DE3111087C2

DE3111087C2 - Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge

Info

Publication number: DE3111087C2
Application number: DE3111087A
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl.-Ing. Dr. 8183 Keuth-Scherfen Schelle
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2001-03-21
Also published as: DE3111087C3; DE3111087A1; US4449475A

Abstract

Die Räder (1) des Eisenbahnfahrzeuges sind einzeln angeordnet, federnd abgestützt und um eine zur Raddrehachse (2) und Fahrzeuglängsachse (12) im wesentlichen senkrechten Achse (7) verschwenkbar, welche außerhalb des Rades (1) auf dessen der mittleren Fahrzeuglängsachse (12) abgewandter Seite verläuft. Zur Kompensation von unerwünschten Drehmomenten um die Schwenkachsen (7), insbesondere aufgrund unterschiedlicher Laufwiderstände der Räder (1) bzw. Brems- bzw. gegebenenfalls Antriebskräfte an den Rädern (1), sind die beiden Räder (1) jedes ein und derselben Fahrzeugquerebene zugeordneten Radpaares (1Δ) des Eisenbahnfahrzeugs durch ein mechanisches oder hydraulisches Gestänge (15) miteinander gekoppelt und/oder mit einem mechanischen, hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Schwenkantrieb (20; 21) verbunden, welcher entsprechend der jeweiligen Brems- bzw. Antriebskraft am zugehörigen Rad (1) auf letzteres in entgegengesetztem Schwenksinne einwirkt. Vorzugsweise ist ein Rad (1) eines solchen Radpaares (1Δ) mit einem Rad (1) eines zweiten solchen Radpaares (1Δ) durch ein Gestänge (15Δ) gekoppelt.

Description

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rad (1) jedes Radpaares (1') durch ein Gestänge (15') mit einem Rad (1) eines anderen Radpaares (V) zur zusätzlichen Laufstabilisierung gekoppelt ist

3. Anord.-. jng nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (15') zwei derselben Fahrzeugseite zugeordnete Räder (1) der beiden Radpaare (V) miteinander koppelt und an den beiden Enden (15") jeweils auf der der Fahrzeuglängsachse (12) zugewandten bzw. abgewandten Seite der Schwenkachse (7) des jeweiligen Rades (1) angelenkt ist

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (15') zwei verschiedenen Fahrzeugseiten zugeordnete Räder (1) der beiden Radpaare (V) miteinander koppelt und an den beiden Enden (15") jeweils auf der der Fahrzeuglängsachse (12) zugewandten oder abgewandten Seite der Schwenkachse (7) des jeweiligen Rades (1) angelenkt ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (15') längenveränderlich ausgebildet und mit einer Feder (16') versehen ist, welche das Gestänge (15') in Richtung auf die zur Fahrzeuglängsachse (12) parallele Normalstellung der angeschlossenen Räder (1) belastet.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (15') mit einer Dämpfungseinrichtung (16") versehen ist.

7. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die beiden Räder jedes derselben Fahrzeugquerebene zugeordneten Radpaares durch so ein Gestänge miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (15) mit einer Dämpfungseinrichtung (16) versehen ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (15) mit einer Feder versehen ist, welche das Gestänge (15) in Richtung auf die zur Fahrzeuglängsachse (12) parallele Normalstellung der angeschlossenen Räder (1) belastet.

9. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die beiden Räder jedes derselben Fahrzeugquerebene zugeordneten Radpaares jeweils mit mindestens einem Schwenkantrieb verbunden sind, dadurch gekennzeichnet daß der Schwenkantrieb (20 bzw. 21) an einen Bremskraft- oder Bremsmomentaufnehmer (Gestänge 23) bzw. an einen Antriebskraft- oder Antriebsmomentaufnehmer (30) des zugehörigen Rades (1) angeschlossen ist

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb (20 bzw. 21) an ein die Haltekraft für die Bremsbacken (25) der Bremse des zugehörigen Rades (1) aufnehmendes Gestänge (23) bzw. an eine Spreizgabel (31) angeschlossen ist, welche an einer das Antriebsmoment für das zugehörige Rad (1) übertragenden Welle (34) vorgesehen und mittels einer in dieser Welle (34) angeordneten Schraubhülse (33) entsprechend dem jeweils übertragenen Radantriebsmoment verstellbar ist

11. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die beiden Räder jedes derselben Fahrzeugquerebene zugeordneten Radpaares durch ein Gestänge miteinander gekoppelt und jeweils mit mindestens einem Schwenkantrieb verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (15) und der Schwenkantrieb (20 bzw. 21) jedes Rades (1) über einen Verteiler (41) auf das jeweilige Rad (1) einwirken, welcher einen Waagebalken (43) mit zur Einstellung des gegenseitigen Verhältnisses der vom Gestänge (15) und vom Schwenkantrieb (20 bzw. 21) bewirkten Kräfte für das Radschwenken verstellbarer Drehachse aufweist

12. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (7) jedes Rades (1) gegenüber der zur Raddrehachse (2) und Fahrzeuglängsachse (12) senkrechten Geraden geringfügig um den Winke! (a) nach außen geneigt ist

13. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (7) jedes Rades (1) mk einem Nachlaufwinkel (/5) angeordnet ist, wobei die Schwenkachse (7) für jede Fahrtrichtung (Fbzvf. F') auf den zugehörigen Nachlaufwinkel (ß) umstellbar ist.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (7) mittels eines Fahrtrichtungssensors (52) und eines nachgeschalteten Stellantriebs (51) automatisch umstellbar ist

15. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die beiden Räder jedes derselben Fahrzeugquerebene zugeordneten Radpaares jeweils mit einem Schwenkantrieb verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb durch eine vorzugsweise elektrische oder elektronische Steuerschaltung ansteuerbar ist, welche mit den Ausgangssignaien von Sensoren zur Schienenabtastung bzw. zur Radabtastung beaufschlagbar ist und an den Schwenkantrieb ein Steuersignal zur Einstellung des jeweiligen Rades (H) um dessen Schwenkachse (7) entsprechend dem jeweiligen tatsächlichen Schienenverlauf abgibt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge, wobei jedes einzelne Rad

des Fahrzeugs federnd abgestützt und um eine zur Raddrehachse und Fahrzeuglängsachse im wesentlichen senkrechte Achse verschwenkbar ist

Es ist zwar bekannt, bei Eisenbahnfahrzeugen die Räder jeweils einzeln aufzuhängen bzw. anzuordnen, jedoch haben sich diese Vorschläge nicht in der Praxis durchzusetzen vermocht Nach wie vor werden in der Regel jeweils starr oder pendelnd gelagerte Radsätze bzw. mit Radsätzen versehene Drehgestelle verwendet wobei es insbesondere als nachteilig anzusehen ist, daß bei den starr gelagerten Radsätzen während Kurvenfahrten des damit jeweils versehenen Eisenbahnfahrzeugs die Gefahr eines Verklemmens der Räder mit den Schienen und Hochlaufens der Räder an den Schienen besteht, daß bei den pendelnd gelagerten Radsätzen während der Fahrt des damit jeweils versehenen Eisenbahnfahrzeugs die Räder zum Flattern neigen und gleichfalls an den Schienen hochlaufen können, und daß bei den Drehgestellen nicht nur deren eigenes Gewicht stets mittransportiert werden muß, sondern auch der Aufbau bzw. Wagenkasten des damit jeweils versehenen Eisenbahnfahrzeugs ein verhältnismäßig hohes, an sich gar nicht erforderliches Gewicht haben muß, um für jedes der mindestens acht Räder immer die zur Verhinderung eines »Raushüpfens« aus den Schienen erforderliche Mindestradlast von beispielsweise 2,5 to zu gewährleisten. Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß die Drehgestelle Platz zwischen den Radsätzen und dem Aufbau bzw. Wagenkasten des jeweiligen Eisenbahnfahrzeugs benötigen und daher dessen Boden nicht unterhalb einer bestimmten Mindesthöhe angeordnet werden kann.

Bei Gliederzügen ist es bekannt, die von der Lokomotive bzw. dem Triebwagen gezogenen Eisenbahnwagen mit sogenannten Lenkachsen zu versehen, welche jeweils eine Art Deichsel aufweisen und durch dieselbe mit der benachbarten, in Fahrtrichtung vorne liegenden Lenkachse verbunden sind, allerdings mit Ausnahme der vordersten Lenkachse des Gliederzuges, welche an ein Drehgestell gekoppelt werden muß. Der Gliederzug bzw. dessen Eisenbahnwagen können nur in einer Richtung fahren, nämlich derjenigen, in welcher sich die erwähnten Deichseln von den Lenkachsen weg erstrekken. Auch ist das Durchfahren von S-Schienenbögen schwierig. Im übrigen ist es bekannt, bei solchen Lenkachsen die beiden Räder einzeln aufzuhängen bzw. anzuordnen, und zwar in einem umgebenden Gehäuse mit entgegen der Wirkung einer Federbelastung senkrecht verschiebbarer Radachse, wie beispielsweise beim sogenannten »TALGO«-Gliederzug der Fall.

Bei den erwähnten, verhältnismäßig alten Vorschlägen zur einze'nen Aufhängung bzw. Anordnung der Räder von Eisenbahnfahrzeugen, welche sich in der Praxis nicht durchzusetzen vermocht haben, ist jedes einzelne Rad des Fahrzeugs federnd abgestützt und um eine zur Raddrehachse und Fahrzeuglängsachse senkrechte Achse verschwenkbar, nämlich um die durch die Mitte der Radebene gehende, am Radaufstandpunkt auf der jeweiligen Schiene senkrecht stehende Achse. Dazu sind unterschiedliche Ausgestaltungen getroffen. Beispielsweise hat man den gesamten, gabelförmigen Radträger, in dessen beiden Schenkeln die beiden Achsbüchsen für die drehbare Lagerung der beiden Achsstummel des Rades entgegen der Wirkung zweier jeweils mit den beiden Enden an der oberen Grundplatte des Radträgers aufgehängter und in der Mitte auf der zugehörigen Achsbüchse aufliegender Blattfedern senkrecht beweglich geführt sind, am Untergesteürahmen des jeweiligen Eisenbahnwagens drehbar gelagert und die beiden auf der einen Eisenbahnwagenseite befindlichen Radträger durch eine federnde Verbindungsstange zur Rückführung der beiden Räder in die zur Eisenbahnwagenlängsachse parallele Normalstellung nach dem Durchfahren eines Schienenbogens miteinander verbunden, ebenso wie die beiden verschwenkbaren Radträger an der anderen Seite des Eisenbahnwagens. Zweck dieser Konstruktion ist es, die bei starren Radsätzen beobachteten

ίο Achsbrüche zu vermeiden (DE-PS 1 140). Bei einer anderen bekannten Konstruktion ist zur Ermöglichung einer selbsttätigen Radialeinstellung der einzeln aufgehängten bzw. angeordneten Räder von Eisenbahnfahrzeugen zwischen dem jeweiligen, gabelförmigen Radträger und den beiden Drehlagern für die beiden Achsstummel des zugehörigen Rades eine Jochanordnung vorgesehen, welche in den beiden Schenkeln des Radträgers nicht nur senkrecht verschiebbar, sondern auch geringfügig drehbar gelagert ist, wobei zwischen dem Radträger und der Jochanordnung mehrere Tragfedern vorhanden sind, welche sich auf einer "edertragplatte abstützen, der gegenüber die JochanoruiiuTig sich drehen kann (DE-PS 2 19 648).
Schließlich sind sogenannte Lenkgestelle für Schienenfahrzeuge, insbesondere Straßenbahnen, bekannt, welche nvt einem Satz von zwei Rädern oder nach Art eines Drehgestells mit zwei Sätzen zu je zwei Rädern versehen sind, die einzeln federnd abgestützt und für Kurvenfahrten verschwenkbar angeordnet sind, wobei besondere Maßnahmen getroffen sind, um bei Lenkausschlägen des Radpaares bzw. der beiden Radpaare die Spurweite beizubehalten. Dazu sind zwei Schwenkrahmen vorgesehen, welche in einem sich über Blattfedern am Untergestell des jeweiligen Schienenfahrzeugs abstützenden Lenkgestellrahmen jeweils um eine zu dessen Ebene senkrechte Achse verschwenkbar geführt sind und jeweils einen bzw. zwei Radträger aufweisen. Die Radträger für jeweils ein Rad sind jeweils bezüglich des zugehörigen Schwenkrahmens senkrecht beweglich und am Schwenkrahmen federnd abgestützt Die beiden Schwenkrahmen sind durch zwei Diagonalgestänge miteinander gekoppelt, welche außerdem im mittleren Bereich zwischen den beiden Schwenkrahmen an den Lenkgestellrahmen angelenkt sind. Die beiden Diagonalgestänge sind in die Symmetriestellung federbelastet, in welcher sich die Räder des Lenkgestells parallel zu dessen mittlerer Querachse und somit zur Längsachse des mit dem Lenkgestell jeweils versehenen Schienenfahrzeuges erstrecken. Zusätzlich zu der oder den Fedem kann auch eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen sein. Diese bekannten Lenkgestelle sind nur für Straßenbahnen sinnvoll und für Eisenbahnfahrzeuge bedeutungslos, weil nur Straßenbahngleise in so engen Bögen verhgt werden, daß sich beim Durchfahren derselben bei einzeln aufgehängten bzw. angeordneten Rädern mit festem Abstand eier beiden Schwenkachsen- derselben eine unzulässige Spurweitenminderung ergibt. Dieses kann bei Eisenbahnfahrzeugen nicht geschehen, weil Eisenbahngleise nur in sehr viel größeren Bögen verlegt werden. Während Straßenbahngieise Bögen mit einem Krümmungsradius bis herunter zu 15 m aufweisen können, wird bei Eisenbahngleisbögen ein Mindestkrümmungsradius von 75 m nicht unterschritten (DE-PS 5 35 364 und 5 64 512).

Ebenfalls bei Straßenbahnen mit einzeln aufgehängten bzw. angeordneten und angetriebenen Rädern ist es bekannt, für jedes Rad eine Parallelführung vorzusehen und das auch den Radantrieb umschließende Radgehäu-

se mittels dreier zueinander paralleler Kugellenker mit dem Wagenkasten zu verbinden, welcher sich über Tragfedern auf dem Radgehäus« abstützt. Das Radgehäuse weist Anschläge auf, welche mit Gegenanschlägen am Wagenkasten zusammenwirken, um Relativbewegungen in Richtung der Fahrzeuglängsachse auf ein bestimmtes Ausmaß zu begrenzen. Ein beim Anfahren oder beim Bremsen auftretendes; Moment wird von der einen bzw. der anderen der beiden beiderseits des Radgehäuses angeordneten Tragfedern aufgenommen, wobei die Kugellenker ein Drehen des Radgehäuses in den zulässigen Grenzen erlauben (DE-PS 5 59 638).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge der eingangs angegebenen Gattung zu schaffen, welche stets einen einwandfreien Lauf aller Räder des jeweiligen Fahrzeugs gewährleistet, insbesondere auch beim Durchfahren einer einfachen Schienenkurve oder eines S-Gleisbogens, bei unterschiedlichen Laufwiderständen der Räder, bei unterschiedlichen Bremsmomenten an den Rädem und bei unterschiedlichen Antriebsmomenten an angetriebenen Rädern.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäß ausgebildeten Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ermöglicht nunmehr die Verwirklichung aller Vorteile, welche mit der einzelnen Aufhängung bzw. Anordnung der Räder von Eisenbahnfahrzeugen verbunden sind. So fallen die oben angegebenen Nachteile starr bzw. pendelnd gelagerter Radsätze weg, ebenso wie diejenigen von Drehgestellen und Lenkachsen. Das Fahrzeuggewiclit kann verhältnismäßig niedrig gehalten werden, und der Fahrzeugboden kann relativ tief angeordnet werden, so daß ein größerer Laderaum und ein reduziertes Umgrenzungsprofil mit entsprechend verringertem Luftwiderstund möglich werden. Gegenüber Eisenbahnfahrzeugen mit Drehgestellen sind nur vier statt mindestens acht Räder erforderlich. Die ungefederten Massen an jedem Rad sind kleiner, so daß kleinere Räder verwendet werden können, weil der im Hinblick darauf für einen guten Lauf erforderliche Mindestabdruck entsprechend kleiner ist.

Nachstehend sind Ausführun.gsformen der erfindungsgemäß ausgebildeten Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt schematisch

F3g. 1 die Ansicht in Fahrzeuglängsrichtung eines Rades eines Eisenbahnfahrzeugs und dessen Anordnung am Fahrzeug, wobei das Rad sich in der Normalstellung befindet, also die Radebene parallel zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet ist, wie bei Geradausfahrt des Eisenbahnfahrzeugs der Fall;

F i g. 2 die Draufsicht auf die beiden Räder eines derselben Fahrzeugquerebene zugeordneten Radpaares eines Eisenbahnfahrzeugs, welche jeweils gemäß F i g. 1 angeordnet sind und sich in der e:rwähnten Normalstellung befinden, wobei eine gegenseitige Kopplung der Räder und Maßnahmen zur Berücksichtigung der beim Bremsen an den Rädern auftretenden Bremskräfte bzw. Bremsmomente veranschaulicht und Maßnahmen zur Berücksichtigung der bei angetriebenen Rädern auftretenden Antriebskräfte bzw. Antriebsmomente angedeutet sind, ferner eine Kopplung eines der Räder des Radpaares mit einem Rad des zweiten, einer anderen Fahrzeugquerebene zugeordneten Radpaares des Eisenbahnfahrzeugs;

Fig.3 einen verstellbaren Verteiler für die Anordnung gemäß F i g. 2; und

F i g. 4 das Rad gemäß F i g. 1 in der Ansicht in Richtung des Pfeiles IV, wobei Maßnahmen zur Umstellung der Schwenkachse des Rades zur Gewährleistung eines bestimmten Nachlaufwinkels in jeder der beiden möglichen Fahrtrichtungen wiedergegeben sind.

Gemäß F i g. 1 ist jedes Rad 1 eines Eisenbahnfahrzeugs auf einer Achse 2 drehbar gelagert, auf welcher sich eine gegebenenfalls gedämpfte Tragfeder 3 abstützt. Die Tragfeder 3 ist von einem Federgehäuse 4 umschlossen, welches an einem Achsschenkelbolzen 5 vorgesehen ist. Der Achsschenkelbolzen 5 stützt sich über das Federgehäuse 4 und die Tragfeder 3 auf der Achse 2 ab, welche er formschlüssig umgreift und hält Auf dem Achsschenkelbolzen 5 liegt der Fahrgestellbzw. Ur.tergestellrahmen 6 des Eisenbahnfahrzeugs auf, in welchem der Achsschenkelbolzen 5 um seine Längsachse 7 drehbar gelagert ist.

Die ungefederten Massen sind bei dieser Ausgestaltung nur gering. Statt der dabei vorgesehenen, fliegenden Lagerung des Rades 1 ist auch eine Gabellagerung möglich, ebenso wie statt der drehbaren Lagerung des Rades 1 auf der zapfenförmigen Achse 2 das Rad t mit einem oder mit zwei Achsstummeln zur drehbaren Lagerung versehen werden kann.

Das Rad 1 ist also um die Achse 7 bezüglich des Fahrgestell- bzw. Untergestellrahmens 6 verschwenkbar, um aann, wenn das Eisenbahnfahrzeug eine Kurve bzw. einen Gleisbogen durchfährt, entsprechend aus der in F i g. 1 dargestellten Normalstellung zu schwenken. Die Schwenkachse (Achse 7) des Rades 1 ist außerhalb desselben angeordnet, also auf der der senkrechten, mittleren Fahrzeuglängsebene abgewandten Seite des Rades 1. Sie verläuft im dargestellten Fall annähernd senkrecht zur Fahrzeuglängsachse und zur Raddrehachse, nämlich der Längsachse der Achse 2, kann jedoch gegenüber dieser scn^rcCntcn v-fnentierüng geringfügig um den Winkel λ auch nach außen geneigt sein, wie in F i g. 1 mit strichpunktierter Linie angedeutet. Dadurch, daß die in einer Fahrzeugquerebene verlaufende Schwenkachse (Achse 7) die Ebene 8, welche durch die Oberkanten der Schienen 9 definiert ist, auf denen das Eisenbahnfahrzeug läuft, außerhalb des Aufstandpunkts 10 des Rades 1 auf der zugehörigen Schiene 9 durchstößt, nämlich im Punkt 11, ergibt sich bei einer Kurvenfahrt des Eisenbahnfahrzeuges ein gewisses Drehmoment um die Schwenkachse 7, so daß das Rad 1 sich entsprechend dem Krümmungsradius des jeweils durchfahrenen Gleisbogens um die Schwenkachse 7 drehl und einstellt, und zwar idealerweise so, daß dip Raddrehachse, also die Längsachse der Achse 2 des Rades 1 radial zum Gleisbogen verläuft, d. h. zum Gleisbogenmittelpunkt hin gerichtet ist Auch bei quer geneigter Achse 2 bewirken radiale Kräfte auf das Rad 1 dessen radiale Einstellung entsprechend dem jeweiligen Gleisbogen. Die Neigung der Schwenkachse 7 um den Winkel λ ergibt eine gewisse Rückstellwirkung für das Rad 1 in dessen erwähnte Normalstellung.

Gemäß F i g. 2 sind die beiden Räder 1 des derselben Querebene des Eisenbahnfahrzeugs mit der mittlerer Längsachse 12 zugeordneten Radpaares Γ jeweils mittels eines Winkelhebels 13 um die jeweilige Schwenkachse 7 in Richtung des Doppelpfeiles 14 verstellbar Die beiden Winkelhebel 13 sind an ihren freien Enden mitteis eines mechanischen oder hydraulischen Gestänges 15 miteinander gekoppelt, welches eine Dämpfungseinrichtung 16 zur Verhinderung unerwünschter

Schwingungen sowie gegebenenfalls eine Feder aufweisen kann, welche das Gestänge 15 in Richtung auf die erwähnte Normalstellung der Räder 1 belastet. Beispielsweise kann als Gestänge 15 ein Bowdenzug verwendet werden. Auf diese Weise werden Kräfte, welche auf die beiden Räder 1 während der Fahrt einwirken und unerwünschte Drehmomente um die Schwenkachsen 7 erzeugen können, wie beispielsweise aus dem jeweiligen Laufwiderstand der Räder 1 bei Fahrt in Richtung des Pfeiles F resultierende Kräfte 17, durch die spurstangenähnliche Koppelung der beiden Räder 1 miteinander kompensiert.

Auch werden auf die Räder 1 einwirkende Bremskräfte und daraus resultierende, unerwünschte Drehmomente um die Schwenkachsen 7 sowie bei angetriebenen Rädern 1 auf diese einwirkende Antriebskräfte und daraus resultierende, unerwünschte Drehmomente um die Schwenkachsen 7 kompensiert, jedoch müssen zur Berücksichtigung unterschiedlicher Bremskräfte bzw. Antriebskräfte an den beiden Rädern 1 besondere Maßnahmen getroffen werden, um zu verhindern, daß sie durch die entsprechenden Drehmomente um die Schwenkachsen 7 aus der jeweiligen Sollstellung herausgedreht werden.

Dazu ist jedes Rad 1 mit einem mechanischen, hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Schwenkantrieb 20 bzw. 21 verbunden, welcher entsprechend der jeweils auf das zugehörige Rad 1 einwirkenden Bremsbzw. Antriebskraft auf dieses Rad 1 in entgegengesetztem Schwenksinne einwirkt. Gemäß F i g. 2 weist jeder Schwenkantrieb 20 einen zweiarmigen Schwenkhebel 22, welcher an ein Gestänge 23 angelenkt ist, und einen Bowdenzug 24 auf. Der Schwenkhebel 22 ist einerseits mit dem Gestänge 23 und andererseits mit dem Bowdenzug 24 verbunden. Das Gestänge 23 nimmt die Haltekraft für die Bremsklötze oder Bremsbacken 25 der Bremse des jeweiligen Rades 1 auf, wenn diese beim Bremsen durch einen Bremszylinder 26 über ein nicht dargestelltes Gestänge mit einer Bremskraft 27 beaufschlagt werden, so daß am jeweiligen Rad 1 eine Reiboder Bremskraft 28 sich ergibt, welche ein zusätzliches Drehmoment um die jeweilige Schwenkachse 7 zur Folge hat. Der Bowdenzug 24 ist an dem dem Schwenkhebel 22 abgewandten Ende mit mit dem freien Ende des Winkelhebels 13 des zugehörigen Rades 1 verbunden.

Jeder Schwenkantrieb 21, welcher erwähntermaßen nur dann vorgesehen zu sein braucht, wenn die Räder 1 des Radpaares Γ angetrieben sind, und daher in Fig.2 strichpunktiert angedeutet ist, umfaßt im dargestellten Fall neben dem Bowdenzug 24 einen Bowdenzug 29, welcher an einen Antriebskraft- oder Antriebsmomentaufnehmer 30 angeschlossen ist, wobei der Bowdenzug 29 am anderen Ende mit dem Schwenkhebel 22 an dem Schwenkhebelende verbunden ist, an welchem auch der Bowdenzug 24 angreift Der Antriebskraft- oder Antriebsmomentaufnehmer 30 weist eine Spreizgabel 31 zur Betätigung des Bowdenzuges 29 auf, deren beide Schenkel 31' in Richtung des Pfeiles 32 auseinanderbeweglich sind, und zwar mittels einer Schraubhülse 33. Diese ist an einer Welle 34 vorgesehen, welche das jeweilige Antriebsmoment zum zugehörigen Rad 1 überträgt Die Schraubhülse 33 ist einerseits mit einem Abschnitt 34' der Welle 34 drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden, andererseits mit einer inneren Schrägverzahnung 35 versehen, weiche in eine entsprechende, äußere Schrägverzahnung 35 eines zweiten Abschnitts 34" der Welle 34 eingreift Mit ihren beiden Schenkeln 31' umgreift die Spreizgabel 31 zwei Ringbunde 36 und 37 des Wellenabschnitts 34" bzw. der Schraubhülse 33, z. B. unter Zwischenschaltung jeweils eines geeigneten Lagers. Je nach dem durch die Welle 34 übertragenen Radantriebsmoment wird also die mit der Welle 34 um· laufende Schraubhülse 33 auf der Welle 34 axial verstellt, dementsprechend auch die Schenkel 3Γ der Spreizgabel 31 mit Hilfe der Ringbunde 36 und 37, um über die Bowdenzüge 29 und 24 den Winkelhebel 13 des zugehörigen Rades 1 zu beaufschlagen.

ίο Naturgemäß brauchen nur gebremste Räder 1 jeweils mit einem Schwenkantrieb 20 und nur angetriebene Räder 1 jeweils mit einem Schwenkantrieb 21 versehen zu werden und auch nur dann, wenn erhöhte Anforderungen bezüglich des genauen Laufes der Räder 1 gestellt werden, weil andernfalls die durch das Gestänge 15 bewirkte Kompensation unterschiedlicher Krafteinwirkungen auf die beiden Räder 1 des Radpaares Γ ausreichen dürfte. Andererseits könnte unter Umständen das Gestänge 15 dann wegfallen, -.venn die beiden Räder 1 jeweils mit einem Schwenkanirieb 30 und/oder einem Schwenkantrieb 21 zur Kompensation der beim Bremsen bzw. Antrieb auf jedes Rad 1 einwirkenden Bremskraft 28 bzw. einer Antriebskraft 38 und des daraus resultierenden Drehmoments 39 bzw. 40 um die jeweilige Schwenkachse 7 versehen sind.

Statt der dargestellten, bremskraft- bzw. antriebsmomentgesteuerten Schwenkantriebe 20 und 21 kann auch mit einer Abtastung der Schienen 9 und der Räder 1, Ist/Soll-Vergleich, beispielsweise auf elektrischem oder elektronischem Wege, und dem jeweiligen Vergleichsergebnis entsprechender, mechanischer, hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Betätigung der Räder 1 des Radpaares Γ zu deren Verschwenkung um die beiden Schwenkachsen 7 gemäß dem tatsächlichen Schienenverlauf gearbeitet werden, auf welche Weise auch die Funktion des Gestänges 15 verwirklicht werden könnte. Hinzuweisen ist auch darauf, daß für die Bowdenzüge 24 und/oder die Bowdenzüge 29 jeweils eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen werden kann, falls erforderlich.

Gemäß F i g. 2 greifen jeder Bowdenzug 24 und das Gestänge 15 an einem Ende unmittelbar am freien Ende des zugehörigen Winkelhebels 13 an, um auf das entsprechende Rad 1 des Radpaares 1' einzuwirken. Nach Fig.3 kann an dieser Stelle jedoch ein verstellbarer Verteiler 41 vorgesehen werden, welcher einen Waagebalken 43 mit in Richtung des Pfeiles 42 verstellbarer Drehachse aufweist, so daß die vom Gestänge 15 und vom Bowdenzug 24 bewirkten Kräfte hinsichtlich ihres

so gegenseitigen Verhältnisses beim Einwirken auf den jeweiligen Winkelhebel 13 für das Verschwenken des zugehörigen Rades 1 eingestellt werden können, um durch diese Kraftverteilung einen optimalen Spurlauf der Räder 1 zu erzielen.

Zur Erhöhung der Laufstabilität der Räder 1 kann ein Rad 1 des Radpaares Γ mit einem Rad 1 des zweiten, ebenfalls ein- und derselben Fahrzeugquerebene zugeordneten Radpaares Γ des Eisenbahnfahrzeugs gekoppelt werden, wie in F i g. 2 gestrichelt angedeutet Dort sind diese beiden derselben Fahrzeugseite zugeordneten Räder 1 durch ein Gestänge 15' miteinander verbunden, welches längenveränderlich sowie mit einer vorgespannten Feder 16' und gegebenenfalls mit einer Dämpfungseinrichtung 16" versehen ist und mit den beiden Enden 15" auf verschiedenen Seiten der Schwenkachsen 7 an den beiden Winkelhebe'n 13' der beiden Räder 1 zu deren Verschwenkung angreift Die Feder 16' spannt das Gestänge 15' in die Stellung vor, in welcher

' : die beiden Räder 1 der Radpaare Γ die Normalstellung

■!{ einnehmen, also parallel zur Fahrzeuglängsachse 12

ausgerichtet sind, wie dargestellt. Statt dessen können mittels des Gestänges 15' auch zwei verschiedenen Fahrzeugseiten zugeordnete Räder 1 der beiden Rad- ^;: paare Γ miteinander gekoppelt werden, wobei das Ge-

,: stange 15' dann an den beiden Enden 15" nicht jeweils

auf der der Fahrzeuglängsachse 12 zugewandten bzw. '·.-'■ angewandten Seite der Schwenkachse 7 des jeweiligen

'':'■'■ Rades 1 angelenkt werden, wie in F i g. 2 veranschau-

>;. licht, sondern mit den beiden Enden 15" entweder auf

^B der der Fahrzeuglängsachse 12 zugewandten Seite oder

auf der der Fahrzeuglängsachse 12 abgewandten Seite der Schwenkachsen 7 der beiden gekoppelten Räder 1.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die Räder !jeweils mit einem bestimmten Nachlauf angeordnet, und zwar ist : die jeweilige Schwenkachse 7 mit einem Nachlaufwinkel β gegenüber der durch den Aufstandpunkt 10 des jeweiligen Rades 1 auf der zugehörigen Schiene 9 ge-

IIV»IIU\»tl UIIU UlV I\UUUI t.tlW.II4k CfZ.**. UIW LMIIIgJUWlIJb UW L\J

Achse 2 des Rades 1 enthaltenden, senkrechten Ebene 50 geneigt. Da das Eisenbahnfahrzeug sowohl vorwärts ,':.:■ in Richtung des Pfeiles FaIs auch in entgegengesetzter

Richtung rückwärts laufen können muß, ist es für den letzteren Fall erforderlich, die Schwenkachse 7 in die in :' F i g. 5 gestrichelt wiedergegebene Stellung umstellen

zu können. Dazu ist ein entsprechender Stellantrieb 51 vorgesehen, welcher von einem Fahrtrichtungssensor

Λ 52 angesteuert wird, um die Schwenkachse 7 automa-

^s ■ tisch in die der jeweiligen Fahrtrichtung F bzw. F'ent-

sprechende Stellung zur Gewährleistung jeweils des Nachlaufwinkels/?zu bringen, welche in Fig.4 mit ausgezogenen Linien bzw. gestrichelt wiedergegeben ist. Der Fahrtrichtungssensor 52 kann aus einem mit dem ■ Rad 1 umlaufenden Steuerkonus 53 mit Schaltern 54

und 55 sowie einer gegenüber dem Steuerkonus 53 geringfügig verdrehbaren und axial verschiebbaren Trägheitsscheibe 56 bestehen, weiche durch eine Feder 57 ■■■': mit einem Schaltkopf 58 in den Steuerkonus 53 hineingedrückt wird. Je nach Drehrichtung des Steuerkonus

53 um die Achse 59 bleibt die Trägheitsscheibe 56 in der einen oder anderen Richtung zurück, um den Schalter

54 oder 55 zu betätigen und den Stellantrieb 51 entspre- :; chend anzusteuern.

Ά

: Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

;"^:

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65

Claims

Patentansprüche:

1. Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge, wobei jedes einzelne Rad des Fahrzeugs federnd abgestützt und um eine zur Raddrehachse und Fahrzeuglängsachse im wesentlichen senkrechte Achse verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

10

a) die Schwenkachse (Achse 7) jedes Rades (1) außerhalb desselben auf der der mittleren Fahrzeuglängsachse (12) abgewandten Seite angeordnet ist, und

b) die beiden Räder (1) jedes derselben Fahrzeug- ι j querebene zugeordneten Radpaares (V) zur Kompensation von unerwünschten Drehmomenten um jede der beiden Schwenkachsen (Achse 7) durch ein Gestänge (15) miteinander gekoppelt und/oder jeweils mit mindestens einem Schwenkantrieb (20 bzw. 21) verbunden sind, weicher entsprechend der am zugehörigen Rad (1) jeweils angreifenden Brems- bzw. Antriebskraft auf dasselbe in entgegengesetztem Schwenksinne einwirkt.