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Einrichtung zur Regulierung der Fu13bodenhöhe von über Luftfederbälge
abgefederten Drehgestell-Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Einrichtung zur Regulierung der Fußbodenhöhe von über halbtorusförmigen Luftrederbälge
abgefederten Aufbauten von Pahrzeugen, irlsldesondere Drehgestell-Schienenfahrzeugen,
wobei der Höhenunterschied zwischen abgefedertem und nichtabgefedertetn Fahrzeugteil
durch eine Meßstange abgegriffen wird, deren eines Ende mlt dem einen Fahrzeugteil
und deren anderes Ende mit dem Steuerhebel eines am anderen Fahrzeugteil angebrachten,
die Luftfederhöhe steuernden Ventiles Jeweils gelenkig verbunden ist.
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In mit Luftfederung ausgerüsteten Schienenfahrzeugen wird üblicherweise
ein Dreiwegeventil eingebaut, das unter anderem die Aufgabe hat, die Fußbodenhöhe
des Wagenkastens unabhängig von der jeweiligen Belastung auf ein vorbestinnntes
Maß einzuregulieren. Das Dreiwegeventil ist am einen der gegeneinander abzufedernden
Fahrzeugteile angebracht' und hat einen in Nullage waagerecht liegenden Steuerhebel,
an dessen freiem Ende eine Meßstange angelenlrt ist. Das
entgegengesetzte
Ende der Meßstange ist mit dem anderen Fahrzeugteil gelenkig verbunden. Damit ist
es möglich, ständig die Höhenlage des abgefederten Fahrzeugteiles, letzten Endes
des Fußbodens, zu aber prüfen. Würde der Fußboden, etwa infolge Vergrdßerung der
Zuladung, zu tief liegen, dsm stellt die Meßstange den Steuerhebel schräg nach oben.
Dadurch speist das Dreiwegeventil solange Drllekluft in das System ein, bis infolge
Anhebens des Fußbodens der Steuerhebel wieder waagerecht liegt und damit eine Abschlußstellung
des Ventiles erreicht wird. Bei Entlastung würde zunächst der Steuerhebel schräg
nach unten liegen, wodurch Drucklurt so lange ins Freie entweichen kann, bis wieder
die Normallage erreicht ist (ETR - Eisenbahntechnische Rundschau 1969, Heft 4, Seiten
127, 130 und 131).
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Dieses Steuersystem bewährt sich so lange hervorragend, als nicht
zu kleine Kurvenradien im Streckennetz vorkommen. Beim Durchfahren von Kurven mit
kleinem Radius stellt sich Jedoch die Meßstange schräg, was sich in unerwünschter
Weise so auswirkt, als ob der maßgebende senkrechte Abstand zwischen den gegeneinander
abgefederten Teilen verringert wäre. Dies hat sur Folge, daß Druckluft abbläst,
wodurch die Fußbodenhöhe soweit absinkt, bis der Stellhebel wieder waagerecht liegt.
Damit wird der freie Abstand zwischen der Befestigungßplatte des Balges und der
Gleitplatte der Nctfederung verringert. Das kann in engen Kurven zur Folge haben,
daß die fluftfederung wirkungslos wird.
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Erreicht danach das Fahrzeug einen geraden Gleisabschnitt, dann muß
wieder Druckluft nachgespeist werden, bis die Fußbodenhöhe ihren Normalstand erreicht
hat.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung zum
Einregeln der Fußbodenhöhe so fort zu entwickeln, daß der schädliche Einfluß der
Schrägstellung der Meßstange beim Durchfahren von Kurven sich auf den Stellhebel
des Steuerventiles nicht mehr auswirkt Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Einrichtung
der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß das eine Ende der. Meßstange
wie an sich bekannt mit dem Ende des Steuerhebels, daß das andere Ende der Meßstange
mit dem freien Ende eines Schwinghebels gelenkig verbunden, daß ferner am Schwin6hebel
nahe beim Gelenkpunkt mit der Meßstange eine Verschubstange angelenkt ist und daß
das andere Ende der Verschubstange einen Gelenkpunkt mit einer, der Meßstange annähernd
parallel geführten mit den beiden Fahrzeugteilen gelenkig verbundenen Tauchstange
hat.
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Die Jpe,imale LUsung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient
der wirksamen- Längen von 5teuerstangeß Schwinghebel, Stoßstange und Tauchstange
so gewählt ist, daß beim Ausdrehen des einen gegenüber dem anderen Pahrzeugteil
die Differenz zwischen den Pfeilhöhe des bei der Meßstange wirksamen Kreisbogens
gegenüber dem beim Schwinghebel wirksamen Kreisbogens ein Minimum wird. Eie zweckmäßige
Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Tauchstange ein an sich bekannter
hydraulischer Stoßdkinpfer ist.
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Wieder eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß
als Tauchstange das Gestänge zum Hebel eines doppelwirkenden hydraulischen Stoßdämpfers
dient.
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Durch die erfinderischen Maßnahmen wird nicht nur eine falsche Einregulierung
der Fußbodenhöhe, sondern außerdem ein unnötiger Abblasen bzw. Nachspeisen von Druckluft
vermieden, was wiederum zu einer Verringerung des Druckluftbedarres führt. Dies
hat Energie-Ersparnisse bei der Druckluftteschaffung zur Folge.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt; es zeigt: Fig. 1, eine Seitenansicht auf das Mittelteil eines wiegenlosen,
gasgefederten Drehgestelles mit der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 2, eine
Draufsicht auf die Partie gemäß Fig. 1 und Fig. 3, eine Alternativlösung mit etwas
abgewandelter Ausbildung der Tauchstange.
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Die Abbildung zeigt das Mittelteil eines gasgefederten, wiegenlosen
Drehgestelles 1. Der nicht weiter dargestellte Wagenkasten 2 ist über einen halbtorusförmigen
LuftreCerbalg 3 und einen zylindrischen Stützkörper 4 auf dXu-Rahmen 5 des Drehgestelles
1 abgestützt. Der zylindrische Stützkörper 4 kann an seinem oberenen Ende eine Einrichtung
zur Notabstützung tragen, er kann auch als Gummischichtfeder ausgebildet sein, die
wiederum einen besonders großen Ausdrehwinkel des Drehgestelles 1 gegenüber dem
Wagenkasten 2 zuläßt. Der Federung 3, 4 ist ein hydraulischer Stoßdämpfer 6 parallel
geschaltet,
dessen beide Enden in Lagerpunkten A, B am Wagenkasten
2 bzw. am Drehgestellrahmen 5 gelenkig angeschlossen sind.
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Zur Niveauregulierung des Wagenfußbodens ist am Wagenkasten 2 ein
Dreiwege-Ventil (Steuerventi angebracht, dessen Steuerhebel 8 bei normaler Fußbodenhöhe
iu Abschlußstellung waagerecht liegt, bei zu tiefer Fußbodenlage schräg nach oben
weist und in dieser Stellung Druckluft in das System nachspeist, bei zu hoher Fußbodenlage
hingegen schräg nach unten zeigt, wodurch Druckluft abblasen kann. Das Steuerventil
7 ist mit einer Verzögerungseinrichtung ausgestattet, die die genannten Regelvorgänge
zwar bei langsamer Veränderung der Fußbodenhöhe ermöglicht, aber bei Höhenänderungen
infolge des Schwingens der LuStfederung nur wenig Luft durchtreten läßt.
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Am freien Ende des Steuerhebels 8 ist bei C eine Meßstange 9 angelenkt,
deren anderes Ende wiederum bei D mit dem freien Ende eines Schwinghebels 10 gelenkig
verbunden ist. Der Schwinghebel 10 ist selbst in einem Drengelenk G über eine Konsole
11 am Rahmen 5 des Drehgestelles 1 gelagert. Bei Geradeausstellung des Drehgestelles
und Normallage des Wagenkastenfußbodens sind Meßstange 9 und Schwinghebel 10 zum
mindesten annähernd achsenparallel, wobei Drehgelenk G in Richtung zum Gelenk C
zwischen Steuerhebel 8 und Meßstange 9 weist.
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In etwa parallel zur Meßstange 9 ist zwischen Wagenkasten 2"'und'Drehgestellrahmen
5 noch eine Tauchstange 12' vorgesehen, deren beiden Enden bei A, B mit den
zugehbrigen
Wagenteilen gelenkig verbunden sind.
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Nach diesem Ausführungsbeispiel dient als Tauchstange das Gehäuse
des ohnehin vorhandenen hydraulischen Vertikal-Stoßdärnpfers 6. Als Tauchstange
12 kann aber auch Jedes andere GestSnge dienen, das durch teleskopartige Längenänderung
den Verschiezungen der gegeneinander abzufedernden Fahrzeugteile zu folgen vermag.
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Zwischen Tauchstange 12 und Schwinghebel 10 ist eine beidseits bei
E und F gelenkig angeschlossene Verschubstange 13 angebracht, deren Achse mit den
Achsen von Meßstange 9 und Tauchstange 12 Winkel von annähernd 90° bilden, wobei
die Verschubstange 13 am Schwinghebel in Gelenk E nahe bei dessen Gelenk D mit der
Meßstange 9 angelenkt ist.
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Die Gelenke an dem beschriebenen Gestänge erlauben nicht nur Drehbewegungen
um eine Drehachse, sondern tragen auch den räumlichen Bewegungen Rechnung, die aus
dem Ausdrehen, dem Querschwingen sowie Verschränkungen des Drehgestelles 1 gegenüber
dem Wagenkasten 2 resultieren. Vorzugsweise werden handelsübliche Kugelgelenke nach
den einschlägigen Normblättern verwendet, wobei die genaue Gestängelänge mittels
Gewinde und Gegenmutter eingestellt wird. Mindestens in der Meßstange 9 ist zudem
ein Spannschloß 14 vorgesehen.
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Die Einrichtung arbeitet nun folgendermaßen: Bei Geraaeausfahrt aus
fahrt folgt die Niveauregelung in herkörnmlicher
Weise, da der
Schwinghebel achsparallel mit der Meßstange verbleibt. Ein Verdrehen des Wagenkastens
2 gegenüber dem Drehgestell 1 um einen Drehpunkt 15, wobei-beispielsweise ein Winkel
OL auftritt, würde ein Verschieben des Gedie lenkpunktes C in
Lage C1 bewirkn. Da aber gleichzeitig B nach B1 wandert, verschieben sich Gelenk
F nach F1 und E um den gleichen Betrag nach E1 und als Folge hiervon D nach D1.
Hierbei wandern Gelenk E auf Kreis e und Gelenk D auf Kreis Ki Jeweils um Gelenk
G. Durch Anwendung der Minimum-Rechnung lassen sich nun die Radien der Kreise K1,
K2 und K3 so daß die durch Verschiebung von C nach Clim um C mit dem Radius C D
geschlagenen Kreis wirksame Pfeilhöhe durch die Pfeilhöhe im Kreis K1 bei einer
Verschiebung von D nach D1 soweit kompensiert wird, daß Steuerhebel 8 nicht in eine
Stellung gelangt, die im Steuerventil 7 ein Abblasen (bzw. Nachspeisen) zur Folge
hatte.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausfühnngsform beschränkt.
Das Steuerventil 7 kann auch am Rahmen des Laufwerkes angebracht sein, was lediglich
erfordert, das Betätigungsgestänge spiegelbildlich anzubringen. Andererseits erlaubt
die Anwendung von Winkelhebeln oder auch von druck-und zugfesten KabelzUgen, das
Steuerventil freizügiger entsprechend den gegebenen Raumverhältnissen anzuordnen.
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Aus Fig. 3 ist ein weiteres Anwendungsbeispiel ersichtlich, bei dem
die Tauchstange 12 am Schwinghebel 16 eines in beiden Beanspruchungsrichtungen wirkenden
hydraulischen Kolbenstoßdämpfers 17 im Punkt H angelenkt ist. Im übrigen ist die
Wirkung des Gestänges bei diesem Beispiel analog der des erst beschriebenen Ausführungsbeispieles.