DE2315427C3 - Anordnung zum Hemmen von Ausdrehbewegungen eines Drehgestelles für ein schnellauffähiges Schienenfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum emmen von Ausdrehbewegungen eines Drehgestells r ein schneiläuifäiiiges Schienenfahrzeug mit rr.ir.de· ens einem Drehhemmglied, das als waagerecht lgeordnete, in zwei einander entgegengesetzte Richingen wirkende hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit iseebildet sowie einenendes mit dem Untergestell und anderenendes mit dem Drehgestellrahmen gelenkig verbunden ist, wobei korrespondierende Zylinderräume über Verbindungsleitungen und mindestens je ein Di ucksteuerteil miteinander verbunden sind.
Eine derartige Einrichtung zum Dämpfen von störenden Ausdrehbewegungen eines Drehgestells gegenüber dem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs ist bereits bekannt. Die Einrichtung weist beidseits des Drehgestells je einen einenendes gegenüber dem

ίο Wagenkasten und anderenendes gegenüber dem Drehgestellrahmen gelenkig abgestützten, gleichsinnig horizontal in Fahrtrichtung zeigenden hydraulischen Stoßdämpfer auf, wobei einander entsprechende Zylinderräume der beiden Fahrzeugseiten über eine Leitung miteinander verbunden sind und in diese Verbindungsleitung wiederum ein nach beiden Seiten wirkendes Ventil eingebaut ist Durch dieses Ventil wird dem Ausdrehen über den ganzen Kolbenhub zwar ein gleichmäßig geschwindigkeitsabhängiger, aber kein

schwenkwegabhängiger Widerstand entgegengesetzt (DT-Anm.D10 953II/20d).

Es ist auch ein Wankstabilisator bekannt, der aus zwei Paaren doppeltwirkender hydraulischer Kolben-Zylinder-Einheiten besteht, wobei einander entsprechende Zylinderräume je zweier Einheiten durch über Kreuz verlegte Leitungen miteinander verbunden sind. Die das Wagenkasten-Wanken hemmende Kraft ist hier über den vollständigen Kolbenhub gleichbleibend (FR-PS 15 90 817).

Ferner sind mechanische Einrichtungen zum Hemmen von Ausdrehbewegungen eines Drehgestells für ein Schienenfahrzeug gegenüber dessen Wagenkasten bekanntgeworden, bei denen zu beiden Seiten des Drehgestells vorgesehene Reibungsdämpfer über auf

Druck und auf Zug beanspruchbare Draht-Hüllen-Züge verbunden sind. Diese Einrichtung ist zwar preisgünstig, aber nicht für alle Anwendungsfälle genügend verschleißfrei (DT-OS 22 14 269).
Um dem sogenannten Sinuslauf der Drehgestelle entgegenzuwirken, ist weiterhin angeregt worden, zwischen Wagenkasten und Drehgestell segmentförmig ausgebildete, mit kleinen Rampen versehene Gleitbahnen für Wälzkörper vorzusehen, so daß das Ausdrehen ein geringes Anheben der Wagenauflast zur Folge hat.

Derartige mechanische Einrichtungen sind jedoch nicht völlig verschleißarm herzustellen (DT-OS 22 37 638).

Demgegenüber ist es Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, eine weitgehend verschleißlose Drehhemmung für schnellauffähige Drehgestelle zu schaffen, die den Drehbewegungen des Drehgestells um die lotrechte z-Achse bei Fahrt in der Geraden und ir mit hohen Geschwindigkeiten befahrenen Kurven eine einstellbare Kraft entgegengesetzt, die jedoch ir Kurven mit kleineren Radien erheblich geringer seir

5ü soll.

Diese Aufgabe wird durch die dem Patentanspruch 1 entnehmbaren Merkmale gelöst.

Mit der Lösung vorgenannter Aufgabe nach An spruch 1 wird erreicht, daß das mit der Anordnung versehene Drehgestell bei hohen Geschwindigkeiten ir der Geraden ungewöhnlich ruhig läuft. Ist jedoch ii Kurven streckenbedingt ein vorbestimmter Ausdreh winkel überschritten worden, dann wirkt dem Ausdre her. eine erheblich geringere Kraft entgegen, was ii

d'i Kurven zu verringertem Spurkranz- und Schienenver schleiß führt, ohne daß lauftechnische Nachteile in Kau genommen werden müßten. Hier wird nämlich de Drehgestellauf durch Fliehkrafteinfluß stabilisiert

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich. Den Unteransprüchen 2 bis 5 kommt nur Bedeutung in Verbindung mit dem Anspruch 1 zu.

Insbesondere sind durch die Ausgestaltung geringe Parallelverschiebungen des Drehgestells gegenüber dem Aufbau beim Beschleunigen und beim Verzögern möglich.

Beim erfindungsgemäßen Einbau von zwei Kolben-Zylinder-Einheiten werden Zuckschwingungen in Fahrzeuglängsrichtung, zu denen das Drehgestell durch Beschleunigungs- oder Verzögerungskräfte angeregt werden könnte, gedämpft.

In der schematischen Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt; es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht auf die Anordnung von zwei Kolben-Zylinder-Einheiten mit je eine» Ausgleichsleitung pro Einheit bei einem Drehgestell in Geradeausstellung mit einem angedeuteten Ausschnitt aus dem Fahrzeugaufbau,

F i g. 2 die Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1, jedoch mit gegenüber dem Fahrzeugaufbau etwas ausgeschwenktem Drehgestell,

F i g. 3 die Draufsicht ähnlich F i g. 2, jedoch mit voll ausgeschwenktem Drehgestell und

Fig.4 eine Kolben-Zylinder-Einheit mit zwei Ausgleichs-Leitungen pro Einheit.

Der Zeichnung ist andeutungsweise ein Teil eines Fahrzeugaufbaus eines Schienenfahrzeugs bzw. dessen Drehgestell 21 entnehmbar, gegenüber dem ein Drehgestell 20 um einen Drehpunkt 22 verschwenkbar ist. Der Index »a« soll sich jeweils auf links, der Index »b« auf in der Zeichnung rechts gelegene Teile beziehen.

Die Anordnung zum Dämpfen der Ausdrehbewegungen des Drehgestells 20 gegenüber dem Fahrzeugaufbau beruht im Grundprinzip auf einer aus Fig.4 ersichtlichen Kolben-Zylinder-Einheit (Dämpfer 1), deren Zylinder-Boden 46 mittels einem Lappen 40 bzw. dem Auge des Gelenkes 27 der Kolbenstange 5 über kardanisch bewegliche, verschleißfreie Gelenke 24 bzw. 27 sowie über nur den F i g. 1 bis 3 entnehmbare Konsole 25, 28 bzw. 29, 30 an Rahmenteilen des Drehgestelle 20 bzw. des Untergestells 21 befestigt ist.

Die Charakteristik jeder der in der Zeichnung dargestellten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten (Dämpfer 1) ist zunächst in bekannter Weise unter Anwendung des Drossel-Effektes beeinflußbar. Diese Charakteristik ist bei Bewegung des Hydraulikkolbens 3 um einen Abstand (= Hub) ± a aus der Zylinderquermitte y' heraus allein wirksam. Hierbei wird a so gewählt, daß dem Ausdrehen des Drehgestells 20 um die z-Achse in Drehpunkt 22 entsprechend dem Ausdrehwinkel α eine vorbestimmte Kraft entgegenwirkt. Zum Beispiel kann der Abstand a ±25 mm gewählt werden.

Der Hydraulikkolben 3 hat im beidseitigen Abstand a von seiner Mittelquerebene je eine Steuerkante 31 und 44. Ferner mündet auf Zylinderquermitte y' des Hydraulik-Zylinders 32 je eine Ausgleichsleitung 11 und 14. Diese stellen die Verbindung zum vom Kolben 3 jeweils abgewandten Ende des Zylinderraums 7 bzw. 10 her.

Hat als Folge des Ausschwenkens des Drehgestells die entsprechende Steuerkante des Kolbens die Mitteleinmündung der Leitungen 11 und 14 passiert, dann vermag die Hydraulik-Flüssigkeit unter geringer Drosselung durch eben diese Leitungen 11 und 14 vom einen Zylinderraum 7 in den anderen Zylinderraum 10 zu gelangen. Sofern die Dämpfungskraft in diesem

ίο Schwenkbereich ebenfalls beeinflußt werden soll, dann wird in die Ausgleichsleitungen 11 und 14 ebenfalls eine besondere, nicht gezeichnete Drosselstelle eingebaut.

Nachspeisen von Hydraulik-Flüssigkeit in den jeweils drucklosen Teil des Systems erfolgt in bekannter Weise unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils.

Durch entsprechende Wahl der Entfernung vom Drehpunkt 22 bis zum Gelenk 27 können hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten mit. gegebenem Abstand a der beiden Steuerkanten 31 und 44 von der Zylindermitte y'dem gewünschten Ausschwenkwinkel « für starke Dämpfung angepaßt werden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist den F i g. 1 bis 3 entnehmbar:
Zu beiden Seiten des Drehgestells 20 ist gleichsinnig horizontal in Fahrtrichtung weisend je eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (Dämpfer la und \b) wie vorstehend beschrieben befestigt Zylinderraum 7a des Dämpfers la weist nahe dem Zylinderboden 35 die Mündung einerseits der zur Mitte des Dämpfers la führenden Ausgleichsleitung (Leitung 11) und andererseits von Leitung 19 auf, die über flexible Verbindungen 17 und 48 sowie Leitungen 12 und 15 zum Zylinderraum 7 b des Dämpfers \bnahe des Zylinderbodens 35b führt. Analog ist der Zylinderraum 106 über Leitung 14 mit der Mitte dieses Zylinders 16 und über Leitungen 13,16 und 36 sowie flexible Verbindungen 18 und 47 mit dem Zylinderraum 10a des Dämpfers la verbunden.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach den Ausführungsbeispielen ist wie folgt:

In Geradeaus-Stellung des Drehgestells 20 gemäß F i g. 1 verschließen die Hydraulikkolben 3a und 3b die Mündungen der Ausgleichsleitungen 11 und 14 in der Mitte der Dämpfer la und \b> so daß einem Ausdrehen des Drehgestells eine große Kraft entgegengesetzt ist.

Im Gegensatz dazu dämpfen bei dieser Anordnung die Dämpfer la und Ib eventuelle Zuckschwingungen in Fahrzeuglängsrichtung mit geringen Kräften, wenn das Drehgestell durch Beschleunigungs- oder Verzögerungskräfte zu solchen Schwingungen angeregt wurde.

F i g. 2 zeigt den größtmöglichen Ausdrehwinkel <x, bei dem die volle Drehhemmung noch wirksam ist, weil nämlich die Steuerkanten 31a, 31b bzw. 44a, 44b die Mündungen der Ausgleichsleitungen 11 und 14 noch nicht passiert haben.

F i g. 3 zeigt das gleiche Drehgestell um einen größeren Winkel β bei Fahrt durch eine Kurve mit kleinerem Radius ausgeschwenkt. Da hierbei alle Ausgleichsöffnungen unverschlossen sind, wird dem Ausdrehen in diesem Bereich nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Hemmen von Ausdrehbewegungen eines Drehgestells für ein schneilauffähiges Schienenfahrzeug mit mindestens einem ■ Drehhemmglied, das als waagerecht angeordnete, in zwei einander entgegengesetzte Richtungen wirkende hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet sowie einenendes mit dem Untergestell und anderenendes mit dem Drehgestellrahmen gelenkig verbunden ist, wobei korrespondierende Zylinderräume über Verbindungsleitungen und mindestens je ein Drucksteuerteil miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß

a) das Drucksteuerteil durch bei Mittelstellung im Abstand a von der Zyünderquermitte y' angeordnete Steuerkanten (31 bzw. 44) des Hydraulikkolbens (3) gebildet,

b) der Abstand a in Funktion des Ausdrehwinkels α des Drehgestells (20) gegenüber dem Untergestell (21) gewählt ist und

c) mindestens ein vom Hydraulikkolben (3) abgewandtes Ende (Zylinderboden 35 bzw. 46) des Zylinderraums (7 bzw. 10) mit der Zylinderquermitte y' der gleichen Kolben-Zylinder-Einheit (Dämpfer 1) über eine Ausgleichsleitung (11 bzw. 14) verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Drehgestell zwei jeweils in einander entgegengesetzte Richtungen wirkende hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten (Dämpfer la und \b) zu beiden Seiten des Fahrzeuges gleichsinnig gerichtet vorgesehen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten Zylinderräume (10a und \Qb)über Leitungen (13,16 bzw. 36) und flexible Verbindungen (18 bzw. 47) sowie die Zylinderräume (7a und 7b) über Leitungen (12, 15 bzw. 19) und flexible Verbindungen (17 bzw. 48) verbunden sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (Dämpfer la bzw. \b) sowie die Kolbenstange (5a bzw. 5b) über an sich bekannte kardanisch bewegliche verschleißfreie Gelenke (27a bzw. 27b) über je eine Konsole (25 bzw. 28) mit Rahmenteilen vom Drehgestell (20) bzw. über Gelenke (24a und 2Ab) und Konsolen (29 und 30) mit dem Untergestell (21) des Fahrzeugaufbaues verbunden sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte, über ein Rückschlagventil in die momentan drucklose Leitung (15 bzw. 16) einspeisende Nachspeise-Einrichtung für Hydraulik-Flüssigkeit vorgesehen ist.