DE3334161C2 - - Google Patents
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- DE3334161C2 DE3334161C2 DE19833334161 DE3334161A DE3334161C2 DE 3334161 C2 DE3334161 C2 DE 3334161C2 DE 19833334161 DE19833334161 DE 19833334161 DE 3334161 A DE3334161 A DE 3334161A DE 3334161 C2 DE3334161 C2 DE 3334161C2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
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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 WK horizontal
verschieblich zum Fahrzeugrahmen 9. Die obere Lagerstelle
5′ ist um eine wesentlich größere Wegstrecke WG 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 WG 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 WK 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 (WK) zwischen
erstem und drittem Radhalterteil (26 bzw. 28) als
vergrößerte Verschiebewege (WG) 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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833334161 DE3334161A1 (de) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | Steuervorrichtung fuer fahrzeuge, insbesondere schienenfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833334161 DE3334161A1 (de) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | Steuervorrichtung fuer fahrzeuge, insbesondere schienenfahrzeuge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3334161A1 DE3334161A1 (de) | 1985-04-04 |
DE3334161C2 true DE3334161C2 (de) | 1991-09-26 |
Family
ID=6209706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833334161 Granted DE3334161A1 (de) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | Steuervorrichtung fuer fahrzeuge, insbesondere schienenfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3334161A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19715148A1 (de) * | 1997-04-11 | 1998-10-15 | Deutsche Waggonbau Ag | Verfahren und Einrichtung zur Radsatzführung von Schienenfahrzeugen |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2419989B2 (de) * | 1974-04-25 | 1980-02-14 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | In axialer Richtung bewegliche Achsanordnung |
DE3111087C3 (de) * | 1981-03-20 | 1994-11-17 | Axel Dr Schelle | Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge |
-
1983
- 1983-09-21 DE DE19833334161 patent/DE3334161A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3334161A1 (de) | 1985-04-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KNORR-BREMSE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SCHELLE, AXEL, DR., 83708 KREUTH, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |