DE2001282A1

DE2001282A1 - Schienenfahrzeug,insbesondere Schnellzugpersonenwagen

Info

Publication number: DE2001282A1
Application number: DE19702001282
Authority: DE
Inventors: Gaiser John A; Gris Conrad D; Boyce Kenneth E; Dobson Richard N
Original assignee: Dominion Foundries and Steel Ltd
Current assignee: Dominion Foundries and Steel Ltd
Priority date: 1969-01-13
Filing date: 1970-01-13
Publication date: 1970-07-23
Also published as: ES375397A1; CA918502A; DE2001282C3; SE368936B; CH510543A; DE2001282B2; ZA70192B; US3628465A; GB1288204A; FR2028213A1

Description

Herne, 8000 München 23, Freiligrathstraße 19 _.._.. Eisenacher Straße 17 Postfach 140 Dipl.-Ing. R. H. Bahr p*.-*™._Betzi._r

Pal.-Anw. Herrmann-Trentepohl _. . -PhVS Eduard Betzlfir Fernsprecher: 39 8011

Fernsprecher: 5 10 13 Ulpl.-rnyS. CQUaTQ ΟβΙΖΙβΓ 398012

⁵ _h ¹⁰ _t;⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ³⁹⁸⁰¹³

relegrammanschnft: rs» r Telegrammanschrift:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München Telex 08 229 853 Telex 0524S6Z

~" 2001282 ^Bankkonte«^:

Bayrische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AQ Herne 202436 Pottscheckkonto Dortmund 558 68

Ί13. UW ""3

^Ref- M 02 063 B/Pa

In der Antwort bitte angeben Zuschrift bitte nach:

München

Dominion Foundries and Steel Limited, East Hamilton, Ontario, Canada

Schienenfahrzeug, insbesondere Schnellzugpersonenwagen

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Schienenfahrzeugen und richtet sich, jedoch nicht ausschließlich, auf Schienenfahrzeuge, die als Schnellzugpersonenwagen zum Einsatz kommen sollen.

Seit-langem besteht die Forderung für Schienenfahrzeuge, insbesondere Personenwagen, Höhere Geschwindigkeiten zu erreichen, dabei aber das Reisen trotzdem sicher und komfortabel zu machen. Nunmehr gilt für solche Schnellzugwagen eine Geechwindigkeit von ca. 220 km/h (120 m.p.h.) al» Normalforderung, während Geschwindigkeiten oberhalb dieses Wertes giwöhnlioh eine besondere Sohienenkonstruktion zur Voraussetzung haben. Es ist selbstverständlich, daß schnellere Reisezeiten erreichbar sind, wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit ίο nahe wie möglich am Maximum selbst in den Kurven gehalten werden kann, jedoch fuhren Versuohe mit normalen Personenwagen in Kurven bei diesen Geschwindigkeiten zu fahren, eelbet dann, wenn die Schienen die

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maximal mögliche Überhöhung erhalten zu unbequemen seitlichen Kräften, d. h. größer als 0,05 g, die auf die Passagiere zur Einwirkung kommen. Infolgedessen hat man bereits eine Vielzahl von Vorschlägen gemacht, um die Wagen um eine Längsachse zu verkippen und dabei die auf die Passagiere zur Einwirkung kommenden seitlichen Kräfte herabzusetzen.

Es hat sich gezeigt, daß eine sorgfältige Lokalisierung der Kipp- oder Rollachse relativ zum Schwerpunkt erforderlioh ist, wenn die maximal wirksamen Überhöhungswinkel mit der Sicherhtit der Passagiere verträglich sein sollen. Aus Gründen der Geschwindigkeit, des Komforts und der Sicherheit soll der Schwerpunkt so niedrig wie möglich liegen und wünschenswerterweise sollte die Roll- oder Kippachse gut unterhalb des Schwerpunktes angeordnet sein, so daß man verhältnismäßig große Kippwinkel in den Kurven erreichen kann, während die Result!erend/e der Zentrifugal- und Querkräfte noch innerhalb des mittleren Drittels der Gleisbreite oder Spurweite liegt, was allgemein als Sicherheitsgrenze akzeptiert ist.

Es ist ferner wünschenswert, soweit als möglich Bauteile und Aufbau in den Wagen möglichst gleioh oder wenigstens sehr ähnlioh denjenigen bei vorhandenen Wagen zu wählen, so daß Wartung und Unterhaltung leicht mit UbIiohen EisenbahnfahrzeugausrUstungen, unter Verwendung der bisherigen Erfahrungen und Einsatz de· gleiohen Personals durchgeführt werden können«

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Sohaffung eines neuen Schienenfahrzeuge· mit einer Einrichtung zur Kippung des Wagenaufbaue, insbesondere an Wagen, als Sobnell-

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- 3 zug-Personenwagen eingesetzt werden sollen.

Dabei sollen gemäß der Erfindung möglichst übliche Aufhängongseinrichtungen zum Einsatz kommen.

Die Erfindung erstrebt ferner die Schaffung neuartiger Schnellzugpersonenwagen mit Einrichtungen zum Kippen des 'Vagenaufbaus unter der Steuerung von Trägheitseinrichtungen, um derart seitliche Beschleunigungskräfte beim Durchfahren von Kurven herabzusetzen oder möglichst auf Null zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird bei einem Schienenfahrzeug, insbesondere Schnellzug-Personenwagen, mit einem Wagenrahmen, bestehend aus im Querabstand angeordneten Seitenrahmen und sich zwischen den Seitenrahmen erstreckenden Querholmen, mit wenigstens zwei Radachsen mit je einem Laufräderpaar am 'Vagenrahmen, und mit einer am Rahmen montierten "iegenanOrdnung zur verdrehbaren und kippbaren Aufnahme des "/agenaufbaus, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Viegenanordnung aus einem oberen und einem unteren Wiegenteil besteht und das Drehlager, die alternativ den oberen und unteren "iegenteil oder den unteren Wiegenteil und den Rahmen zur drehbaren Lagerung um eine im allgemeinen senkrechte Drehachse verbinden, ein Lenkeraufbau , der alternativ den unteren Wiegenteil und den Rahmen oder den Rahmen oder den oberen und unteren V/iegenteil für eine seitliche, bogenförmige Bewegung um eine Längskippachse verbindet, ein zwischen den durch Lenker verbundenen Bliedern sitzender Motor zur Erzeugung der seitlichen bogenförmigen Bewegung und eine Montagevorrichtung am oberen Wiegenteil zuer Montage des Wagenaufbaus für eine im allgemeinen senkrechte, federnde Bewegung relativ dazu vorgesehen sind.

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Vorteilhaft wird der Motor, der zwischen den durch Lenker verbundenen Gliedern wirksam ist, durch Kommandos von einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise einem Beschleunigungsmesser gesteuert, der vorn oberen 'Viegenglied getragen wird, oder durch eine Trägheitssteuerung, die am T'ahrzeug sitzt, oder vom vorhergehenden Fahrzeug oder durch die das Fahrzeug ziehende Lokomotive. Forzugsweise arbeitet der Motor zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem Rahrnendrehglied ebenfalls unter der steuerung dieser Vorrichtungen.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sollen nunmehr anhand der schematischen Zeichnungen im einzelnen als Ausführungsbeispiele erläutert werden.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform, wobei die Wiege in vertikaler Richtung vom Fahrzeugrahmen zur besseren Darstellung nach oben verschoben ist;

Fig. 2 eine ähnliche DaRstellung der Wiege allein mit teilweise abgebrochenen Teilen zur Verdeutlichung der Darstellung;

Fig. 3 und 4 Schnitte längs der Linie 3-3 der Fig. 1, wobei die Viege in Fig. 3 im allgemeinen horizontal und in Γ ig. 4 geneigt steht;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Steuerkreises für die automatisch betätigte, die Wiege zentrierenden Vorrichtungen gemäß dieser Ausführungsform;

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Pig. 6 eine schematische Darstellung eines Steuersystems zur Steuerung der Verkippung der Wagenaufbauten eines Personenfahrzeuges relativ zu den entsprechenden Schienen, wenn der Zug eine Kurve durchfährt ;

Fig. 7 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht einer zweiten Ausführungsform, in der Fig. 1 ähnlicher Darstellung;

Pig. 8 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung einer kleinen Einzelheit der zweiten Ausführungsform; und in den

Figuren 9 und 10 Schnitte längs der Linie 9-9 der Fig. 7_f wobei die 7/iege nach Fig. 9 in ihrer im allgemeinen horizontalen Stellung und in Fig. 10 in einer gekippten Stellung steht und einige Teile zur besseren Verdeutlichung weggelassen sind.

In allen Figuren tragen gleiche Teile gleiche Bezugszeichen.

Die Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 4 stellt einen vierrädrigen Schnellzugpersonenwagen mit einem Rahmen dar, welcher ein einstückiges Stahlgußstück ist, um eine maximale Steifigkeit zu erzielen. Der Rahmen enthält zwei parallele rjeitenrahmen 10 und 11, deren Mittelteile 10a bzw. 11a bis zum größtmöglichen Ausmaß heruntergedrückt sind. Diese Seitenrahmen sind miteinander zwischen ihren Enden durch zwei einen längsabstand aufweisende Querholme 12 und 13 verbunden. Der .Vagen läuft auf zwei ähnlichen Rad- und Radachsen-Anordnungen, die jeweils durch eine entsprechende Radachse 14 und ein Laufraderpaar 15 gebildet werden. Selbstverständlich ist der Wagen mit den übliohen Bremsen versehen,

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jedoch sind Aufbau und Anordnung derselben bekannt, so . daß sie nicht näher erörtert zu werden brauchen, insbesondere auch deshalb, weil sie keinen Teil der vorliegerrten Erfindung bilden. Bei einem ",Vagen gemäß der vorliegenden Erfindung kann es sich auch um einen mit Motor versehenen »Vagen handeln, wobei dann beispielsweise jede Achse durch einen entsprechenden Elektromotor und ein nicht gezeichnetes Getriebe am Rahmen angetrieben wird, das mit der entsprechenden Achse verbunden ist.

Jede Achse 14 ist drehbar im Rahmen mit Hilfe eines entsprechenden Paares von Radlagern 18 gelagert, die bei der wiedergegebenen besonderen Ausführungsform für die notwendige, im allgemeinen senkrechte Bewegung durch zwei federnde Aufhängungen 19 gelagert und geführt sind· Diese Aufhängungen bestehen aus mehreren flachen Schichten eines geeigneten Gummis oder eines geeigneten gummiartigen Materials zwischen denen sich flache Metallplatten befinden. Außerdem sind Metallendplatten vorgesehen, mit deren Hilfe die federnde Aufhängung entsprechend am Lager bzw. am benac liber ten Seitonrahmen angeschlossen wird. Solche Lager/arbeiten auf Duck und besitzen eine Längsdruckachse im allgemeinen senkrecht zur Ebene der flachen Platte. Sie weisen die Eigenschaften einer stark dämpfenden Feder auf und nehmen bis zu einem wesentlichen Ausmaß eine Bewegung entlang ihrer Längsachse auf, während sie gleichzeitig ein· vergleichsweise hohe Scherverschiebung an ihren Endplatten erlauben, wobei die Schercharakteristik durch den Druck länga der Achse regelbar ist. Die Druckaoheen der beiden Federaufhängungen 19 zur Aufnahme jedes Drehlagere 18 sind aufeinander zu geneigt, so daß sie eioh am oder in der Nähe der normalen belasteten Stellung der Rollachsen der Radachsen schneiden.

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Der auf dem Fahrwerk zu montierende Wagenaufbau ist schematisch in den Figuren 3 und 4 als flacher Boden 20 angedeutet, an dem zwei nach unten verlaufende Konsolen 21 an der Unterseite in der Nähe jedes Laufwerks befestigt sind. Die Wiege zur Befestigung des Wagenaufbaus am 7/agenrahmen besteht aus einem unteren Wiegenteil 22 und einem oberen Wiegenteil 23, wobei der unteren Wiegenteil 22 von den Seiienrahmen getragen wird und schwenkbar an den Rahmen zwischen den Querholmen 12 und 13 angeschlossen ist, während der obere /iegenteil 23 vom unteren Wiegenteil getragen ist und selbst wiederum den Wagenaufbau 20 trägt.

Die Einrichtungen zur Auflagerung der unteren Wiege 22 auf dem Rahmen bestehen aus vier federnden Abstützungen 24, die an den vier Ecken eines Rechteckes angeordnet sind, wobei ihre Längsdruckachsen im allgemeinen vertikal stehen, Zapfen 25 an der unteren Y/iege, die in die obere Platte der entsprechenden Abstützung 24 passen. Jede federnde Abstützung 24 ist zwischen dem heruntergedrüclfen Teil des entsprechenden Seitenrahmens und einem nach oben gekrümmten Teil der Wiege montiert, wobei diese Anordnung die Verwendung verhältnismäßig langer Einheiten ermöglicht, während die untere Wiege so tief wie möglich im Fahrzeug verbleibt, um den Schwerpunkt des gesamten Fahrzeuges «w. so tief wie möglich zu halten. Der Mittelteil der unteren Wiege ist so stark wie möglich zusammengedrückt und mit einem nach unten vorstehenden Zapfen 26 versehen, der frei drehbar ohne Spiel in einem Loch 27 in einem Drehlager 28 steckt.

Das Drehlager 28 ist zwischen den beiden Querholmen 12 un-d 13 durch zwei entgegengesetzte, im Längsabstand angeordnete federnde Aufhängungen 29 montiert und außerdem durch einen

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Motor, bestehend aus zwei entgegengesetzten Motoreinheiten, die später noch näher beschrieben werden sollen. Die Motoreinheiten sind an das Drehlager 28 über entsprechende Aufhängungen 30 angeschlossen. Jede Aufhängung 29 sitzt zwischen einer flachen Fläche⁷^entsprechenden Quer-. * des holms und einer entsprechenden flachen Fläche des Drehlagers 28, wobei die Längsdruckachsen zusammenfallen und sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken, während sich jede Aufhängung 30 zwJBchen einer flachen Oberfläche des Drehlagers und dem benachbarten Ende eines Kolbens 31 einer entsprechenden Motoreinheit 32 erstreckt, die innerhalb des entsprechenden heruntergedrückten Mittelrahmenteiles montiert ist.

Das obere Wiegenteil 23 hat die allgemeine Form eines offenen Rahmens und enthält bei der wiedergegebenen Ausführungsform zwei parallele Querglieder 33» die starr durch zwei Endglieder 34 und ein Mittelglied 35 miteinander verbunden sind. Die beiden Endglieder 34 tragen entsprechende massive in seitlichem Abstand angeordnete Luftfedern 36, die mit ihren Druckachsen senkrecht montiert sind und durch welche der Wagenaufbau 20 auf der Wiege befestigt ist. Die Federn werden in üblicher Weise mit Betriebsdruckluft von der Zugdruckluftleitung versorgt. Die Endteile der unteren Wiege 22 erstrecken sich nach oben in die entsprechenden Öffnungen in der oberen Wiege, um derart das Gesamtgewicht der zusammengesetzten Wiege so weit als möglich zu reduzieren.

Jedes Ende des oberen .'.'iegenteiles 23 ist mit dem entsprechenden Endglied 34 des unteren .','iegenteiles 22 durch ein gelenkiges Gestänge verbunden, das aus einem im allgemeinen Y-fi^:ri!ii.£c:j lenker 37 besteht, der als ",'inkelhebel arbeitet und mit dem '.Viegenteil 22 um die Kniehebelschwenk-

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achse durch einen Drehstab 38 gelenkig verbunden ist. Das Tilde des einen 'Hebelarmes des Lenkers 37 ist durch einen Drehstab 33 mit den benachbarten liiden der beiden im Abstand angeordneten parallelen Lenkern 40 verbunden, deren anderes Ende durch einen Drehstab 41 mit dem Endglied 34 in Verbindung steht. Die ^Tiiden der anderen Kurbelarme der ^-Lenker 37 sind durch .Drehstäbe 42 an die entsprechenden Enden eines Verbindungsstabes 43 angeschlossen, der sich durch Öffnungen 44 im ,Viegenteil 22 erstreckt, wobei der Lenker 43 nach oben gebogen ist, um den heruntergedrückten Mittelteil des 7/iegenteiles 22 über den gesamten Bewegungsbereich freifezugeben.

Das Lenkergestänge wird mit Hilfe eines herunterhängenden Lenkers 45 vervollständigt, der an seinem oberen Ende starr am Mittelglied 35 befestigt und an seinem unteren -onde durch einen Stab 46 an ein Ende eines kurzen Querlenkers 47 drehbar angeschlossen ist, der im allgemeinen parallel zum Verbindungslenker 43 verläuft und in einer Aussparung in demselben sitzt. Das anderen Ende des Quer-1enters 47 ist an den Lenker 43 durch einen Drehstab 48 aiigeschlossen.

Die gewünschte Roll- oder Kippbewegung der beiden Wiegenteile zueinander wird unter der Steuerung öiner Vorrichtung bewirkt, die im nachfolgenden im einzelnen beschrieben werden soll. Diese Vorrichtung steuert den Betrieb des i/loFtors, bestehend aus den doppelt, wirkenden hydraulischen !üinheiten 50, von denen jeweils eine auf jeder .'veite der ,'Ziege angeordnet ist. Jede Einheit 50 enthält einen Zylinder 51, der bei 52 am unteren ,Viegenteil 22 gelenkig angeschlossen iut, und einen Kolben 53» der bei 54 am oberen /Viegenteil 23 gelenkig angeschlossen U:^,

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Man erkennt, daß der Zug der V-erbindung der Einheiten 50 umgekehrt werden kann. Diagonal verlaufende Lenker 55 (Fig.1) sind durch Kugelguminibüchsen mit dem unteren Wiegen teil und den Konsolen 56 verbunden, die am Wagenboden annähernd in dessen Mitte befestigt sind, so daß sie die V/agenseitenrahmen nicht beeinträchtigen, wenn der Wagenaufbau relativ dazu verkippt. Seitlich sich erstreckende Lenker 57 (Fig. 3 Lind 4) sind durch ähnliche Büchsen mit dem oberen Wiegenteil und den Konsolen 21 des Wagenbodens verbunden. Diese Lenker 55 und 57 stellen sicher, daß es keine wesentliche Quer- und/oder Längsbewegung zwischen der Wiege und dem Wagenaufbau gibt und die Federn 36 sind erforderlich, um nur eine vertikale Verschiebung aufzunehmen und nur eine vertikale Federung vorzusehen.

Die Wirkung des Verbindungsgestänges läßt sich aus dem Vergleich der Figuren 3 ¹^d 4 entnehmen, welche den oberen Wiegenteil entsprechend in seiner horizontalen Stellung und in einer seiner extremen gekippten Stellungen zeigt. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß eine Wirkung des Gestänges darin besteht, das Rollzentrum 58 annähernd stationär in der wiedergegebenen Lage während der Yerkippung der Wiege zu halten, wodurch die großen seitlichen Bewegungen vermieden werden, auf die man beispielsweise bei einer Aufhängung trifft, die aus zwei im Abstand befindlichen einzelnen Lenkern besteht. Die in Fig. 4 wiedergegebene Kippwirkung wird durch eine Längenvergrößerung der Motoreinheit 50 erzeugt, welche den oberen Wiegenteil 23 nach links (vgl. Fig. 4) relativ zum unteren iViegenteil 22 drücken. Diese Bewegung des oberen .Viegenteils 23 führt zu eine? entsprechenden Bewegung der Lenker 37 im Uhrzeigersinn um die otäbe 38 über die Verbindung, die durch die Endglieder 34 und die Lenker 40 gebildet wird. Diese seitliche Bewegung des .Viegenteilea 23 hat eine entsprechende seitliche Bewegung

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des Lenkers 43 über die Lenker 45 und 47 zur Folge, was zu einer zusätzlichen Drehung im Uhrzeigersinn der Kurbelhebellenker 37 führt. Bei Fehlen der Lenker 43, 45 und 47 und ihrer beschrie-feenen Wirkung auf die Lenker 37 würde eine seitliche Verschiebung der oberen V/iege eine Verkippung derselben um eine sich seitlich bewegende wirksame Achse annähernd mittig zwischen den Stäben 38 und in der gleichen Höhe führen, in der die Achsen dieser Stäbe liegen, d. h. unterhalb der Ebene des Bodens 20. Die Wirkung dieser zusätzlichen Lenker bestäit also darin, die Höhe der Kippachse 58 anzuheben, und durch sorgfältige 'Zahl der Längen der einzelnen Lenker des Lenkergestänges läßt sie sich tatsächlich in der gewünschten Lage vorsehen.

Bei dieser besonderen Ausführungsform steht von den unmittelbar benachbarten Enden der beiden Wiegenteile das untere Wiegenteilende oberhalb des entsprechenden oberen Wiegenteilendes, so daß der obere Wiegenteil durch das Lenkergestänge am unteren Wiegenteil aufgehängt ist. Es können aber auch die beiden V/iegenteile aneinander durch irgendwelche anderen Einrichtungen aufgehängt werden, wobei das Verbindungsgestänge sicherstellt, daß die erforderliche Relativbewegung zwischen diesen bei Betätigung der Motoreinheiten 50 platzgreift.

Bei einem Passagierfahrzeug ist die bevorzugte Höhe der Achse 58 oberhalb des Wagenbodens derart, daß sie annähernd in der Ebene eines Ellbogens eines normal sitzenden Durchschnitt spassagiers liegt. Die eigentliche Bestimmung der Längen der Lenker zur Erzielung dieses Ergebnisses für eine besondere Wagenkonstruktion erfolgt durch eines der V.ol armten Verfahren, beispielsweise durch ein graphisches Verfahren.

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Nach Fig. 5 wird jede Motoreinheit 32 mit einem Betriebsdruckmittel, gewöhnlich einem geeigneten Öl gespeist. Diese Flüssigkeit wird von einem Behälter 60 mit Hilfe einer Pumpe 61 abgezogen und einem Druckbehälter 62 zugeführt, wobei die Pumpe in bekannter Weise durch nicht gezeichnete Mittel gesteuert wird, um die Flüssigkeit im Behälter 62 zwischen vorbestimmten Druckgrenzen zu halten. Flüssigkeit aus dem Behälter wird über Leitungen 63 zwei Servoventilen 64 zugeführt, welche über Leitungen 65 von einem Hilfswandler 66 gesteuert sind. Der Wandler 66 wird wiederum elektrisch durch einen Hauptwandler gesteuert, dessen Kasten bei 67 angedeutet ist. Er wird später noch näher beschrieben werden.

Die Hilfsventile 64 speisen Flüssigkeit über entsprechende Leitungen 68 und Luft enthaltende Behälter 69 in die entsprechenden Motoreinheiten 32. Läuft der Wagen gerade, dann halten die Hilfsventile 64 im wesentlichen gleichgroßen Druck in ihren Motoreinheiten 32 aufrecht, wobei sie das Glied 27 zentrieren und überschüssiges öl in den Behälter über die Leitungen 70 zurückkehrt. Die üblichen Randzugkräfte auf das Glied 27 werden durch die Behälter 69 absorbiert, wobei die in diesen Behältern enthaltene Luft als Luftfeder wirkt.

Durchfährt das Fahrzeug eine Kurve, dann werden entsprechend große seitlich d wirkende Zentrifugalkräfte auf den unteren Wiegenteil aufgebracht und damit auf den Drehzapfen 26 und das Drehlager 27» so daß letzteres gezwungen wird, sich ausmittig zu bewegen. Die Vorrichtung 67 gibt ein entsprechendes Steuersignal auf den Hilfswandler 66, der wiederum ein oder beide Servoventile 64 betätigt, um den auf eine Motoreinheit wirkenden Druck wirksam zu vergrößern und den auf die andere Motoreinheit wirkenden Druck zu verringern,

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so daß eine entsprechende Kraft auf das Loch 27 durch die Einheiten aufgebracht wird, die den Zentrifugalkräften entgegenwirkt und das das Loch 27 enthaltende Glied zwingt, in seine Mittellage zurückzukehren.

"ine solche Steuerung kann so angeordnet sein, daß das Glied 27 zu allen Zeiten im wesentlichen mitt-eig bleibt mit dem Ergebnis, daß die auf die Aufhängungen 24 und 29 aufgebrachten Scherkräfte sehr beträchtlich reduziert werden, so daß elastischere Einheiten benutzt werden können, als wenn diese Einheiten der Wirkung-.dieser seitlichen Kräfte unterliegen wurden. Diese elastischeren Einheiten führen natürlich zu einer weicheren und ruhigeren Aufhängung.

Bei einer anderen Airführungsform, die nicht besonders dargestellt ist, wird das Zentrieren des Gliedes 27 durch einen Bewegungsdetektor im Zapfen 27 gesteuert, der durch einen Lenker an einen der Seitenrahmen angeschlossen ist. Der Detektor ist mechanisch an ein Hilfsventil angeschlossen, das utrter Steuerung durch den Detektor zusätzliches Drucköl dem entsprechenden Motorzylinder 32 aufgibt, bie sich der Zapfenblock zurück in seine Mittelstellung bewegt hat. Ein solches Zentriersystem arbeitet vollständig automatisch unter Steuerung des Detektors und unabhängig vom Kippsteuersystem. Bei dieser Ausführungsform wird das von der Pumpe 61 und dem Behälter 62 zugeführte 01 auch dem Kippmotor 50 über Leitungen 71 und ein Hilfsventil 72 zugeführt.

Ira. die Lenker 55 und 57 zwJajhen dem oberen ',Viegenteil 23 und dem Wagenaufbau 20 relative Seiten- und Drehbewegungen verhindern, brauchen relative senkrechte Bewegungen nur durch die ilauptaekundäraufhängungsluftfedern 36 aufgenommen

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zu werden. Diese Federn brauchen deshalb nicht den großen seitlichen Translationsbewegungen zu widerstehen und/oder sie aufzunehmen, die sonst auf sie durch einen schnellfahrenden Zug aufgebracht wurden. Die Verbindung zwischen dem oberen und unteren 7iegenteil, nämlich das Lenkergestänge und die Arbeitseinheiten 50, erlauben nur eine relative Ceitenbewegung unter Gteuerung der Einheiten 50, die ta⁴,i^:loMioh eine Drehbewegung um den Kittelpunkt 58 ist. Das Gewicht des V/agenaufbaus und der "Ziege wird vom H'agenrahmen durch die Einheiten 24 aufgenommen ,die grundsätzlich so ausgelegt sind, daß sie die Drehung des Fahrzeugaufbaus auf dem .Vagenunterbau beim Durchfahren einer Kurve aufzunehmen vermögen. Die Hadhauptaufhängung 19 erlaubt eine senkrechte Bewegung der Achse 15 und eine begrenzte seitliche Bewegung der Räder relativ zum Rahmen um die üblichen Unregelmäßigkeiten des Schienenetranges aufzunehmen.

Man erkennt, daß die verschiedenen erforderlichen federnden und befestigenden Funktionen in drei bestimmte Gruppen getrennt sind, was dazu beiträgt, übliche Bauteile einzusetzen. Die erste Gruppe umfaßt den oberen Wiegenteil :3 und die zugeordneten Luftfedern 36, die eine senkrechte Sekundärfederung ohne seitliche Bewegung liefern. Die zweite Gruppe umfaßt die Bewfestigung dee oberen Wiegenteils am unteren Wiegenteil, wodurch die beiden Wiegensie einzige Einheit zwischen Rahmen und Wagenaufbau zur Befestigung des letzteren wirken, jedoch .relativ zueinander beweglich sind und damit die seitliche Verkippung des Wagenaufbaus ermoglidien. Die dritte Gruppe umfaßt die besondere Drehaufhängung, welche frei die Drehbewegung der ,fege relativ zum Fahrzeugrahmen ermöglicht, seitliche Verschiebungen der Wiege relativ zum Fahrzeugrahmen aufnimmt und es der Wiegenkonstruktion ermöglicht, zentriert

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zu bleiben trotz hoher seitlicher Zentrifugalkräfte, die durch Fehler in der Schienenüberhöhung erzeugt werden.

Es ist somit für den Fachmann erkennbar, daß alle Teile der Aufhängung von verhältnismäßig üblicher Konstruktion sind und leic-ht hergestellt und gewartet werden können, indem man übliche Einrichtungen, Kenntnisse und Personal zum Einsatz bringt.

In Fig. 6 ist schematisch ein Steuersystem für den Betrieb der Kippmotoreinheiten 50 eines ganzen Zuges wiedergegeben, welcher aus einem Zugwagen oder einer Lokomotive 74 und Wagen 75 besteht, die alle auf Schienen 76 laufen. Sine erste Kreisel- oder Trägheitsvorrichtung 77 ist auf dem vorderen Fahrgestell der Lokomotive montiert und stellt das Ausmaß der Abweichung des Fahrzeugrahmens von der Horizontalen fest. Eine zweite Kreisel- oder Trägheitsvorrichtung 78 ist auf dem Lokomotivenkörper montiert und bestimmt das Ausmaß der Richtungsänderung von einer geradlinigen Bahn, wobei die Vorrichtung tatsächlich dazu Verwendung findet, um den Radius der Kurve zu messen, welchen die Lokomotive durchfährt. Die Ausgänge dieser beiden Vorrichtungen werden zusammen mit derjenigen eines Geschwindigkeitsmessers 79» falls letzteres erforderlich oder erwünscht ist, einer Steuervorrichtung 73 aufgegeben, welche einen Ausgang entsprechend dem Ausmaß der Neigung oder Kippung liefert, die für den Wagenaufbau erforderlich ist, damit die seitlichen Kräfte, die auf die Passagiere wirken, unterhalb eines gewünschten Wertes mit Sicherheit bleiben. Dieser 7/ert hängt hauptsächlich vom Krümmungsradius der Schienen, vom Ausmaß der bereits an den Schienen in der Kurve vorgesehenen Überhöhung und der Zuggeschwindigkeit ab. Dieser Ausgang wird dem Hilfsventil 72 aufgegeben,

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welches wiederum die erwünschte Wirkung der Motoreinheiten 50 veranlaßt. Der Ausgang der Vorrichtung 73 kann auch der Vorrichtung 67 zur Steuerung der I.'iotoreinheiten 32 in der oben beschriebenen Weise eingespeist werden. Jeder Wagen des Zuges ist dabei völlig unabhängig und steuert seine eigene Kippung unabhängiug von den anderen Wagen.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Vorrichtung des vorderen Wagens oder der Lokomotive 74 ein Signal, auf die Vorrichtung 73 des unmittelbar folgenden Wagens über

P eine Verbindung 80 aufgeben, so daß die unvermeidliche Verzögerung im Betrieb der I.iotoreinheiten 50 und 52 wenigstens bis zu einem gewissen Ausmaß kompensiert werden kann. Bei einem anderen System speist die Vorrichtung 73 des vorderen Wagens oder der Lokomotive ein Gignal auf eine Rechen- und Zeitvorrichtung 81 über eine Leitung 82, wobei die Vorrichtung 81 durch eine Mehrfachleitung 83 an die Vorrichtung 73 der nachfolgenden Wagen angeschlossen ist und das entsprechende Signal im richtigen Zeitpunkt jeder Vorrichtung 73 aufgibt, so daß es die Hilfsventile 72 und die dem entsprechenden Wagen zugeordneten Motoreinheiten 50 für jeden Wagenaufbau betätigt,

k um die gewünschte Kippung relativ zu den Fahrgestellen ^.u erreichen, wenn der Wagen die vom ersten Wagen oder der Lokomotive 74 in dem Zeitpunkt eingenommene Stellung erreicht, in dem die entsprechende Hessung durchgeführt worden ist. Somit wird das Signal anfänglich unmittelbar auf die Lokomotive oder den Zugwagen aufgegeben, so daß sich dessen Wagenaufbau neigt, während das auf das Hilfsventil dee ersten Wagens 75 aufgegebene Signal um ein entsprechendes Zeitpmaß verzögert wird, abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Zugee, wie durch den Geschwindigkeitsmesser 79 bestimmt, usw., so daß alle Wagen die

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Kurve mit der entsprechenden Neigung zum jeweiligen Zeitpunkt durchfahren. Palls eine Lokomotive zum Einsatz kommt, dann ist es mitunter vorzuziehen, daß eiel·· öeron Aufbau nicht neigt.

Bei der in den Figuren 7 bis 10 wiedergegebenen Ausführungsform verbinden die Lenker, die die gewünschte Kippung des V/agenaufbaus de« Wagesatifteaue um die Längskippachse erlauben und aus dem Lenkergestänge 37 - 45 bestehen, die untere "Ziege 22 Hi VSdTn Fahr« β umrahmen, wobei jeder Drehstab 38 mit seinem Ende an einem entsprechenden Paar von parallelen Quervorsprüngen 86 montiert ist, die vom Fahrzeugrahmen hochstehen. Die gesamte V/iege bewegt sich deshalb in der gewünschten Roll- oder Kippbewegung relativ zum Fahrzeugrahmen unter der Steuerung der Motoreinheiten 50, die zwischen dem Rahmen und dem unteren -Viegenteil 22 eingesetzt sind.

Unterer und oberer Wiegenteil werden für eine Schwenkbewegung relativ zueinander gelagert, um eine entsprechende Schwenkbewegung dee Fahrzeuges relativ zum Fahrzeugaufbau durch die vitr federnden Aufhängungen 24 au ermöglichen, wobei sich das Drehlager 28 nach oben vom unteren '.Viegenteil »uia Eingriff mit den beiden Aufhängungen 29 erstreckt. Elastische Puffer 87 federn die kleinen Querbewegungen ab, die den Glied 2Ö relativ zum oberen Viegenteil möglich sind.

Die Einrichtungen zur Befestig*»^ 4***JYagenauf d»ub 20 an der Wiege sind die gleichen wie bei der Aüsführungsforra nach den "iguren 1 bis 4, wäbei die Lenker 55 und 57 relative seitliche und Drehbewegungen verhindern, so daß die ledern 36 nur entsprechende senkrechte Bewegungen aufzunehmen brauchen. Zusätzliche Damper 88 sitzen zwischen dem oberen Viegenteil und dem »Vagenboden. Die Primärrad-

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aufhängangen 19 erlauben senkrechte Verschiebung der entsprechenden Achsen 15 usw., wie bei der ersten Autführungsform. Das Gewicht des Wagenaufbaus und des oberen Wiegenteiles wird vom Fahrzeugrahmen und dem unteren ',Viegenteil durch die federnden Abstützungen 24 aufgenommen, wobei zusätzliche Dämpfer lwiechen die VViegenteile eingeschaltet sind. Die Lenkerverbindung zwischen dem unteren Wiegenteil und dem Fahrzeugrahmen ergibt die gewünschte relative Seitenbewegung unter Steuerung durch die Einheiten 50. friede* d»« erst en *Aurt«hrungtffftA(f fcifld frie Jrtofäerflehen Feder- und Mentagefunktionen in drei bestimmte Gruppen unterteil*, so daB die gleiohen üblichen Bauteile sum Einsät* kommen können.

Die Ausführungeform nach den Figuren 7 bis 10 eignet sich injJpaejDdere für Ale Anwendung auf Peraenemwaftn» und erfordert keine automatische Schwenkzentrieranordnung, da die Seitenbewegung der beiden Viegenteile, die durch die Glieder 24 erlaubt ist, geringer ist als diejenige, die durch 4*e Lenkergeetänge mögloh iat. Die Ausführungaform naoh dec Figuren 1 bis 4 mit einer auteatiisethtn Zentrleranordnung eigaet sich insbesondere für Lokemontl+en alt motorlsltrfeetf TeJu-geetell. Eine Kippateuerung, die aich inebefleadere für die Ausfuhrungsform naca den Figuren 4 bie 7 eigaet, umfaßt die Verwendung eines BeaohleunigunfsmesBere 89, der von einer Konsole 90 auf dem oberen Wiegente 11 13 'getragen wird und auf der Längemittelacas· des Wagens λ*1 derart ist, daß keine in Querrichtung elastieohe Befestigungevorrichtung, d. h. Lenkereinrichtung und die Auflager 24, zwischen diesem Gerät und dem Fahrzeugaufbau eingesetzt sind. Idealerweise ist das Beschleunigungemeßgerät auf der Rollachse 58 angeordnet, jedooh ist ein brauchbarer Kompromiß möglich, wenn man diese Vorrichtung so nahe als praktisch möglich an der Unterseite des Wagen-

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aufbaubodens montiert. Das Beschleunigungsmeßgerät mißt die Querbeschleunigung, der der Wagenaufbau beim Durchfahren einer Kurve ausgesetzt ist. Der Ausgang dieses Gerätes wird auf einem Null-suchenden Kreis aufgegeben, der der Steuervorrichtung nach den Figuren 5 und 6 entspricht und die 'votoreinheiten 50 in dem Sinn und bis eu dem Ausmaß steuert, dau notwendig ist, um automatisch einen Iiull-'⁵/ert oder ein I.iinimum im Beschleunigungsmeßgerätausgang zu erzielen.

TVxter. tsn sprüche:

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Claims

P a t e ι t a n Sprüche :

1. /'J c hi en on fahr se ug, insbesondere "clmelIsugperεοηeri .-agon,

mi. einem '.Vag enr ahmen, bestehend au ε im Querabstand angeordneten jeiteuralirneu und sich z.virchen den leitünrali.ncn erstreckenden racrholmen, mit wenigstens zwei r.adachsen mit ,je einciv» Laufrliderpaar am '"'agenralünen, und mit einer am ,Vag en rahm en montierten '. Vi egenan Ordnung zur verdrehbaron und kippbaren Aufnalime des /agenaufbauc, dadurch gel; en η zeichnet , daß

ψ die ",'iegenanordnung aus einem oberen (23) und einem

unteren V/iegenteil (22) besteht und daß Drehlager (24, 28, 29), die alternativ den oberen und unteren 'Vi eg enteil (vgl. Fig. 7) oder den unteren ,Viegenteil und den Rahmen (10, 11, 12, 13) zur drehbaren Lagerung um eine im allgemeinen senkrechte Drehachse verbinden, ein Lenkeraufbau (37 - 48), der alternativ den unteren ■Viegenteil (22) und den Rahmen (vgl. Fig. 7) oder den oberen und unteren 'Viegenteil (23, 22) für eine seitliche, bogenförmige Bewegung um eine Längskippachse (58) verbindet, ein zwischen den durch Lenker verbundenen Gliedern sitzenden Motor (50) zur Urzeugung der seit-

fc liehen bogenförmigen Bewegung und eine Montagevorrichtung (36) am oberen ,Viegenteil (23) zur Montage des V/agenaufbaus für eine im allg-eineinen senkrechte federnde Bewegung relativ dazu vorgesehen sind.

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Lenkeraufbau ztieL im seitlichen Abstand angeordnete Lenker (37) aufweist, die diametral einander gegenüberliegen bezüglich der Schwenkachse angeordnet und jeder schwenkbar mit den entsprechenden Enden des entsprechenden Wiegenteils

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verbunden sind, daß Verbindungslenker (43) an die im seitlichen Abstand angeordneten Lenker angeschlossen sind und diese für eine entsprechende Schwenkbewegung (Achse 38) bei einer seitlichen Bewegung der verbindenden Lenker fesseln und zusätzliche Lenker (45-48) vorgesehen sind, die die Zwischenlenker und den entsprechenden Wiegenteil für eine seitliche Bewegung der Zwischenlenker bei Betätigung des Motors (50) verbinden.

3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ,jeder der im seitlichen Abstand g angeordneten Lenkereinrichtungen (37) aus einem Kurbelhebel besteht, der schwenkbar um seine Kurbelachse (38) am Fahrzeugrahmen oder dem unteren V/iegenteil befestigt ist, wobei die Verbindungslenker (43) schwenkbar (bei 42) an einem Kurbelarm angeschlossen sind, und ferner dadurch gekennzeichnet, daß ein herunterhängender Lenker (40) schwenkbar am anderen Kurbelarm und am entsprechenden vViegenteil angeschlossen ist.

4. Schienenfahrzeug nach Anspruch 2, bei dem der Lenkeraufbau den oberen mit dem unteren Wiegenteil verbinffet, dadurch gekennzeichnet , daß der untere Jiegenteil (22) mit Teilen sich oberhalb entsprechender Teile des oberen '.Yiegenteils erstreckt und der obere V/iegenteil durch die im seitlichen Abstand angeordneten Lenker am unteren .'/iegenteil aufgehängt ist.

5. ^ohienenfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Hilfslenker ein herabhängendem Glied (45) und einen aich seitlich erstreckenden Lenker (47) aufweist, der schwenkbar am herabhängenden Glied (45) und am Verbindungalenker angeschlossen iöt.

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6. Schienenfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenkbefestigung ein Drehlager (28) aufweist, das seitlich beweglich relativ zum Fahrzeugrahmen durch entgegengesetzte in Längsrichtung sich erstreckende elastische Aufhängungen (29) gelagert ist, deren Drvckachsen zusammenfallen und sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken.

7. Schienenfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenkbefestigung vier elastische oder federnde Abstützungen (24) aufweist, die in zwei in seitlichem Abstand angeordneten Paaren zusammengefaßt sind, wobei jedes Paar eine entsprechende Seite des entsprechenden vViegenteils auf dem anderen »Viegenteil oder dem Fahrzeugrahmen trägt und die Achsen der beiden Einheiten im allgemeinen senkrecht stehen.

8. Schienenfahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fahrzeugaufbau auf dem oberen 'Viegenteil befestigenden Vorrichtungen wenigstens zwei in seitlichem Abstand angeordnete Luftfedern umfassen, die diametral bezüglich der Schwenkachse angeerdnet und zwischen dem oberen Wiegenteil angeordnet sind und eine senkrechte Federwirkung des Aufbaue relativ zum Fahrgestell liefern, und daß ferner seitliche Lenker (55, 57) zwischen dem oberen ,Viegenteil und dem Fahrzeugaufbau sitzen und sine relative seitliche Verschiebung desselben begrenzen.

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"9. Schienenfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur schwenkbaren Befestigung des unteren 7/iegenteils (23) auf dem Fahrgestell mit einem Drehlager (28) auf einem Querholm (12, 13) zur seitlichen Bewegung relativ zum Fahrgestellrahmen, und durch Motoreinrichtungen (32), die zwischen dem Fahrgestellrahmen und dem Schwenkglied angeschlossen sind und das Glied seitlich zum Zentrieren der Drehachse bewegen, und ferner gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung (67)1 die auf die Anwesenheit eines Zustandes anspricht, bei dem eine Kraft auf das rahrgestellrahmendrehlager aufgebracht wird und eine seitliche Bewegung der Drehachse aus der Mittelstellung erzwingt, und ferner gekennzeichnet durch Einrichtungen, die auf die Anzeigevorrichtung ansprechen und den Motor derart betätigen, daß der Kraft wenigstens so weit entgegengewirkt wird, daß die Drehachse in die Mittelstellung zurückkehrt.

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