DE19838112A1 - Schienenfahrzeug - Google Patents

Abstract

Um bei einem Schienenfahrzeug, das mindestens einen Wagen umfaßt, dessen Wagenkasten auf Fahrwerken (1) mit wenigstens einem Radpaar (101, 102) sitzt, nach einem auftretenden Rad- oder Schienenbruch eine ausreichende Spurführung und/oder Abstützung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, wenigstens einen Wagen an seiner den Schienen (9) zugewandten Seite mit wenigstens einer Spurführungseinrichtung (2) auszurüsten, die bei fehlender Spurführung und/oder Abstützung durch die Radpaare (101, 102) die Spurführung und/oder Abstützung übernimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, das mindestens einen Wagen umfaßt, dessen Wagenkasten auf Fahrwerken mit we­ nigstens einem Radpaar sitzt.

Bei den bekannten Schienenfahrzeugen werden die Räder der Fahrwerke während der turnusmäßigen Wartungsarbeiten mittels Ultraschall untersucht. Als gefährdet erkannte Räder werden ausgetauscht. Derartige Untersuchungen nützen jedoch kaum et­ was, wenn ein Schaden am Rad erst nach der Ultraschall-Prü­ fung während der Fahrt auftritt.

Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die Räder von Schienenfahrzeugen während der Fahrt zu überwachen (WO 82/00805 A1).

Wird während der Fahrt ein Bruch eines Rades oder einer Schiene bzw. erste Anzeichen hierfür gemeldet, dann wird un­ verzüglich ein Bremsvorgang eingeleitet, um ein Entgleisen des Schienenfahrzeugs zu verhindern. Aufgrund der Reaktions- und Bremszeit kann das Schienenfahrzeug trotz Bremsung inner­ halb des Bremswegs entgleisen. Rad oder Schiene mit einem sensorisch gemeldeten Haarriß könnten ohne Notbremsung die Fahrt möglichweise ohne Bruch überstehen, bei einer Notbrem­ sung infolge der Bremskräfte aber brechen. Eine bereits ge­ schädigte Schiene könnte infolge der punktförmigen Belastun­ gen durch Blockieren der Räder brechen und zum Entgleisen des Schienenfahrzeugs führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schienenfahr­ zeug der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auch nach einem auftretenden Rad- oder Schienenbruch eine ausrei­ chende Spurführung und/oder Abstützung gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im An­ spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungs­ gemäßen Schienenfahrzeugs sind Gegenstand von weiteren An­ sprüchen.

Das Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 1 umfaßt mindestens einen Wagen, dessen Wagenkasten auf Fahrwerken mit wenigstens einem Radpaar sitzt. Wenigstens ein Wagen weist an seiner den Schienen zugewandten Seite wenigstens eine Spurführungsein­ richtung auf, die bei fehlender Spurführung und/oder Abstüt­ zung durch die Radpaare die Spurführung und/oder Abstützung übernimmt.

Ein Radpaar wird jeweils von einem linken und einem rechten Rad eines Fahrwerks gebildet. Beide Räder zusammen stellen durch ihren sinusförmigen Spurkranzanlauf am Schienenkopf die Spurführung sicher. Außerdem stützt sich das Schienenfahrzeug über seine Räder auf der Schiene ab, die Räder übernehmen al­ so auch die Tragfunktion. Fehlt aufgrund eines Rad- oder Schienenbruchs diese Spurführung und/oder Abstützung, kommt es bei konventionellen Schienenfahrzeugen zum Entgleisen. Durch die Spurführungseinrichtung wird die Entgleisungsgefahr bei dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug wesentlich verrin­ gert, da die notwendige Spurführung und/oder Abstützung, die jetzt nicht mehr von den beiden Rädern eines Radpaares aufge­ bracht werden kann, durch die Spurführungseinrichtung über­ nommen wird.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme werden die Trage-, Füh­ rungs- und Bremsfunktionen einzelner oder auch aller Räder des Schienenfahrzeugs ersetzt oder zumindest entlastet. Das Schienenfahrzeug kann damit durch die Spurführungseinrichtung sicher geführt bzw. abgestützt und damit auch sicher abge­ bremst werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug wird die Gefahr einer Entgleisung wesentlich gemindert, weil die Spurfüh­ rungseinrichtung durch Bruch entstandene Führungs- und/oder Traglücken zwischen Rad und Schiene schließen kann. Darüber hinaus wird die Gefahr, daß Haarrisse in Schienen oder Rädern infolge der beim Bremsen auftretenden punktförmigen Belastung zum Bruch führen können, verringert, da der gefährdete Rad/Schiene-Kontakt durch die Spurführungseinrichtung entla­ stet wird.

Gemäß einer Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist die Spurfüh­ rungseinrichtung als Führungsschlitten ausgebildet, der an seinen beiden Längsseiten jeweils wenigstens eine Führungsku­ fe mit Spurleiste aufweist.

Alternativ dazu kann die Spurführungseinrichtung als Füh­ rungsschlitten ausgebildet sein, der an seinen beiden Längs­ seiten jeweils wenigstens ein abbremsbares Hilfsrad mit Spur­ kranz aufweist.

Im Rahmen der Erfindung kann die Spurführungseinrichtung am Wagenkasten (Anspruch 4) und/oder an wenigstens einem der Fahrwerke (Anspruch 5) angeordnet sein.

Da bei einer nachlassenden Spurführung und/oder Abstützung durch die Radpaare ein Absinken des betreffenden Fahrwerks und damit des Wagens eintritt, genügt es für einen Entgleisungs­ schutz bereits, wenn die Spurführungseinrichtung starr am Wa­ genkasten oder am Fahrwerk angeordnet ist. Mit dem Absinken des Wagenkastens gelangt die Spurführungseinrichtung in Kon­ takt mit der Schiene.

Bei einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 ist die Spurfüh­ rungseinrichtung absenkbar. Eine absenkbare Spurführungsein­ richtung bietet den Vorteil einer frühzeitigen Übernahme der Spurführung und/oder Abstützung durch die Spurführungsein­ richtung.

Nachfolgend wird ein in der Zeichnung schematisch dargestell­ tes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Fahrwerk eines erfin­ dungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit angehobener Spur­ führungseinrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Fahrwerks gemäß Fig. 1 mit ab­ gesenkter Spurführungseinrichtung,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Fahrwerk entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Spurführungseinrichtung ent­ lang der Linie IV-IV in Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Fahrwerk eines Schienenfahr­ zeugs bezeichnet. Das Fahrwerk 1 ist im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel als Drehgestell ausgebildet und umfaßt zwei Längsträger 100, die durch wenigstens einen nicht sichtbaren Querträger miteinander verbunden sind. An den beiden Enden der Längsträger 100 ist jeweils ein Rad 101 bzw. 102 angeord­ net. Die Räder 101 und 102 bilden mit den dahinterliegenden Rädern, die ebenso wie der dahinterliegende Längsträger in Fig. 1 und 2 nicht sichtbar sind, ein Radpaar. Die Räder eines Radpaares sind jeweils durch eine Achse 103 bzw. 104 starr miteinander verbunden. Beide Radpaare bilden also einen Rad­ satz.

Bei dem in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Spurführungseinrichtung als Führungsschlitten ausgebildet und am Drehgestell 1 angeordnet.

Der Führungsschlitten umfaßt zwei Führungskufen 2, die an den beiden Längsseiten des Führungsschlittens angeordnet sind. Von den beiden Führungskufen 2 ist nur die in Fahrtrichtung (in Fig. 1 und 2 durch einen Pfeil F symbolisiert) rechte Füh­ rungskufe 2 zu sehen. Die beiden Führungskufen 2 weisen einen Abstand voneinander auf, der der Spurbreite der Radpaare ent­ spricht.

Die Führungskufen 2 sind mittels einer Gelenkanordnung 3 bis 8 auf die Schiene 9 absenkbar. Im angehobenen Zustand ist je­ de Führungskufe 2 von der Schienenkopfoberfläche der Schiene 9 um einen Abstand A beabstandet (s. Fig. 4).

Die Gelenkanordnung umfaßt zwei voneinander beabstandete Ge­ lenkbolzen 3, die in der Führungskufe 2 angeordnet sind, zwei Kufenarme 4 und ebenfalls zwei voneinander beabstandete Ku­ fenwellen 5. Die Kufenwellen 5 sind in einem Radial-Axial-Lager­ bock 6 angeordnet.

Weiterhin umfaßt die Gelenkanordnung einen Schaltarm 8, der eine zum Wagenkasten gerichtete Verlängerung eines der beiden Kufenarme 4 darstellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies der (in Fahrtrichtung F gesehene) zweite Kufenarm. Die­ ser Kufenarm 2 und der Schaltarm 8 bilden also einen gemein­ samen Hebel mit der Kufenwelle 5 als horizontale Drehachse.

Auf das freie Ende des Schaltarms 8 wirkt ein Druckluftzylin­ der 7, dessen Haltekraft H die Führungskufe 2 in Bereit­ schaftsstellung (angehobene Position der Führungskufe 2) hält.

Verläßt das Drehgestell 1 infolge eines Rad- oder Schienen­ bruchs seine Spur oder senkt es sich dadurch tiefer auf die Schiene 9 oder wird für eine Notbremsung wegen Bruchge­ fahr-Meldung der Druckluftzylinder 7 entgegen seiner Halte kraft H in Zugrichtung Z angesteuert, dann berühren die Führungskufen 2 die Schiene 9. Die Führungskufen 2 werden von der dabei wirkenden Reibungskraft R, die entgegen der Fahrtrichtung F wirkt, bis zu einem Anschlag mitgenommen. Der Anschlag wird im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Anschlagele­ ment 12 gebildet, das an einer Anschlagwelle 14 befestigt ist und das bei abgesenkten Führungskufen 2 jeweils an einer An­ schlagfläche 11 anliegt. Jede Führungskufe 2 wird vom zugehö­ rigen Kufenarm 4 kreisbogenförmig geführt und dabei so lange abgesenkt, bis jede Führungskufe 2 die in Fig. 2 gezeigte Po­ sition einnimmt.

Fig. 2 zeigt das Drehgestell 1 mit infolge eines Radbruchs 13 abgesenkter Führungskufe 2. Die Führungskufe 2 führt mit ih­ rer Spurleiste 15 nunmehr das Drehgestell 1 auf gleicher Tie­ fe in der Schienenspur wie die Spurkränze 16 des Rades 101. Die Führungskufe 2 bremst mit ihrer Tragfläche 17 auf der Schiene 9 aufgrund der auftretenden Reibungskraft R. Die Füh­ rungskufe 2 stützt sich dazu mit der Anschlagfläche 11 am An­ schlag 12 der Anschlagwelle 14 gegen die Reibungskraft R ab.

Weiterhin trägt die Führungskufe 2 über Stützlager 18, Kufen­ arme 4 und Kufenwelle 5 die Teillast des Drehgestells 1. Aus der Darstellung des Drehgestells 1 in Fig. 3 ist ersichtlich, daß es besonders vorteilhaft ist, für beide Führungskufen 2 eine gemeinsame Kufenwelle 5 und eine gemeinsame Anschlagwel­ le 14 vorzusehen.

Die Wirkrichtung des Führungsschlittens ist in vorteilhafter Weise für beide Fahrtrichtungen umschaltbar. Die Umschaltbar­ keit der Wirkrichtung wird dadurch erreicht, daß man durch Wenden der gemeinsamen Anschlagwelle 14 die Anschläge 12 in Gegenrichtung wendet und den Druckluftzylinder 7 in Gegen­ richtung ansteuert. In beiden Wirkrichtungen betätigt beim Absenken der Führungskufen 2 in ihre untere Position ein Bol­ zen 19 ein Rollenventil 20, wodurch die Druckluftzylinder 7 aller Führungsschlitten eines Schienenfahrzeugs angesteuert werden und damit alle Führungskufen 2 des Schienenfahrzeugs abgesenkt werden.

In Fig. 4 ist die obere Position (Bereitschaftsstellung) der Führungskufe 2 dargestellt. In der oberen Position befindet sich die Führungskufe 2 in einem Abstand A zur Schienenkopf­ oberfläche der Schiene 9. Im Weichen- oder Kreuzungsbereich ist üblicherweise eine Zwangsschiene 10 vorhanden, um dadurch in diesem Bereich definierte Spurführungsverhältnisse für die Räder 101 und 102 zu erhalten. Im dargestellten Ausführungs­ beispiel befindet sich die Führungskufe 2 in Bereitschafts­ stellung und ist damit einen Abstand A von der Schienenkopf­ oberfläche der Schiene 9, aber bereits mit einer Spurtiefe T zwischen der Schiene 9 und der Zwangsschiene 10, entfernt. Bei einem auftretenden Radbruch kann damit die Führungskufe 2 die Spurführung unmittelbar übernehmen, bei ungestörter Fahrt hält sie einen Seiten- und Höhenabstand A sowohl zur Schiene 9 als auch zur Zwangsschiene 10 ein.

Claims (7)

1. Schienenfahrzeug, das mindestens einen Wagen umfaßt, des­ sen Wagenkasten auf Fahrwerken (1) mit wenigstens einem Rad­ paar (101, 102) sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Wagen an seiner den Schienen (9) zugewand­ ten Seite wenigstens eine Spurführungseinrichtung (2) auf­ weist, die bei fehlender Spurführung und/oder Abstützung durch die Radpaare (101, 102) die Spurführung und/oder Ab­ stützung übernimmt.

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurführungseinrichtung als Führungsschlitten ausge­ bildet ist, der an seinen beiden Längsseiten jeweils wenig­ stens eine Führungskufe (2) mit Spurleiste (15) aufweist.

3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurführungseinrichtung als Führungsschlitten ausge­ bildet ist, der an seinen beiden Längsseiten jeweils wenig­ stens ein abbremsbares Hilfsrad mit Spurkranz aufweist.

4. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Spurführungseinrichtung am Wagenkasten angeordnet ist.

5. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Spurführungseinrichtung (2) an wenigstens einem Fahrwerk (1) angeordnet ist.

6. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurführungseinrichtung (2) absenkbar ist.

7. Schienenfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkung der Spurführungseinrichtung (2) über eine Gelenkanordnung (3 bis 8) erfolgt.