DE19610132A1 - Einrichtung zur Wendung und/oder Querverschiebung eines Schienenfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wendung und/oder Querverschiebung eines Schienenfahrzeuges.

Derartige Schienenfahrzeuge können als Einrichtungs- oder Zweirichtungsfahrzeuge konstruiert sein. Zur Änderung der Fahrtrichtung sind bei Einrichtungsfahrzeugen aufwendige Wen­ deanlagen im Gleisbereich, wie z. B. Drehscheiben, Umkehr-Gleisschleifen oder Dreieckskehren, erforderlich. Solche gleisbautechnischen Zusatzmaßnahmen beanspruchen eine relativ große Verkehrsfläche.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Ein­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die Schienenfahrzeuge ohne gleisbautechnische Zusatzmaßnahmen ge­ wendet und/oder querverschoben werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im An­ spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Einrichtung weist wenigstens drei Hub-Roll-Einrichtungen auf, die an jedem Wagenkasten angeordnet sind. Durch die Hub-Roll-Einrichtungen sind die Räder des Schienenfahrzeugs aus der Gleisführung heraushebbar und das Schienenfahrzeug kann gewendet und/oder querverschoben wer­ den. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Einrichtung eine an der Unterseite wenigstens eines Wagenkastens angeordnete Zentriereinrichtung auf, durch die das Schienenfahrzeug mit­ tenzentriert und auf die Gleisachse ausgerichtet wird.

Durch die Einrichtung nach Anspruch 1 ist es möglich, das Schienenfahrzeug auf einfache Weise aus der Spurführung her­ auszuheben, standsicher zu wenden und erforderlichenfalls seitlich in das Nachbargleis zu versetzen.

Um den erforderlichen Wenderaum zu minimieren, ist das Schie­ nenfahrzeug vorzugsweise um eine Hochachse im Bereich der Fahrzeugmitte drehbar.

Durch die getrennte Anordnung der Hub-Roll-Einrichtungen und der Zentriereinrichtung ist es möglich, durch die Einrichtung nach Anspruch 1 sowohl eingliedrige als auch mehrgliedrige Schienenfahrzeuge zu wenden und querzuverschieben.

Nach den bisher bekannten Lösungen, wie sie z. B. in der DE 23 00 858 B2 beschrieben sind, erfolgen das Anheben des Fahrzeugs, seine Wendung sowie seine Querzentrierung in einem einzigen Arbeitspunkt. Diese Lösungen eignen sich damit nur für kurze und eingliedrige Fahrzeuge.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung kann für alle Arten von Schienenfahrzeugen verwendet werden und ist, im Ge­ gensatz zum Stand der Technik, aufgrund ihrer Systemtrennung und des kompakten Aufbaus auch für Niederflur-Schienenfahr­ zeuge geeignet.

Eine besonders sichere Mittenzentrierung des Schienenfahr­ zeugs erhält man bei einer Einrichtung nach Anspruch 3 auf­ grund der am Querbalken angeordneten Schienenprofilschuhe.

Die Hub-Roll-Einrichtungen können gemäß einer Ausgestaltung nach Anspruch 4 Rollräder, Raupen oder Wälzkörper aufweisen. Die Rollräder, Raupen oder Wälzkörper rollen im allgemeinen ebenerdig ab. Soll jedoch eine Wendung und/oder eine Querver­ schiebung auf einer Brücke, einem erhöhten Bahndamm oder bei einem unebenen bzw. weichen Untergrund ausgeführt werden, dann ist eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 zweckmäßig.

Für die Wendung eines zweigliedrigen Schienenfahrzeugs (Eingelenk-Fahrzeug) ist die Einrichtung vorzugsweise gemäß Anspruch 21 ausgebildet, wohingegen eine Einrichtung nach An­ spruch 22 zur Querverschiebung geeignet ist. Für eine Wendung und Querverschiebung eines Schienenfahrzeuges ist eine Einrichtung gemäß Anspruch 23 besonders vorteilhaft.

Zur Wendung und Querverschiebung bei einem dreigliedrigen Schienenfahrzeug (Zweigelenk-Fahrzeug) kann die Einrichtung gemäß Anspruch 24 ausgebildet sein.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann unter Berücksichtigung der durch die Ansprüche 21 bis 23 vermittelten technischen Lehre für Schienenfahrzeuge mit einer beliebigen geradzahli­ gen Anzahl von Fahrzeugteilen verwendet werden, wohingegen die in Anspruch 24 angegebenen Maßnahmen für eine beliebige ungeradzahlige Anzahl von Fahrzeugteilen geeignet sind.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, die Gegenstand der weiteren Ansprüche sind, werden im folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2 durch ein eingliedriges Einrichtungsfahrzeug, das durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung aus der Gleisführung herausgehoben ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Fahrzeugboden des in Fig. 1 dargestellten Schienenfahrzeugs mit Teilaufbrüchen im Bereich der Gleismittenzentrierung und der Hub-Roll-Einrichtungen,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 4 durch ein eingliedriges Einrichtungsfahrzeug, das durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Einrichtung aus der Gleisführung herausgeho­ ben ist,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Fahrzeugboden des in Fig. 3 dargestellten Schienenfahrzeuges mit Teilaufbrüchen in Bereich der Gleismittenzentrierung und der Hub-Roll-Einrichtungen,

Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Zentriereinrichtung,

Fig. 6 eine stirnseitige Ansicht der Zentriereinrichtung gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine stirnseitige Ansicht einer Hub-Roll-Einrich­ tung,

Fig. 8 eine Seitenansicht der Hub-Roll-Einrichtung gemäß Fig. 7,

Fig. 9 eine stirnseitige Ansicht einer weiteren Hub-Roll-Einrichtung,

Fig. 10 eine Seitenansicht der Hub-Roll-Einrichtung gemäß Fig. 9,

Fig. 11 eine stirnseitige Ansicht einer Rollradträger-Schwenkvorrichtung für eine Hub-Roll-Einrichtung,

Fig. 12 eine Draufsicht auf die Rollradträger-Schwenkvor­ richtung gemäß Fig. 11.

In den Fig. 1 bis 4 ist mit 1 ein Wagenkasten eines Schienen­ fahrzeuges bezeichnet. Der Wagenkasten 1 stützt sich mit Rä­ dern 2 auf den Schienen 3 eines Gleises ab.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Schienenfahrzeug weist vier hydraulische Hub-Roll-Einrichtungen 4 auf, die in den Stirn­ partien des Wagenkastens 1 angeordnet sind.

Das in Fig. 3 und 4 gezeigte Schienenfahrzeug besitzt in der einen Stirnpartie seines Wagenkastens 1 eine mechanische Hub-Roll-Einrichtung 5 und in der anderen Stirnpartie zwei mit­ laufende Hub-Roll-Einrichtungen 6.

Durch die Hub-Roll-Einrichtungen 4 sowie 5 und 6 sind die Rä­ der 2 des Schienenfahrzeuges aus der Gleisführung herausheb­ bar, und der Wagenkasten 1 kann gewendet und/oder querver­ schoben werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Wendung und/oder Quer­ verschiebung umfaßt weiterhin eine Zentriereinrichtung 7, die an der Unterseite 8 des Wagenkastens 1 angeordnet ist. Durch die Zentriereinrichtung 7 kann der Wagenkasten 1 des Schie­ nenfahrzeuges mittenzentriert und auf die Gleisachse ausge­ richtet werden.

Das Grundprinzip der Erfindung basiert darauf, daß, ausgehend von der Ausgangslage des Schienenfahrzeuges vor der Fahrtrichtungsänderung, ein definierter Drehpunkt erzeugt wird, in dem die Zentriereinrichtung 7, die mit der Unterseite 8 des Wagenkastens 1 drehbar verbunden ist, nach unten in die Spurführung der Schienen 3 eingefahren wird. Die Zentriereinrichtung 7 ist vorzugsweise im Mittenbereich des Wagenkastens 1 angeordnet. Stützkräfte werden durch die Zentriereinrichtung 7 nicht übernommen. Da der Einbauraum an der Unterseite 8 des Wagenkastens 1, insbesondere bei Niederflurfahrzeugen äußerst begrenzt ist, ist es notwendig, Antriebe mit geringen Bauvolumen, wie z. B. die in Fig. 5 und 6 dargestellten Schneckengetriebe 71 mit elektrischen Langfeldmotoren (Getriebe-Motor-Einheit) zu verwenden. Die Antriebsmotoren der Schneckengetriebe 71 werden sowohl manuell für die Zentrierung und in Konferenzschaltung zu den Antriebsmotoren der Hub-Roll-Einrichtungen 5 in der Weise geschaltet daß eine Nachführung der Zentriereinrichtung 7 abhängig vom Hubweg des Wagenkastens 1 erfolgt.

Die Getriebemotoreinheit 71 ist mit der Unterseite 8 des Wa­ genkastens 1 fest verbunden, und führt das Schneckenrad 72 mit Gewindenabe 73 sowie die Gewindespindel 74. Um eine Ver­ drehung der Gewindespindel 74 gegenüber dem Schneckengetriebe 71 zu verhindern, ist in einer Längsnut der Gewindespindel 74 eine Gleitführung 75, die mit dem Schneckengetriebe 71 ver­ bunden ist, vorgesehen.

Am unteren Ende der Gewindespindel 74 ist ein Querbalken 76 befestigt, der mit zwei außen angeordneten Profilschuhen 77 in die Gleisspur eingreift und sich hier festhält. Zwischen der Gewindespindel 74 und dem Querbalken 76 ist ein Sphäro­ elastik-Lager 79 angeordnet, auf dessen Außenring eine selbstschmierende Buchse fest aufgezogen ist, die sich in ei­ nem Kragen des Querbalken 76 dreht. In dem Kragen ist eine federbelastete Kugelrastung eingebaut, die in zwei gegenüber­ liegenden Ausnehmungen der Buchse eingreift, und die recht­ winklige Ausgangslage des Querbalkens 76 zur Fahrzeug-Längs­ achse fixiert. Diese Stellung wird dem Fahrer elektrisch an­ gezeigt. Es versteht sich von selbst, daß die Zentriereinrichtung 7 bei stillstehendem und abgebremsten Fahrzeug zu betätigen ist.

Die hydraulische Hub-Roll-Einrichtung 4 gemäß Fig. 7 und 8 be­ steht aus einem Hubzylinder 41, der mit der Unterseite 8 des Wagenkastens 1 fest verbunden ist. Eine zweifach geführte Hubstange 42 mit Kolben übernimmt die Aufstands- und Radfüh­ rungskräfte für den unbesetzten Wagenkasten 1. Am unteren Ende der Hubstange 42 befindet sich ein Rollradträger 43 mit einem beispielsweise als Vollgummilaufkranz ausgebildeten Rollrad 44. Zur Verringerung der Bodenpressung können auch Glieder-Rollketten eingesetzt werden. Zur Festlegung des Rollradträgers 43 in die Rollrichtung wird dieser seitlich an einer Gleitführung 9, die fest mit dem Wagenkasten 1 verbunden ist, abgestützt. Der Antrieb erfolgt z. B. mittels Hydraulikmotor und beispielsweise einem Schneckengetriebe 45.

Die mechanische Hub-Roll-Einrichtung 5 nach Fig. 9 und 10 be­ steht aus einem Schneckengetriebe 51 mit einem Elektromotor und einem Kugelgewindetrieb, der eine Gewindespindel 54 betä­ tigt, durch die die Stützkräfte auf einen Rollradträger 55 übertragen werden. Der Kugelgewindetrieb ist in einer Nabe 53 eines Schneckenrades 52 integriert. Das Schneckengetriebe 51 mit Elektromotor ist fest mit der Unterseite 8 des Wagenka­ stens 1 verbunden und übernimmt die auftretenden Antriebs- und Führungskräfte der Hub-Roll-Einrichtung 5. Die Festlegung des Rollradträgers 55 in die Rollrichtung erfolgt durch die mit dem Wagenkasten 1 fest verbundene Gleitführung 9. Der An­ trieb der Rollräder 56 wird beispielsweise über ein Schnec­ kengetriebe 57 durch einen Elektromotor vorgenommen.

Um die Quergleitreibung der Hub-Roll-Einrichtung bei der Fahrzeugwendung zu vermeiden, ist eine Rollradträger-Schwenk­ vorrichtung 10 vorgesehen. Für den Fahrzeug-Querversatz wird die Ausgangsstellung der Hub-Roll-Einrichtung 90° zur Fahr­ zeug-Längsachse eingehalten. Bei Fahrzeugwendung werden die Hub-Roll-Einrichtungen in Abhängigkeit von ihrem jeweiligen Abstand zum Drehpunkt der Zentriereinrichtung 7, radial hier­ auf eingeschwenkt. Dazu wird der in Fig. 11 und 12 darge­ stellte Schwenkhebel-Antrieb 104 beispielsweise hydraulisch betätigt und in die konstruktiv zugeordneten Radialstellungen eingeschwenkt. Am Wagenkasten 1 ist hierzu ein Lagerbock 103 befestigt, in dem ein Schenkhebel 102 drehbar gelagert ist. Dieser greift mit seinem gabelförmigen Ende in die längs- und radialbewegliche Gleitführung des Rollrad-Trägers 101 ein und führt im Zusammenwirken mit der vertikalen Achse des Rollrad-Trägers 101 die gesamte Hub-Roll-Einrichtung. Die Antriebe für den Schwenkhebel 102 sind als hydraulische oder elektro­ mechanische Einheiten ausgebildet, und stützen sich über eine Antriebsbefestigung 105 am Wagenkasten 1 ab.

Claims (24)

1. Einrichtung zur Wendung und/oder Querverschiebung eines Schienenfahrzeuges mit wenigstens einem auf Rädern (2) abgestützten Wagenkasten (1), wobei

• - wenigstens drei Hub-Roll-Einrichtungen (4-6), durch die die Räder (2) des Schienenfahrzeuges aus der Gleisführung heraushebbar sind und durch die das Schienenfahrzeug gewendet und/oder querverschoben werden kann, an jedem Wagenkasten (1) angeordnet sind sowie
• - eine Zentriereinrichtung (7), durch die das Schienenfahrzeug mittenzentriert und auf die Gleisachse ausgerichtet wird, an der Unterseite (8) wenigstens eines Wagenkastens (1) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung (7) zum Gleis hin ausfahrbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung (7) einen Querbalken (76) umfaßt, der mit Schienenprofilschuhen (77) versehen ist, die in die Gleisspur eingreifen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hub-Roll-Einrichtungen (4-6) jeweils wenigstens ein Rollrad (44, 56), eine Raupe oder einen Wälzkörper aufweisen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rollrad (44, 56), die Raupe oder der Wälzkörper auf einem Fahrbalken abrollt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hub-Roll-Einrichtungen als hydraulische oder mechanische Hub-Roll-Einrichtungen (4, 5) ausgebildet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hub-Roll-Einrichtungen (4, 5) jeweils wenigstens einen elektrischen Hubantrieb (51) umfassen.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rollräder (44, 56), Raupen oder Wälzkörper der Hub-Roll-Einrichtungen (4, 5) jeweils von wenigstens einem Elektromotor angetrieben sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung (7) sich auf die jeweilige Wagenbodenhöhe selbsttätig einstellt.

10. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung (7) eine Zentrierstange (74) mit einer Kugelrastung (78) umfaßt, die nach erfolgter Wendung zwischen dem Querbalken (76) und der Zentrierstange (74) einfällt, und dadurch die korrekte Ausrichtung des Fahrzeugs auf die Gleisachse anzeigt.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung (7) wenigstens einen Sensor (11) aufweist, der die Lage des Wagenkastens (1) nach seiner Wendung parallel zur Lage der Schiene (3) erfaßt.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßsignale der Sensoren (11) an Steuereinheiten der Hub-Roll-Einrichtungen (4, 5) zur selbsttätigen Steuerung ihrer Antriebe gegeben werden.

13. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rollrader (44, 56), die Raupen oder die Wälzkörper der Hub-Roll-Einrichtungen (4-6) bei einer Fahrzeug-Wendung in gleichsinniger und bei Fahrzeug-Querverschiebung in gegenläufiger Drehrichtung, bezogen auf die Fahrzeugmitte, angetrieben werden.

14. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet , daß eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, die nur bei angehobener Ausgangslage der Zentriereinrichtung (7) eine Querverschiebung des Fahrzeugs zuläßt.

15. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung (7) wenigstens drei Sensoren (11) aufweist, die die Lage des Wagenkastens (1) nach seiner Querverschiebung parallel zur Lage der Schiene (3) erfassen.

16. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (11) als opto-elektronische, magnetische, induktive oder kapazitive Sensoren ausgebildet sind.

17. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Achsen der Hub-Roll-Einrichtungen (4-6) senkrecht zur Fahrzeug-Längsachse oder radial zum Drehpunkt der Zentriereinrichtung (7) ausgerichtet sind.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Achsen der Hub-Roll-Einrichtungen (4-6) schwenkbar um ihre Hochachse angeordnet sind.

19. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hub-Roll-Einrichtungen (4-6) in den Stirnpartien des Wagenkastens (1) angeordnet sind.

20. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der einen Stirnpartie des Wagenkastens (1) eine angetriebene Hub-Roll-Einrichtung (5) quer zur Fahrzeug-Längsachse und in der anderen Stirnpartie des Wagenkastens (1) zwei mitlaufende, radial auf die Zentriereinrichtung (7) ausgerichtete Hub-Roll-Einrichtungen (6) angeordnet sind, die eine 180°-Fahrzeug-Wendung ohne Querverschiebung ermöglichen.

21. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur 180°-Wendung ohne Querverschiebung bei einem Eingelenk-Fahrzeug mit Drehkranzabstützung im mittleren Laufgestell an den Fahrzeugstirnseiten jeweils wenigstens eine Hub-Roll-Einrichtung angeordnet ist, wobei das mittlere Laufgestell nicht angehoben wird.

22. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Querverschiebung bei einem Eingelenk-Fahrzeug mit Drehkranzabstützung im mittleren Laufgestell an den Fahrzeug-Stirnseiten jeweils wenigstens eine Hub-Roll-Einrichtung und im Gelenkbereich der Wagenkästen jeweils zwei Hub-Roll-Einrichtungen angeordnet sind.

23. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur 180°-Wendung und Querverschiebung bei einem zweigliedrigen Fahrzeug, auf dessen ersten Fahrzeugteil ein zweites Fahrzeugteil aufgesattelt ist und das im Gelenkbereich mit angelenkten Einzelrädern versehen ist, die Zentriereinrichtung im Gelenkbereich des zweiten Fahrzeugteils angeordnet ist und an den Fahrzeugstirnseiten jeweils eine Hub-Roll-Einrichtung und im Gelenkbereich des ersten Fahrzeugteils wenigstens zwei Hub-Roll-Einrichtungen angeordnet sind.

24. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur 180°-Wendung und Querverschiebung bei einem dreigliedrigen Fahrzeug, dessen erstes und drittes Fahrzeugteil auf dem zweiten - mittleren - Fahrzeugteil aufgesattelt ist und das in den beiden Gelenkbereichen mit angelenkten Einzelrädern versehen ist sowie in der Mitte des zweiten Fahrzeugteils eine Zentriereinheit aufweist, um die das dreigliedrige Fahrzeug mit Hilfe von jeweils wenigstens einer Hub-Roll-Einrichtung an den Fahrzeugstirnseiten und mit jeweils wenigstens zwei Hub-Roll-Einrichtungen in den Gelenkbereichen des zweiten Fahrzeugteils drehbar ist.