DE3334161C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für Schienenfahrzeuge gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Steuervorrichtung ist aus der sich mit lenkbaren Einzelrädern von Schienenfahrzeugen befassenden DE-Druckschrift 31 11 087 A1 bekannt. Die bekannte Steuervorrichtung gemäß Fig. 4 dieser Druckschrift benötigt zum Verstellen der Schwenkachse in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Fahrzeugrades Fremdenergie, die von einem Fahrtrichtungssensor gesteuert einem Stellantrieb zum Verstellen der in einer Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden, vertikalen Ebene schwenkbar angeordneten Schwenkachse zuzuführen ist. Diese Steuervorrichtung ist jedoch nur bei vorhandener Fremdenergie betriebsfähig, bei Ausfall dieser Fremdenergie fällt auch die Steuervorrichtung aus und es können sich kritische Fahrzustände für das Schienenfahrzeug ergeben. Weiterhin ist die bekannte Steuervorrichtung nur für nicht angetriebene Fahrzeugräder geeignet, bei angetriebenen Fahrzeugrädern kann die Steuervorrichtung ungünstige Lagen der Schwenkachse einsteuern.

Aus der DE-Druckschrift 24 19 989 A1 ist es für Schienenfahrzeuge mit in axialer Richtung beweglichen Radsätzen, also jeweils zwei starr durch eine Welle verbundenen Rädern, bekannt, die Radsätze nahe ihrer beiden axialen Enden durch entgegengesetzt schräg zur Fahrzeuglängsrichtung geneigt verlaufende Lenkhebel am Fahrzeug- bzw. Drehgestellrahmen anzulenken. Hierdurch ergibt sich bei Querverschiebung der Radsätze eine Drehung dieser Radsätze um eine virtuelle Vertikalachse.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche zumindest den ersterwähnten Mangel der bekannten Steuervorrichtung vermeidet, welche also nicht durch Unterbrechungen von irgendwelchen Energieversorgungen ausfallen kann.

Dieses Aufgabe wird für eine Steuervorrichtung der erwähnten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Steuervorrichtung arbeitet somit nur in Abhängigkeit von Kräften und/oder Bewegungen, welche bei Fahrbewegungen des Fahrzeuges zwangsweise auftreten und nicht ausfallen können; ein Ausfallen der Steuervorrichtung durch Ausfall einer Energieversorgung ist damit ausgeschlossen.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Möglichkeiten zum Ausgestalten einer nach Patentanspruch 1 ausgebildeten Steuervorrichtung aufgezeigt.

Anhand der Zeichnungen

Fig. 1 bis 3 wird der an sich bekannte Zweck der Steuervorrichtung erläutert; die

Fig. 4 bis 11 zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele für die Steuervorrichtung.

Bei Fahrzeugen kann es zweckmäßig sein, die Schwenkachse 1 für ein Fahrzeugrad 2 so anzuordnen, daß ihre Verlängerung die Radaufstandsebene bzw. Fahrbahn 3 nicht im Radaufstandspunkt A, sondern einem davon in einer gewissen Entfernung liegenden Punkt P schneidet, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Schwenkachse kann dabei gemäß Fig. 1 senkrecht oder gemäß Fig. 2 zur Senkrechten geneigt verlaufen. Am Radumfang wirkt im Radaufstandpunkt A eine Reibkraft R. Bei einem nicht angetriebenen Fahrzeugrad 2 in Fahrtrichtung F₂ wirkt gemäß Fig. 1 die Reibkraft R₁, bei entgegengesetzter Fahrtrichtung in Pfeilrichtung F₁ die entgegengesetzt gerichtete Reibkraft R₂. Für die Fahrtrichtung F₂ ist das Fahrzeugrad 2 gemäß Fig. 1 als nachlaufendes Fahrzeugrad, für die Fahrtrichtung F₁ als vorlaufendes Fahrzeugrad zu bezeichnen. Bei den Anordnungen nach Fig. 1 und 2 ist die Schwenkachse 1 jeweils in nicht näher zu erläuternder Weise drehbar an Lagerstellen 4 und 5 am nicht gezeigten Fahrzeugrahmen gelagert. Wie in der eine schematische Aufsicht darstellenden Fig. 3 angedeutet, können an der Schwenkachse 1 vom Fahrzeugrahmen über die Lagerstellen 4 und 5 Querkräfte Q eingeleitet werden, welchen die am Radaufstandspunkt A am Fahrzeugrad 2 angreifenden Kräfte Q′ entgegenwirken. Unter den Querkräften Q und Q′ steuert das Fahrzeugrad 2 bei Fahrtrichtung F₁ in eine Richtung, bei der das Fahrzeug der Richtung der Querkräfte Q entgegendreht, während es bei entgegengesetzter Fahrtrichtung in Richtung dieser Querkräfte Q steuert. Ein Übersteuern kann durch geeignete Federung oder ersatzweise Pendelaufhängung des Fahrzeuges, die die gleiche Wirkung wie eine Feder hat, vermieden werden.

Für bestimmte Betriebsverhältnisse, z. B. dem Wechsel vom bremsenden zum antreibenden Fahrzeugrad oder bei Fahrtrichtungswechsel, kann es zweckmäßig sein, die Lage der Schwenkachse 1 automatisch zu verändern. Diese Veränderung kann in Abhängigkeit von der am Umfang des Fahrzeugrades 2 wirkenden Reibkraft R und/oder der Querkräfte Q und/oder Drehbewegungen des Fahrzeugrades 2 um die Schwenkachse 1, wie später zu Fig. 7 beschrieben, und/oder die Drehbewegung des Fahrzeugrades 2 um seine in Fig. 1 bis 3 und 6 bezeichnete Achse erfolgen. Das Grundprinzip der automatischen Anpassung der Lage der Schwenkachse 1, bezogen zur Lage der Achse 6, besteht darin, das Fahrzeugrad 2 relativ zum Fahrzeugrahmen verschieblich anzuordnen und durch geeignete Koppelglieder mit mindestens einem Lager für die Schwenkachse 1 so zu verbinden, daß die Verschiebung des Fahrzeugrades 2 aufgrund der an diesem angreifenden Kräfte über die Koppelglieder mindestens eine Lagerstelle für die Schwenkachse 1 so verschiebt, daß die gewünschte Änderung der Relativlage der beiden Achsen 1 und 6 zueinander erfolgt. Dabei kann es je nach Fahrzeugauslegung vorteilhaft sein, wenn für das Fahrzeugrad jeweils selbsttätig ein Nachlauf oder ein Vorlauf eingestellt wird, wobei beim Wechsel vom mitlaufenden zum angetriebenen Rad oder bei Fahrtrichtungswechsel jeweils eine Umstellung der Achsenlagen erfolgen muß. Diese Umstellung soll gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches hilfskraftfrei ausschließlich in Abhängigkeit von bei den Fahrbewegungen des Fahrzeuges auftretenden Kräften und/oder Bewegungen erfolgen, konstruktive sind hierzu viele Wege möglich, wovon einige nachfolgend in Ausführungsbeispielen erläutert werden, ohne jedoch andere Ausbildungsmöglichkeiten auszuschließen.

Bei der Anordnung nach Fig. 4 schneiden sich die Achse 6 des Fahrzeugrades 2 und die Schwenkachse 1, an welcher die Achse 6 gehalten ist. Die Schwenkachse 1 erstreckt sich zur Vertikalen geneigt schräg nach oben und ist mittels zur Achse 6 parallelen Drehachsen 7 und 8 an einer unteren Lagerstelle 4 und einer oberen Lagerstelle 5 gehalten. Die Lagerstelle 4 ist in Längsrichtung des Fahrzeuges verschieblich am Fahrzeugrahmen gehalten, die Schwenkachse 1 durchsetzt diese untere Lagerstelle 4 längsverschieblich. Die obere Lagerstelle 5 hält mittels der Drehachse 8 die Schwenkachse 1 in einer vertikalen Längsebene des im übrigen nicht dargestellten Schienenfahrzeuges an dessen Fahrzeugrahmen 9 schwenkbar fest. Bei Fahrtrichtung F₁ hält die Reibkraft R₂ das Fahrzeugrad 2 und die Schwenkachse 1 in den dargestellten Lagen, das Fahrzeugrad 2 ist also nachlaufend. Bei umgekehrter Fahrtrichtung F₂ verlagert sich das Fahrzeugrad 2 unter der Kraft der Reibkraft R₁ relativ zum Fahrzeugrahmen 9 nach rechts und wird somit vom vor- zum nachlaufenden Rad. Die jeweiligen Endstellungen der Schräglage der Schwenkachse 1 können dabei durch nicht dargestellte, mit der Lagerstelle 4 zusammenwirkende Anschläge am Fahrzeugrahmen bestimmt sein. Falls das Fahrzeugrad 2 kein Laufrad, wie vorstehend vorausgesetzt, ist, sondern ein angetriebenes Fahrzeugrad, so stimmen die Fahrtrichtung und die Richtung der Reibkraft R jeweils überein, die Schwenkachse 1 stellt das Fahrzeugrad 2 in diesem Fall jeweils in die vorlaufende Lage ein.

Bei der Ausführung nach Fig. 5, nach welcher sich die Schwenkachse 1 ebenfalls schwenkbar in einer vertikalen Längsebene des Fahrzeuges befindet und sich schräg nach oben erstreckt, ist die untere Lagerstelle 4, wie zur Fig. 4 beschrieben, um eine bestimmte Wegstrecke W_K horizontal verschieblich zum Fahrzeugrahmen 9. Die obere Lagerstelle 5′ ist um eine wesentlich größere Wegstrecke W_G relativ zum Fahrzeugrahmen verschieblich, sie ist an einem längsverschieblichen Hebel 10 etwa mittig angelenkt. Das eine Ende des Hebels 10 ist mittels eines Pendelhebels 11 gegen den Fahrzeugrahmen 9 abgestützt, das andere Ende des Hebels 10 ist an einem Obersetzungshebel 12 angelenkt. Der Pendelhebel 11 und der Übersetzungshebel 12 erstrecken sich etwa parallel zur Schwenkachse 1 schräg nach abwärts. der Übersetzungshebel 12 ist in seinem mittleren Bereich schwenkbar am Fahrzeugrahmen 9 und an seinem unteren Ende über einen horizontalen, längsverschieblichen Hebel 13 am unteren Ende eines weiteren Übersetzungshebels 14, der ebenfalls parallel zur Schwenkachse 1 nach aufwärts verläuft, angelenkt. Der Übersetzungshebel 14 ist in seinem mittleren Bereich am Fahrzeugrahmen 9 und an seinem oberen Ende an einem weiteren waagerechten, längsverschieblichen Hebel 15 angelenkt; das andere Ende des Hebels 15 steht in gelenkiger Verbindung mit der Lagerstelle 4. Die Hebel 11 bis 15 bilden ein Übersetzungsgestänge 16, welches kleine Wegverschiebungen der Lagerstelle 4 relativ zum Fahrzeugrahmen 9 in große Wegverschiebungen der Lagerstelle 5′ übersetzt.

Greift am nicht angetriebenen Fahrzeugrad 2 gemäß Fig. 5 bei Fahrtrichtung F₂ eine Reibkraft R₁ an, so kann sich das Fahrzeugrad 2 aus seiner dargestellten, nachlaufenden Lage vermittels des Übersetzungsgestänges 16 selbsttätig in eine vorlaufende Lage umstellen. Ausgehend von den Voraussetzungen nach Fig. 5 übt die Schwenkachse 1 über die Lagerstelle 4 eine nach rechts gerichtete Druckkraft auf das obere Ende des Übersetzungshebels 14 aus, welcher sich dementsprechend im Uhrzeigersinn zu drehen sucht und dabei den Übersetzungshebel 12 mitnimmt. Der Übersetzungshebel 12 verstellt dabei den Hebel 10 um eine wesentlich größere Wegstrecke nach rechts, als sich der Hebel 15 verschiebt; die Schwenkachse 1 wird dabei unter Durchgang durch eine vertikale Mittelstellung in ihre entgegengesetzte Drehlage gedreht, das Fahrzeugrad 2 gelangt also in seine vorlaufende Stellung. Bei angetriebenem Fahrzeugrad 2 sind Fahrtrichtung und Reibrichtung gleichgerichtet, das Übersetzungsgestänge 16 stellt demgemäß das angetriebene Fahrzeugrad 2 stets in seine nachlaufende Stellung ein.

Bei entsprechender Änderung der Übersetzungsverhältnisse am Übersetzungsgestänge 16 ist erreichbar, daß ein nicht angetriebenes Fahrzeugrad stets in die nachlaufende, ein angetriebenes Fahrzeugrad dagegen in die vorlaufende Stellung eingestellt wird. Das Übersetzungsgetriebe 16 kann vielfältige Abwandlungen hinsichtlich seines Übersetzungsverhältnisses und seines Aufbaues erfahren, insbesondere können die Hebel 13 und 15 und ggfs. auch 10 entfallen, wenn die restlichen Hebel unmittelbar an den entsprechenden Stellen aneinander angelenkt werden. Weiterhin kann sich der Hebel 14, bezogen auf die Lagerstelle 4, nach oben erstreckend angeordnet werden, der Übersetzungshebel 12 ist dabei entsprechend zu kürzen.

Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist das Fahrzeugrad 2 mittels einer Gleitsteinführung längsverschieblich am Fahrzeugrahmen gehalten. Das Fahrzeugrad 2 ist dabei an einem Radhalter 17 gelagert, der mittels der Gleitsteinführung 18 am Fahrzeugrahmen 19 geführt ist. Der Fahrzeugrahmen 19 weist einen vertikalen, zylindrischen Gleitstein 20 auf, der in eine sich im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende, schlitzartige und die Achse 6 des Fahrzeugrades 2 überkreuzende Gleitsteinnut 21 am Radhalter 17 eingreift. Aus der die Aufsicht auf die Gleitsteinnut 21 zeigenden Fig. 6b ist ersichtlich, daß die Enden der Gleitsteinnut 21 dem zylindrischen Umfang des Gleitsteines 20 angepaßt abgerundet sind. Der Randhalter 17 ist somit um die Länge der Gleitsteinnut 21 relativ zum Fahrzeugrahmen 19 verschieblich. Es ist offensichtlich, daß die am Fahrzeugrad 2 angreifende Reibkraft den Radhalter 17 relativ zum Fahrzeugrahmen 19 stets bis in eine Endstellung zu verschieben versucht, in welcher der Gleitstein 20 an einer stirnseitigen Begrenzung der Gleitsteinnut 21 anliegt, derart, daß bei nicht angetriebenem Fahrzeugrad 2 sich letzteres in einer nachlaufenden, bei angetriebenem Fahrzeugrad 2 dagegen in einer vorlaufenden Stellung befindet. Vermittels der nicht dargestellten Lenksteuerung kann zusätzlich eine Drehung des Radhalters 17 um die Achse des Gleitsteines 20 erfolgen.

Falls für das Fahrzeugrad 2 nicht nur eine Vor- bzw. eine Nachlaufsteuerung und ggfs. eine Längssteuerung, sondern zusätzlich eine Querverschiebungsmöglichkeit vorgesehen sein soll, kann die Gleitsteinführung 18 nach Fig. 6 zusätzlich zur Gleitsteinnut 21 eine weitere, die Gleitsteinnut 21 rechtwinklig kreuzende, weitere Gleitsteinnut 22 vorgesehen sein; die Übergänge zwischen den beiden Gleitsteinnuten 21 und 22 sind dabei zum Schaffen eines freien Spielraumes 23 für den Gleitstein 20 gut auszurunden. In Fig. 7 ist eine derartige Steuervorrichtung in Seitenansicht und Aufsicht schematisch dargestellt. Bei der Ausführung nach Fig. 7 ist also der Radhalter 17 in von den in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Endlagen abweichenden Lagen zusätzlich querverschiebbar. Die Möglichkeit einer kombinierten Längs- und Querverschiebung ist dabei durch die Gestaltung des Spielraumes 23 bestimmbar. Soll die Endstellung des Radhalters 17 in Längsrichtung nur dann einstellbar sein, wenn das Fahrzeugrad 1 geradeaus rollt oder entsprechend kleine Drehwinkel um den als Schwenkachse dienenden, zylindrischen Gleitstein 20 ausführt, dann ist es zweckmäßig, am Fahrzeugrahmen 19 entsprechend positionierte Anschläge 24 fest anzubringen, welche sich gemäß Fig. 7 in Fahrzeuglängsrichtung zueinander versetzt beiderseits des Gleitsteines 20 befindet. Der Radhalter 17 ist mit beiderseits auskragenden Armen 25 versehen, welche zwischen jeweils zwei in Fahrzeuglängsrichtung einander gegenüberstehende Anschläge 24 mit Spiel eingreifen. Beim Überschreiten des vorgesehenen Drehwinkels des Fahrzeugrades 2 um die Schwenkachse 1 bzw. den Gleitstein 20 schlägt wenigstens einer der Arme 25 an einen Anschlag 24 an und verlagert damit den Radhalter 17 bei weiterer, erzwungener Drehung des Fahrzeugrades 2 entgegen der Reibkraft derart, daß - beispielsweise durch eine Querkraft - eine Querverlagerung des Radhalters 17 aus der neuen, beispielsweise mittleren Lage ermöglicht ist.

Anstelle einer Querverschiebung des Radhalters 17 ist es auch möglich, bei Anordnungen ähnlich denjenigen nach Fig. 4 oder 5 eine Querneigung der Schwenkachse zu steuern. Um die Spurweite zweier nebeneinander angeordneter Fahrzeugräder einzuhalten, ist es zweckmäßig, die Radhalter 17 bzw. beweglichen Schwenkachsen untereinander so zu koppeln, daß beide einer Querebene des Fahrzeugrades zugeordnete Fahrzeugräder stets die gleiche Querverschiebung ausführen.

Die Anordnung nach Fig. 8, welche eine weitere Ausfühungsform in Seitenansicht und Aufsicht schematisch verdeutlicht, entspricht im wesentlichen den Anordnungen nach Fig. 6 und 7, wobei jedoch der Gleitstein 20 in Fahrzeuglängsrichtung langgestreckt und quer hierzu schmal ausgebildet ist und die Gleitsteinnut 22 eine in Aufsicht ovale oder rautenähnliche, die Achse 6 des Fahrzeugrades 2 überkreuzende Form aufweist. Auch bei dieser Ausführungsform ergibt sich durch die am Fahrzeugrad 2 angreifende Reibkraft bei nicht angetriebenem Fahrzeugrad eine nachlaufende, bei angetriebenem Fahrzeugrad eine vorlaufende Radeinstellung, wobei in den Gleitstein-Endstellungen begrenzte Drehbewegungen zwischen Gleitstein 20 und damit Fahrzeugrahmen und dem Radhalter 17, außerhalb dieser Endstellungen zusätzlich Querverschiebungen des Radhalters 17 relativ zum Fahrzeugrahmen möglich sind.

Soll bei nicht angetriebenem Fahrzeugrad 2 ein Vorlauf, bei angetriebenem Fahrzeugrad ein Nachlauf selbsttätig eingestellt werden, so ist es zweckmäßig, die Anordnung von Gleitstein und Gleitsteinnut gemäß Fig. 8 zu vertauschen, wie es in Fig. 9 dargestellt ist: Die wiederum in Aufsicht ovale oder rautenartige Gleitsteinnut 22 befindet sich dabei im Fahrzeugrahmen 19, während der wiederum schmal und lang ausgebildete Gleitstein 20 am Radhalter 17 gehalten ist.

Bei nicht angetriebenem Fahrzeugrad befindet sich der Gleitstein 20 unter der auf das Fahrzeugrad 2 einwirkenden Reibkraft zumindest bei Geradeausfahrt in Anlage am rückwärtigen Ende der Gleitsteinnut 22, der Radhalter 17 wird also vom Fahrzeugrahmen 19 geschoben und nicht gemäß Fig. 8 gezogen, wodurch sich der Radvorlauf ergibt. Im übrigen ist das Fahrzeugrad 2 nach Fig. 9 ebenso wie dasjenige nach Fig. 8 begrenzt lenkbar und außerhalb der Endstellungen des Gleitsteines 20 in der Gleitsteinnut 22 seitlich versetzbar.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ist der Radhalter 17 dreiteilig mit den Radhalterteilen 26, 27 und 28 ausgebildet. Das oberste, erste Radhalterteil 26 ist mittels einer Gleitsteinführung 18 um große Wegstrecken W_G längsverschieblich, jedoch undrehbar im Fahrzeugrahmen 19 gelagert. Das zweite, mittlere Radhalterteil 27 ist mittels einer die Schwenkachse 1 beinhaltenden, einen vertikalen Drehbolzen 29 aufweisenden Drehlagerung am ersten Radhalterteil 26 gelagert, und am mittleren, zweiten Radhalterteil 27 ist das untere, dritte Radhalterteil 28 mittels einer weiteren Gleitsteinführung 18′ um kleine Wegstrecken W_K relativ zum Radhalterteil 27 verschieblich und undrehbar geführt. Das Fahrzeugrad 2 ist im dritten Radhalterteil 28 gelagert. Der dritte Radhalterteil 28 steht über ein Übersetzungsgestänge 16 mit dem ersten Radhalterteil 26 derart in Verbindung, daß eine kleine Verschiebung zwischen den beiden Radhalterteilen 27 und 28 eine große Verschiebung zwischen dem Fahrzeugrahmen 19 und dem Radhalterteil 26 ergibt.

Das Übersetzungsgestänge 16 ist ähnlich demjenigen nach Fig. 5 ausgebildet und auch mit dessen Bezugszahlen versehen, wobei lediglich der Pendelhebel 11 entfällt. Die auf das Fahrzeugrad 2 einwirkenden Reibkräfte steuern bei kleiner Verschiebung des Radhalterteils 28 und entsprechend großer, gleichgerichteter Verschiebung des Radhalterteils 26 entsprechend zu Fig. 5 bei nichtangetriebenem Fahrzeugrad 2 einen Vorlauf, bei angetriebenem Fahrzeugrad 2 dagegen einen Nachlauf ein. Selbstverständlich sind, ebenso wie zur Fig. 5 beschrieben, Änderungen des Übersetzungsgestänges sowohl hinsichtlich dessen Funktion wie hinsichtlich dessen Aufbau möglich, insbesondere kann durch entsprechende Änderung der Übersetzungshebel 12 und 14 das Steuerungsverhalten des Übersetzungsgestänges umgekehrt, also bei nicht angetriebenem Fahrzeugrad 2 eine Nachlaufeinsteuerung, und/oder unter Entfall beispielsweise der Hebel 10, 13 und/oder 15 eine unmittelbare Anlenkung der Übersetzungshebel 12 und/oder 14 an den Radhalterteilen 26 bzw. 28 und aneinander erreicht werden.

Gemäß Fig. 11 ist es weiterhin möglich, die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Fahrzeugrades 2 zu bewirken. Gemäß der eine Seitenansicht und die Aufsicht auf eine Steuervorrichtung schematisch darstellenden Fig. 11 trägt das Fahrzeugrad 2 radial versetzt zu seiner Achse 6 einen beispielsweise bolzenartigen Vorsprung 30, der über ein Klinken-Hebelgetriebe 31 einen Verstellhebel 32 für die in Fig. 11 nicht dargestellte Schwenkachse je nach Drehrichtung des Fahrzeugrades 2 in einer der Richtungen des Pfeiles B verstellt. Das Klinken-Hebelgetriebe 31 weist an einem kreisausschnittförmigem Hebelteil 33 zwei drehbar gelagerte Klinken 34 und 35 auf, welche durch Federn 36 radial nach außen über den radialen Umfangsabschnitt des Hebelteiles 33 hinausgedrückt werden. Das Hebelteil 33 ist um eine zur Achse 6 senkrecht verlaufende Achse 37 derart drehbar gelagert, daß die Enden der Klinken 34 und 35 in die Belegungsbahn des Vorsprunges 30 greifen. Der Verstellhebel 32 ist drehfest mit dem Hebelteil 33 verbunden. Bei Drehung des Fahrzeugrades 2 beispielsweise in Pfeilrichtung D bewegt sich in Aufsicht der Vorsprung 30 nach rechts, gelangt dabei zur Anlage an der Klinke 34 und verdreht über diese das Hebelteil 33 und damit auch den Verstellhebel 32 im Uhrzeigersinn um die Achse 37, wodurch die nicht dargestellte Schwenkachse relativ zum Fahrzeugrahmen entgegen der Fahrtrichtung zurückverstellt wird, das Fahrzeugrad also in eine Nachlaufposition gelangt. Bei weiterer Drehung des Fahrzeugrades 2 gelangt der Vorsprung 30 außer Eingriff zur sich aus seiner Bewegungsbahn herausdrehenden Klinke 34, die Verstellung der Schwenkachse wird damit beendet. Nach nahezu einer Umdrehung des Fahrzeugrades schlägt der Vorsprung 30 an der Klinke 35 an und drückt letztere entgegen der Kraft ihrer Feder 36 in den Bereich des Hebelteiles 33 zurück, eine Drehung des Hebelteiles 33 bzw. des Verstellhebels 32 erfolgt dabei nicht. Bei umgekehrter Fahrtrichtung des Fahrzeuges und damit Drehrichtung des Fahrzeugrades 2 spielen sich entsprechende Vorgänge ab, wobei lediglich die Funktionsweisen der beiden Klinken 34 und 35 vertauscht sind und demgemäß das Hebelteil 33 mit dem Verstellhebel 32 entgegen dem Uhrzeigersinn zur der neuen Fahrtrichtung entsprechenden Nachlauf-Einstellung der Schwenkachse verdreht werden. Die Schwenkachse kann über geeignete Zwischenglieder am Verstellhebel 32 angekoppelt sein.

Es wurde vorstehend bereits erwähnt, daß für querverschiebliche gelagerte Fahrzeugräder eine Koppelung zweckmäßig ist, die deren Abstand konstant hält, die Koppelglieder können dabei ähnlich den bekannten Spurstangen ausgebildet sein. Bei allen Ausführungsformen der Steuervorrichtung ist es weiterhin zweckmäßig, eine Koppelung vorzusehen, die sicherstellt, daß die Längsverschiebung der beiden einer Fahrzeug-Querebene zugeordneten Fahrzeugräder gleichzeitig erfolgt. Hierzu eignet sich beispielsweise eine Torsionswelle quer zum Fahrzeug mit zwei Hebeln, die an den längsverschieblichen Teilen angelenkt sind, so daß jede Längsverschiebung einen entsprechenden Drehwinkel der Torsionswelle bewirkt und somit bei Verschiebung eines Fahrzeugrades die gleiche Längsverschiebung des diesem benachbarten Fahrzeugrades erzwingt; selbstverständlich sind Abwandlungen der Kopplungseinrichtung möglich, beispielsweise können hierzu geeignete Stellglieder vorgesehen werden. Aus konstruktiven Gründen kann es zweckmäßig sein, Ausführungsformen der Steuervorrichtung der vorstehend beschriebenen oder anderen Bauart zu kombinieren, beispielsweise mit Neigungsänderungen der Schwenkachse und mit Verschiebungen der Schwenkachse arbeitende Steuervorrichtungen zu einer gemeinsamen Steuervorrichtung für ein Fahrzeugrad zu kombinieren. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, die Neigungen und/oder Verschiebungen der Schwenkachse in Fahrzeug-Querrichtung mit solchen in Längsrichtung zu kombinieren, wie es beispielsweise bei den Schwenkachs-Steuervorrichtungen nach Fig. 7, 8 oder 9 ohne weiteres realisierbar ist. Es ist zu erwähnen, daß die Anschläge 24 und Arme 25 nach Fig. 7 selbstverständlich auch bei den Anordnungen nach Fig. 8 oder 9 möglich sind, in Abänderung hierzu kann jeweils auch nur ein einziger, auskragender Arm 25 vorgesehen sein, der zwischen zwei Anschläge 24 mit Spiel eingreift. Schließlich ist noch erwähnenswert, daß die Auskragrichtung des bzw. der Arme 25 in einer Horizontalebene quer, schräg oder parallel zur Fahrzeuglängsrichtung beliebig wählbar ist, lediglich die Anschläge 24 müssen der jeweiligen Armlage angepaßt werden. Es ist besonders hervorzuheben, daß Kombinationen von Steuervorrichtungen entsprechend oder ähnlich derjenigen nach Fig. 7 und/oder 11 mit andersartigen Steuervorrichtungen, beispielsweise nach Fig. 4, 5 und/oder 10 möglich sind. Es kann zweckmäßig sein, die Verschiebungen der Schwenkachsen 1 nicht nur zweier in Fahrzeug-Querrichtung benachbarter, sondern auch zweier in Fahrzeug-Längsrichtung hintereinander liegender Fahrzeugräder durch geeignete Stellglieder zu koppeln. Bei allen Steuervorrichtungen kann, wie bereits vorstehend erwähnt, es zweckmäßig sein, die Verstellbewegungen der Schwenkachse ggfs. gedämpft abzufedern, wobei vorteilhafterweise die Federwirkung durch Pendelaufhängung des Fahrzeuges erzielt werden kann. Eine solche Rückstellwirkung, beispielsweise mit vorgespannten Federn erzielbar, kann mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und auch lediglich erwähnten Ausbildungsmöglichkeiten für die Steuervorrichtung kombiniert werden.

Claims (20)

1. Steuervorrichtung für Schienenfahrzeuge zum fahrtrichtungsabhängigen Verstellen einer einer Einzelradanordnung mit einem lenkbaren Fahrzeugrad zugeordneten, wenigstens eine vertikale Achskomponente aufweisenden Schwenkachse in Fahrzeuglängsrichtung, wobei die Schwenkachse in einer mehrteiligen Lageranordnung gelagert bzw. geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung wenigstens ein der Lageranordnung zugehörendes Teil (Lagerstelle 4 in Fig. 4; Lagerstellen 4 und 5′ in Fig. 5; Gleitsteinnut 21 in Fig. 6 und 7; Gleitsteinnut 22 in Fig. 8; Gleitstein 20 in Fig. 9; Radhalterteile 26 und 28 in Fig. 10) aufweist, das hilfskraftfrei ausschließlich in Abhängigkeit von bei Fahrbewegungen des Fahrzeuges auftretenden Kräften und/oder Bewegungen in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar ausgebildet ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Lagerteils (Lagerstelle 4 in Fig. 4; Lagerstellen 4 und 5′ in Fig. 5; Gleitsteinnut 21 in Fig. 6 und 7; Gleitsteinnut 22 in Fig. 8; Gleitstein 20 in Fig. 9; Radhalterteile 26 und 28 in Fig. 10) in Abhängigkeit von der zwischen Fahrzeugrad (2) und Fahrbahn (3) auftretenden Reibkraft (R) erfolgt.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schwenkachse in einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden, vertikalen Ebene schwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (1) an zwei vertikal zueinander versetzten Lagerstellen (4 und 5 bzw. 4′ und 5′) am Fahrzeugrahmen (9) gelagert ist, daß beide Lagerstellen eine wenigstens annähernd parallel zum Fahrzeugrad verlaufende Drehachse (7 bzw. 8) zwischen der Schwenkachse (1) und dem Fahrzeugrahmen (9) beinhalten, und daß wenigstens eine der Lagerstellen (4) in Fahrzeuglängsrichtung begrenzt realtivverschieblich zum Fahrzeugrahmen (9) ausgebildet ist (Fig. 4 und 5).

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Lagerstelle (5) unverschieblich und die untere Lagerstelle (4) relativverschieblich zum Fahrzeugrahmen (9) ausgebildet ist (Fig. 4).

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Lagerstelle (5′) um eine größere Wegstrecke als die untere Lagerstelle (4) relativverschieblich zum Fahrzeugrahmen (9) ausgebildet ist und daß ein die Verschiebebewegungen beider Lagerstellen (4 und 5′) miteinander koppelndes Übersetzungsgestänge (16) vorgesehen ist (Fig. 5).

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugrahmen (9) am Übersetzungsgestänge (16) angelenkt, gegebenenfalls aufgehängt ist (Fig. 5).

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsgestänge (16) zwei am Fahrzeugrahmen (9) gelagerte, jeweils eine Vertikalkomponente aufweisende, gegebenenfalls zur Schwenkachse (1) parallele Übersetzungshebel (12 und 14) aufweist, deren erster Übersetzungshebel (14) mit der unteren Lagerstelle (4) gekoppelt und endseitig mit dem zweiten Übersetzungshebel (12) gekoppelt ist, und daß der zweite Übersetzungshebel (12) endseitig mit der oberen Lagerstelle (5′) gekoppelt ist (Fig. 5).

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Übersetzungshebel (12 und 14) jeweils in ihren mittleren Bereichen am Fahrzeugrahmen (9) angelenkt sind, daß das obere Ende des ersten Übersetzungshebels (14) mit der unteren Lagerstelle (4) und das obere Ende des zweiten Übersetzungshebels (12) mit der oberen Lagerstelle (5′) gekoppelt ist (Fig. 5).

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des zweiten Übersetzungshebels (12) an einem Ende eines horizontalen, zum Fahrzeugrahmen (9) längsverschieblichen Hebels (10) angelenkt ist, in dessen mittleren Bereich die obere Lagerstelle (5′) und an dessen anderem Ende ein zum zweiten Übersetzungshebel (12) parallel verlaufender Pendelhebel (11) angelenkt ist, wobei der Pendelhebel (11) andererseits am Fahrzeugrahmen (9) angelenkt ist, und daß die Koppelstellen zwischen unterer Lagerstelle (4) und erstem Übersetzungshebel (14) und/oder die Koppelstelle zwischen den beiden Übersetzungshebeln (12 und 14) einen weiteren, horizontalen, längsverschieblichen Hebel (13 bzw. 15) aufweist (Fig. 5).

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugrad (2) in einem mittels einer Gleitsteinführung (18) am Fahrzeugrahmen (19) begrenzt längsverschieblich und um eine Vertikalachse verdrehbar geführten Radhalter (17) gelagert ist, wobei sich die Vertikalachse in einer Endstellung der Radhalter-Längsverschiebung zur einen und in der anderen Endstellung zur anderen Seite der Achse (6) des Fahrzeugrades (2) befindet.

11. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitsteinführung (18) einen am Fahrzeugrahmen (19) festen, zylindrischen Gleitstein (20) mit Vertikalachse aufweist, der in eine schlitzartige, die Achse (6) des Fahrzeugrades (2) überkreuzende Gleitsteinnut (21) am Radhalter (17) eingreift (Fig. 6).

12. Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitsteinnut (21) von einer insbesondere rechtwinklig zu dieser verlaufenden, weiteren Gleitsteinnut (22) gekreuzt wird, wobei die Übergänge der beisen Gleitsteinnuten ausgerundet (Spielraum 23) sind. (Fig. 7).

13. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitsteinführung einen vertikalen, in Fahrzeuglängsrichtung langgestreckten und quer hierzu schmalen Gleitstein (20) am Fahrzeugrahmen aufweist, der längsverschieblich in eine in Aufsicht ovale oder rautenähnliche, die Achse (6) des Fahrzeugrades (2) überkreuzende Übersetzungsnut (22) am Radhalter (17) eingreift (Fig. 8).

14. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Radhalter (17) einen in Fahrzeuglängsrichtung langgestreckten, die Achse (6) des Fahrzeugrades (2) überkreuzenden Übersetzungs (20) aufweist, der längsverschieblich in eine in Aufsicht ovale oder rautenähnliche Gleitsteinnut (22) am Fahrzeugrahmen (19) eingreift (Fig. 9).

15. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Radhalter (17) wenigstens ein horizontal auskragender, mit Spiel zwischen zwei am Fahrzeugrahmen (19) feste Anschläge (24) eingreifender Arm (25) angeordnet ist (Fig. 7).

16. Steuervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Radhalter (17) zwei zueinander entgegengesetzt in Querrichtung zum Fahrzeug auskragende, zwischen fahrzeugrahmenfesten Anschläge (24) eingreifende Arme (25) aufweist (Fig. 7).

17. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Radhalter (17) dreiteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Radhalterteil (26) mittels einer einen Gleitstein und eine Gleitsteinnut aufweisenden Gleitsteinführung (18) am Fahrzeugrahmen (19) längsverschieblich, ein zweites Radhalterteil (27) um eine die Achse (6) des Fahrzeugrades (2) schneidende Vertikalachse (Drehbolzen 29) drehbar am ersten Radhalterteil (26) und das dritte Radhalterteil (28) mittels einer weiteren, die Achse (6) des Fahrzeugrades (2) überkreuzenden, horizontalen Gleitsteinführung (18′) längsverschieblich am zweiten Radhalterteil (27) gelagert ist, wobei das Fahrzeugrad (2) im dritten Radhalterteil (28) gelagert ist, und daß das dritte Radhalterteil (28) über ein die Verschiebewege (W_K) zwischen erstem und drittem Radhalterteil (26 bzw. 28) als vergrößerte Verschiebewege (W_G) zwischen Fahrzeugrahmen (19) und erstem Radhalterteil (26) auf letzteres übertragendes Übersetzungsgestänge (16) mit dem ersten Radhalterteil (26) gekoppelt ist (Fig. 10).

18. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung in Abhängigkeit von der Drehbewegung (D) des Fahrzeugrades (2) erfolgt (Fig. 11).

19. Steuervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugrad (2) radial versetzt zu seiner Achse (6) wenigstens einen Vorsprung (30) aufweist, der über ein Klinken-Hebelgetriebe (31) einen Verstellhebel (32) für die Schwenkachse (1) je nach Drehrichtung (D) des Fahrzeugrades (2) in der einen oder anderen Richtung (B) verstellt (Fig. 11).

20. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Verstellbewegungen der Schwenkachse (1) vorgesehen ist.