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Einrichtung zum Ubertragen von Anfahr- und Bremskräften bei Schienenfahrzeugen
Bei Schienenfahrzeugen mit Drehgestellen, deren Radsätze angetrieben werden, erfolgt
in aller Regel die Anfahr- und Bremskraffübertragung zwischen den Drehgestellen
und den sich darauf abstützenden Wagenkasten bzw. deren Untergestellen durch Drehzapfen,
Lenker oder Mitnehmerplatten bzw. -zapien. Hierbei stellt insbesondere der Drehzapfen
- wenn es um die Frage der Tiefanlenkung geht - keine
geeignete
Lösung dar. Außerdem sind Drehzapfen bei Tiefanlenkuna von dreiachsigen Drehgestellen
mit Einzelachsantrieb nur dann verwendbar, wenn ein unsymmetrischer Achsstand bezahlt
wird, was aus lauftechnischen Gründen unerwiinschs ist.
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Die des weiteren genannten Elemente unterliegen einem hohen Verschleiß
und bieten nur geringe Möglichkeiten einer spiel freien Justierung. Diese Machteile
lassen sich bei Verwendung von Zugelementen, wie Zugstangen o. dgl., zwischen Drehgestell
und Wagenkasten bzw. Untergestell ohne weitere.- vermeiden. Zweckmfißig werden dann
zwei Zugelemente in der Längsmittelebene des jeweiligen Drehgestells geneigt angeordnet,
daß sich die Längsachsen der Zugelemente etwa in der Drehgestellmitte auf der Schienenoberkante
schneiden; die Achsentlastung im Drehgestell ist durch eine solche Anordnung der
Zugelemente bei der Übertragung von Anfahr-und Premskräften gering. Beide Zugelemente
können außerdem mit dem Drehgestell gelenkig und mit dem Wagenkasten derart federnd
verbunden sein, daß immer nur eines auf Zug, dagegen keines auf Druck beansprucht
wird.
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Eine derartige Mitnehmervorrichtung ist jedoch nicht ohne weiteres
bei sämtlichen Schenentrihfahrzeugen mit drehzapfenlosen Drehgestellen verwendbar.
Wenn sich z.B. bei einem Triebwagenzug jeweils die beiden einander zugekehrten Enden
benachbarter Wagenkasten auf einem gemeinsamen Trieb-Drehgestell abstützen sollen,
dann ist damit zu rechnen, dan die Wagenkasten in Richtung ihrer Längsachsen gegenüber
den zugehörigen Drehgestellen stoß- und ruckartige Bewegungen infolge von kur-zeltigen
und zeitlich stark veränderlichen Kraftelnwirkungen (sog. Pufferkräften) ausführen,
durch die sich die Xstc«'nde zwischen den Wagenkasten ändern.
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Diese etwa im Falle eines Auflaufes 0. dgl. auftretenden Bewegungen
würden bei Verwendung ton Zugelementen zur Anfahr- und Bremskraftübertragung zu
unerwünscht hohen schlagartigen Beanspruchungen derselben und ihrer Gelenkverbindungen
mit dem zugehörigen Drehgestell führen. Die Folge ist ein hoher XtnrschleiB der
Zugelemente.
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Aufgabe der Erfindungen ist es, aufzuzeigen, wie zum Übertragen von
Anfahr- und/oder Bremskräften zwischen einem drehzapfenlosen Drehgestell und sich
darauf abstützenden Enden zweier Wagenkasten oder -teile von Schienenfahrzeugen
Zugelemente verwendbar sind, ohne daß sich die die vorgenannten Längsbewegungen
der Wagenkasten oder -teile bewirkenden Kräfte auf die Zugelemente wesentlich oder
überhaupt auswirken können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird er£indungsyemäß vorgeschlagen, die
beiden Wagenkasten oder -teile untereinander durch eine Mittelpufferkupplung nach
Art einer starren vug-Druck-IMupplung und mit dem Drehgestell durch je ein in der
Kuppiungsebene angeordnetes Zugelement zu verbinden, wobei zwischen den am Drehgestell
gelenkig gelagerten Zugelementen und dem zugehörigen Wagenkasten oder -teil je eine
federnde Verbindung vorzusehen ist. Hierbei können sich die Wagenkasten oder -teile
in üblicher Weise durch (Luft-)Federungen auf den Drehgestell abstützen; die Kupplung
ist insbesondere im Hinblick auf Hub- und Seitenbewegungen der Wagenkasten oder
-teile mit diesen gelenkig zu verbinden.
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Durch die Anordnung einer Kupplung zwischen den Wagenkasten oder -teilen
brauchen zu deren federnder Verbindung mit den Zugelementen nur vorgespannte Federelemente
mit degressiver Charakteristik gewählt zu werden Falls die Vorspannung der Federelemente
entsprechend den größtmöglichen Antriebs- und Bremskräften gewählt wird, können
beim Anfahren oder Bremsen praktisch jegliche Längsbewegungen der Wagenkasten oder
-teile
gegenüber dem Drehgestell unterbunden werden. (Puffer-) Kräfte,
die normalerweise eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den einander zugekehrten
Enden der Wagenkasten oder -teile bewirken, werden überwiegend durch die Kupplung
aufgenommen und können die Zugelemente wegen der degressiven Federelemente praktisch
nicht belasten.
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Die Zugelemente werden im wesentlichen nur durch Antriebs-oder Bremskräfte
belastet und lassen sich somit entsprechend geringer dimensionieren.
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Anstelle einer direkten Verbindung der Zugelemente mit dem jeweils
zugeordneten Wagenkasten oder -teil unter Verwendung von vorgespannten Federelementen
mit degressiver Charakteristik kann auch eine Verbindung unter Zwischenschaltung
der gegeneinander unbeweglichen Teile der Kupplung vorgesehen sein. In diesem Fall
können zwar die vorgenannten (Puffcr-)Kräfte je nach Hub der Kupplung den Abstand
zwischen den beiden Wagenkasten oder -teilen verändern. Die Zugelemente bleiben
davon jedoch unbeeinflußt.
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Auaführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung nachfolgend
näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in F1g. 1 einen Längsschnitt durch ein drehzapfenloses
Drehgestell und durch sich darauf abstützende Enden zweier Wagenkasten, Fig. 2 eine
der Fig. 1 entsprechende Ansicht mit einem dreiechsigen Drehgestell.
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Bei einem Triebwagenzug, von dem in Fig. 1 lediglich zwei Wagenenden
ersichtlich sind, stützen sich jeweils die einander zugekehrten Enden benachbarter
Wagenkasten 1 und 2 mittels Luftfedern 3 auf einem gemeinsamen Drehgestell 4 ab,
dessen Radsätzen 5 je ein nicht dargestellter Fahrmotor zugeordnet ist. Zur Querfederung
der Wagenkasten 1 und 2 sind zweckmäßig ebenfalls (nicht dargestellte) Federn vorgesehen.
In Längsrichtung ist die Beweglichkeit der Wagenkasten 1 und 2 durch eine in ihrer
Längsmittelebene zwischen ihnen angeordnete starre Zug-Druck-Kupplung G üblicher
Bauart begrenzt, deren Kupplungsarme 7 mit den Wagenkasten über Gelenke 8 verbunden
sind. Die Kupplungsarme 7 bestehen im wesentlichen aus je einer mit (nicht dargestellten)
Gummi- oder Ringfedern ausgerüsteten Außenhülse 9 und einem darin gegen die Federn
axial verschieblichen Stößel 10.
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An den beiden miteinander starr gekoppelten Außenhülsen 9 befinden
sich Konsolen 11, an denen je eine Zugstange 12 in einem gefederten Lager 13 angelenkt
ist. Die Zugstangen i2 dienen zur Anfahr- und Bremskraftübertragung zwischen dem
Drehgestell 4 und den Wagenkasten 1, 2. Dazu sind die Zugstangen 12 an einer Mitnehmerkonsole
14 des Drehgestelles 4 in üblicher Weise über Stangenköpfe 15 gelenkig gelagert
und in der Längsmittelebene des Drehgestelles derart geneigt, daß sich ihre Längsachsen
16 in der mit der vertikalen Drehachse 17 des Drehgestelles zusammenfallenden Drehgestell
mitte auf der Schienenoberkante 18 schneiden. Hierdurch ist sichergestellt, daß
sich bei der Übertragung vonAnfahr-oder Bremskräften (zwischen dem Drehgestell 4
und den Wagenkasten 1, 2) vermittels der Zugstangen 12 die Achsentlastung im Drehgestell
nur gering ist.
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Bei der beschriebenen Anordnung wird immer nur eine Zu stange 12 auf
Zug beansprucht, dagegen keine auf Druck.
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Fährt z.I3. der Triebwagenzug in die durch den Pfeil 19 gekennzeichnete
RS chtug. dann werden die Antriebskräfte der Fahrtmotoren beider Radsätze 5 über
den Drehgestell-Rahmen 20, die Mitnehmerkonsole 14 und die - bei der gewählten t'ahr4;richtung
- hintere Zugstange 12 auf die Kupplung 6 bzw. ihren dem 'fiinteren Wagenkasten
2 zugeordneten Kupplungsarrn 7 übertragen. Der Antrieb bei dem (in Fahrtrichtung;
vorderen Wagenkasten 1 erfolgt in gleicher Weise, jedoch mittels der Fahrmotoren
des Drehgestelles, auf dem sich das nicht dargestellte vordere Ende dieses Wagenkastens
abstützt. Es sei hier vermerkt, daß am Anfang und Ende des Triebwagenzuges je ein
Triebdrehgestell üblicher Bauart vorgesehen sein kann.
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Beim Wechsel vom Antreiben zum Bremsen ggf. auch mittels der Fahrmotoren
oder mittels einer nicht dargestellten Bremsanlage erfolgt bei der gewc-ihlten Fahrtrichtung
(Pfeil 19) ein Wechsel der Zugbeanspruchung von der hinteren auf die vordere Zugstange
12. Es spielt hierbei keine Rolle, ob der Wechsel Antreiben/Bremsen eine Veränderung
des Abstandes zwischen den Enden der Wagenkasten 1 und 2 zur Folge hat. Denn bei
der gewählten Verbindung der Zugstangen 12 mit den gegeneinander unbeweglichen Außenhülsen
9 der Kupplung 6 sind Abstandsänderung zwischen den Wagenkasten 1 und 2, z.B. auch
infolge eines Auflaufes o. dgl., zwangsläufig ohne jeglichen Einfluß auf die Zugstangen.
Auftretende Pufferkräfte belasten also nicht die Zugstangen 12 sondern nur die Kupplung
6.
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Bei einer Anordnung der einander zugekehrten Enden zweier Wagenkasten
21 und 22 auf einem dreiachsigen Drehgestell 23
(Fig. 2) können
Zugstangen 24 nicht mehr ohne weiteres an gegeneinander unbeweglichen Außenhülsen
25 einer Kupplung befestigt werden. Deshalb ist dort zur Verbindung der Zugstangen
24 mit dem zugehörigen Wagenkasten 21 bzw.
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22 je eine vorgespannte Federung mit degressiver Charakteristik vorgesehen.
Die jeweilige Federung besteht aus einem Gummi-Ringfederelement 26, weiches durch
einen auf der betreffenden Zugstange 24 sitzenden Dorn 27 in einen an einer Konsole
28 des Wagenkastens 21 bzw. 22 befestigten Feder-Topf 29 eingepreßt und etwa entsprechend
den größtmdglichen Antriebs. und Bremskräften vorgespannt ist. Die Form des Dornes
27 sowie des Topfes 29 ist konisch-konkav gewählt, so daß das Rlngfederelement 26
beim Einspannen im Topf eine degressive Kennung erhält. Bei derartigen Federungen
der Zug stangen 24 ist praktisch keine Versetzung wischen dem Drehgestell 23 und
den Wagenkasten 21 und 22 in Längsrichtung möglich Kräfte aus Pufferstßen o. dgl.
werden im wesentlichen von der Kupplung nufgenommen.
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- Patentansprüche -