe kann weiterhin das Dreh- und F1ardanlager
der i<"heibe aus elastischem Laterial gebildet :ein, und/oder zwischen der Scheibe
und dem hauptquerträger des Wagenkastens hzw. dem a utittelzapfen können Zug- oder
Druckfedern angeordnet sein.
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hie Scheibe kann entweder auf einem vertikal ati";eordneten -,iitbelzapfen
oder auf einer horizontal und quer zur Längsache des Wagenkastens angeordneten Jelle
kardanisch und drehbar gelagert sein. Da bei einer Lagerung der Scheibe auf einer
horizontal
und quer zur Längsachse des Wagenkastens angeordnet e4 Welle die Scheibe selbst
nicht als Begrenzung des seitlichen Wiegenquerspieles herangezogen werden kann,
ist es vorteilhaft, an den Enden der Welle Puffer anzuordnen, die ebenfalls aus
elastischem Material bestehen können. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Anlenkung
zwischen Drehgestell und Wagenkasten von Schienenfahrzeugen bei wiegenträgerlosen
Drehgestellen erfüllt in vorteilhafter Weise sämtliche Anforderungen, die an derartige
Anlenkungen gestellt werden, z.B.:
| a) weiche und elastische bbertragung aller Beschleunigungs- |
| und Verzögerungskräfte, die zwischen Drehgestell und Wagen- |
| kasten in Wagenlängsrichtung auftreten; |
| b) die senkrechten Federwege zwischen Drehgestell und Wagen- |
| kasten (Wiegenfederung) werden durch die Anlenkung nicht |
| wesentlich bzw. überhaupt nicht behindert; |
| c) die zwischen Drehgestellrahmen und Wagenkasten auftretenden |
| Querbewegungen (Wiegenspiel) können ohne wesentliche-Behin- |
| derung und ohne daß von der Anlenkung Rückstellkräfte er- |
| zeugt werden, erfolgen; |
| d) falls erforderlich werden die nach c) entstehenden Querwege |
| durch die nlenkung begrenzt; |
| e) das Drehgestell kann sich unter dem Wagenkasten um seine |
| senkrechte Achse drehen; |
| f) das Drehgestell kann sich unter dem Wagenkasten kardanisch |
| bewegen; |
| g) die nnlenkung überträgt nicht die Nickschwingungen des |
| Drehgestellrahmens auf den Wagenkasten. |
iiusführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in den xbb. 1 bis 9 dargestellt.
Es zeigen: £Lbb. 1 eine liusführungsform in der Draufsicht, ,'ibb. 2 die gleiche
Ausführung im Schnitt entsprechend der Schnittlinie k-13, in größerem Maßstab,
Abb.
3 die gleiche Ausführungsform im Schnitt entsprechend der Schnittlinie A-13 während
einer senkrechten Federung des Fahrzeuges, Abb. 4 eine zweite Ausführung in der
Draufsicht, Abb. 5 die zweite Ausführungsform im Längsschnitt entsprechend der Schnittlinie
C-D, in etwas größerem Iulaßstab, lobb. 6 die zweite Ausführungsform teilweise im
Horizontalschnitt entsprechend der Schnittlinie L-F, in größerem Iviaßstab, Abb.
7 eine dritte Ausführungsform, Abb. 8 eine vierte Ausführungsform, Abb. 9 eine fünfte
Ausführungsform. Nach Abb. 1, 2 und 3 ist am Ivlittelzapfen 1 des Wagens 2 eine
in Normalstellung horizontal liegende Scheibe 3 kardanisch und drehbar gelagert.
Diese Scheibe ragt in einen in der Mitte des Drehgestells angebrachten Ausschnitt
4 des Drehgestellrahmens 5. Der Abstand der in diesem Ausschnitt quer zur Drehgestellängsrichtung
angeordneten Anschlagplatten 6 ist um einige mm, der Abstand der in Drehgestellängsrichtung
angebrachten Anschlagplatten 7 um das haaß des gewünschten We@genquerspieles größer
als der Außendurchmesser der ,icheibe. Die Iviantelfläche der Scheibe 3, die bei
Auftreten von Beschleunigungs-.oder Verzögerungs- oder 'Querkräften mit den Anschlagplatten
6 oder 7 in Berührung kommt, ist ein Teil einer Kugelfläche mit dem Ivlittelpunkt
im Scheibenmittelpunkt, so daß bei jeder Stellung der Scheibe 3 die Abstände zwischen
der Scheibe und den Anschlagplatten gleich groß sind. Die Mantelfläche kann auch
ballig geformt sein, wobei die Krümmung zweckmäßig nur wenig von der Krümmung einer
Kugelfläche abweichen soll. Zur Übertragung von Beschleunigungs- oder Verzögerungskräften
vom Drehgestell auf den Vidagenkasten - oder umgekehrt - in Wagenlängsrichtung,
legt sich die Scheibe 3 je nach Kraftrichtung an einer der beiden quer zur Fahrtrichtung
im Rahmenausschnitt
angeordneten Anschlagplatten 6 an. Zur ivlinderung
der dynamischen Belastungen des Mittelzapfens kann entweder der Außenmantel der
Scheibe 3 wie in Abb. 2 und 3 dargestellt, mit elastischem Material 11 belegt werden
oder die Anschlagplatten 6 werden am Drehgestellrahmen elastisch gelagert.
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Bei einer senkrechten Federung des dagenkastens zum Drehgestell bewegt
sich die Scheibe 3 mit dem iviittelzapfen 1 zwischen den beiden Anschlagplatten
6 ohne ihre horizontale Zage zu ändern nach unten, vorausgesetzt, daß die Scheibe
3 nicht an einer der beiden Anschlagplatten anliegt. Ist dies wegen einer gleichzeitigen
Übertragung einer Beschleunigungs- oder Verzögerungskraft der Fall, so wälzt sich
der Außenmantel der Scheibe an der Anschlagplatte 6 ab, während sich die Jcheibe
3 gleichzeitig kardanisch auf den t#iittelzapfen 1 dreht. Die Scheibe erreicht eine
Schräglage wie sie in Abb. 3 dargestellt ist. Tritt zwischen Wagenkasten 2 und Jrehgestellrahmen
5 eine Querbewegung auf, so bewegt sich die Scheibe 1 zwischen den Anschlagflächen
6 des Drehgestellrahmens 5 in rjuerrichtung. Bei gleichzeitiger Übertragung einer
Beschleunigungs- oder Verzögerungskraft in 4lagenlängsrichtung rollt sich die Scheibe
3 während sie sich auf dem iriittelzapfen 1 radial dreht, auf einer der beiden Anschlagplatten
6 in -,Querrichtung ab. Zur Begrenzung des Wiegenquerspieles dienen Anschlagplatten
7, die am Drehgestellrahmen 5 in Längsrichtung angeordnet sind. Ist der Außenmantel
der Scheibe 3 mit elastischem Material 11 belegt, so werden die v4ueranschläge durch
dieses Liaterial gedämpft. Die gleiche dämpfende Wirkung wird auch erzielt, wenn
an Stelle einer mit elastischem Material belegten Scheibe, die Anschlagplatten
7 am Drehgestellrahmen 5 elastisch gelagert werden.
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Beim Einfahren des Pahrzeuges in einen Gleisbogen dreht sich, sofern
die Scheibe 3 an einer der Anschlagplatten 6 oder 7
anliegt, das Drehgestell
mit der Scheibe 3 um die senkrechte Achse des Mittelzapfens 1. Liegt keine Berührung
zwischen Dreh-
Bestell und Scheibe vor, drehen sich die Anschlagplatten
6 und 7 um die senkrechte Achse des Drehgestelles um die ächeibe. Bei kardanischen
Bewegungen des Drehgestelles zum Jagenkasten, die durch das Überfahren eines Ablaufberges
oder beim.Fährbetrieb auftreten, dreht sich die Scheibe 3 kardanisch auf dem Mittelzapfen
1.
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Zur Stabilisierung der Scheibe 3 ist diese über Zug- oder Druckfedern
8 am iäittelzapfen 1 oder am Hauptquerträger (des Wagens 2 angelenkt. .üie
Stabilisierung kann auch dadurch erreicht werden, daf3 das kardanische Gelenk 10
unter Verwendung von elastischem laterial gebildet wird; z.B. kann ein Gummikugelgelenk
verwendet werden. `Wird nach einer kardanischen oder einer radialen Bewegung der
Scheibe 3 die Haftreibung zwischen der Ocheibe und einer der a«nschlägplatten 6
oder 7 am Drehgestellrahmen 5 aufgehoben, wird die Scheibe 3 durch die vorgespannten
i@edern 8 wieder in Ausgangsstellung gebracht. Eine zweite AusfÜhrungsforrn zeigen
die #,ibb. 4, 5 und 6. Erfindungsgemäß ist hierbei die z.3 <heibe 3 :in einem
gabelförmig ausgebildeten, am Hauptquerträger 9 des ihj_genkasrens 2 befestigten
iviittclzapfen 1 so Gelägern, dai13 die Drehachse der Scheibe 3 horizontal und quer
zur Längsachse des Wagens 2 angeordnet ist. Die Scheibe 3 ist auf einer gelle 13
kardanisch und drehbar gelagert. Die Wirkungsweise dieser Ausführung entspricht
im Prinzip der bereits beschriebenen Ausführungsformen mit dem Unterschied, daß
die Bewegungen zwischen Drehgestell 5 und Wagenkasten 2 die bei den ersten beiden
Ausführung:."formen eine radiale Drehung der Scheibe 3 bewirkten, nunmehr eine kardanische
Bewegung der Scheibe erfordert und umgekehrt. Bei dieser Ausführungsform kann die
Scheibe 3 nicht als Begrenzung des seitlichen Wiegenspieles herangezogen werden
Zu diesem Zweck werden an den iviittelzapfen 12, Puffer 11E, die erforderlicheiifaLls
aus elastischem "iaterial sein können, angebracht, die a.ji Drehgestellrahmen anschlagen.
Nach
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, die in lobb. 7 dargestellt ist,
befindet sich der Littelzapfen 1 am Drehgestellrahmen 5 und die Scheibe 3 ist in
der gleichen Art an dem Zapfen gelagert, wie bei der uusführungsform Abb. 1, 2 und
3. Die nnschlagplatten 6 und 7 befinden sich aln Hauptquerträger 9 des t4agenkastens@
2. Die Jirkungsweise der Scheibe 3 ist die gleiche wie bei der ersten .-Ausführungsform.
Bei einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Abb. 8,i ist die Scheibe
3 wiederum mit ihrer Drehachse quer zur Fahrzeuglängsachse, jedoch am. Drehgestellrahmen
5 gelagert. Die anschlagplatten 6 befinden sich am Hauptquerträger 9 des Wagenkastens
2. Die Wirkungsweise dieser Ausführung entspricht der, der llbb. 4, 5 und 6 dargestellten
.iiusführungsform. ,in einer letzten hier beschriebenen xusführungsform entsprechend
iibb. 9 soll gezeigt werden, daß z.B. aus GewichtsersparnisgrUnden, anstelle Einer
kreisrunden Scheibe eine Scheibe 15 'derwendung finden kann, bei der, ausgehend
von der ilreisform, zwei gleich große sich gegenüberliegende l@reisabschnitte abgetrennt
sind. Bierbei ist es allerdings erforderlich, die Lonstruktion in ihrer radialen
Drehrichtung so zu begrenzen, daß die kugelige Liaatelfläche der Scheibe 15 immer
im Bereich der tL#u Drehgestellraluaen bzw. arn Wagenkasten zur Übertragung der
in @r:agenlängsrichtung wirkenden Beachleunigungs- und Verzd(P;erunt;sll-räfte angeordneten
Anschlagplatten 6 bleibt.
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.Jie linsl)rüche 2 bis 10 sind reine Unteransprüche, deren .:_erkmale
nur in Verbindung mit den iuerkrnalen der übergeordneten 1@atentansprüche Patentschutz
genießen.