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Schienenfahrbares Triebfahrzeug
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Die Erfindung betrifft ein schienenfahrbares Triebfahrzeug, vornehmlich
für Miniatureisenbahnen, bestehend aus wenigstens zweiachsig ausgebildeten und im
Abstand hintereinander angeordneten, den den aus Fahrgestell und aufgebautem Kasten
ausgebildeten Fahrzeugaufbau tragenden fahrbaren Drehgestellen, von denen wenigstens
eines mit einem Triebwerk antriebsverbunden ist und die stirnseitig des Triebfahrzeuges
mit einer Anhängekupplung versehen sind.
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Bei diesen Triebfahrzeugen handelt es sich annähernd ausnahmslos um
maßstäblich verkleinert nachgebaute Lokomotiven elektrischer, dieselelektrischer
oder dieselmotorisch angetriebener Bauart aus dem Grossbetrieb. Es werden im Bereich
der Miniatur- oder Modelleisenbahn wohl kaum noch Lokomotiven, Triebwagen oder ähnliche
Fahrzeuge gebaut, die nicht vorbildgerecht, in einem genormten Massstab verkleinert
hergestellt werden, es sei denn, es handle sich um Triebfahrzeuge, die dem rein
spielerischen Trieb eines Kleinkindes zur Verfügung stehen.
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Neben der ausgestalterischen Anlehnung an die Grosstraktion wünscht
der Modelleisenbahner eine hohe Zugkraft und gute Fahreigenschaften bei den Triebfahrzeugen.
Letztere wirken sich entsprechend auf die Zugskompositionen aus. Instabilität einer
Lok auf den Schienen überträgt sich auf die nachfolgenden Wagen und erfordert bei
Richtungsänderungen und topographischen Unregelmässigkeiten eine laufende Anpassung
der elektrischen Stromzufuhr an die eintretenden Umstände.
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So sind u.a. bei der Spurgrösse HO Lokomotiven elektrischer Bauart
mit zwei zweiachsigen Drehgestellen bekannt, bei denen letztere in einem eigens
dafür vorgesehenen Fahrgestell um eine senkrechte Achse verdrehbar angeordnet sind.
Auffallend an dieser Konstruktion sind die auf dem Drehgestell seitlich abstehenden
Drehteller, auf denen sich das Fahrgestell mittels nach innen vorstehender Lappen
und der mit dem Fahrgestell verbundene Lokomotivkasten abstUtzen. Sowohl radial
als auch axial ist ein grosses Spiel zwischen Fahrgestell und der dieses aufnehmenden
Drehgestelle feststellbar. Damit beim Abheben der Lokomotive von den Schienen Fahrgestell
und Lokomotivkasten von den Drehgestellen nicht getrennt werden, ist das Fahrgestell
bei der Drehachse der Drehgestelle mit nach innen vorstehenden die Drehteller untergreifenden
Konsolen versehen.
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Diese Bauart zwingt aber den Konstrukteur, das Fahrgestell aus Kunststoff
vorzusehen, damit die Drehgestelle nach seitlichem Ausweiten des Fahrgestells freigelegt
werden können. Die Verbindung der Drehgestelle, wenn auch nur lose, erfolgt über
das Fahrgestell. Diese Bewegungsfreiheit und die lose Verbindung der Drehgestelle
verursachen eine instabilität auf die fahrenden Triebfahrzeuge, insbesondere den
Lokomotivkasten und führen zu mangelnder Adhäsion der Triebräder mit den Schienen,
unruhigem Lauf und Entgleisungen. Dieser Uebelstand erweist sich bei Zugskompositionen
besonders ungünstig, weil dann die gezogene oder stossende Zuglast über die Anhängevorrichtung
auf die ungeführten Drehgestelle einwirkt.
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Bei einer anderen, verbesserten Bauweise sind oberhalb des den elektrischen
Antriebsmotor aufnehmenden Drehgestells beidseits abstehende übereinander angeordnete
Lappen vorgesehen, von denen jeweils der obere
kürzer ist, sodass
die Konsolen des Fahrgestell auf den unteren Lappen aufliegen, und zwischen jeweils
eine Konsole und den ihr zugeordneten oberen Lappen, ein die letzteren seitlich
überragendes Sicherungselement einlegbar ist. Diese Ausführungsform ermöglicht die
Verwendung eines metallischen Fahrgestells, wodurch die Stabilität und Fahreigenschaften
gegenüber dem oben als bekannt bezeichneten Triebfahrzeug verbessert werden Durch
die Uebertragung der nachgezogenen Last am Anhängehaken bzw.
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der Anhängekupplung auf das Fahrgestell, wird die Adhäsion zwischen
Triebräder und Schienen beeinträchtigt. Der unvermeidbar unruhige Lauf der Triebfahrzeuge
durch Schienenstösse, Unebenheiten, Anfahr und Abbremsmomente fördert diese negativen
Auswirkungen.
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Besitzt das Triebfahrzeug an wenigstens einem Drehgestell ein Triebzahnrad
für den Zahnstangebetrieb, dann zeigt sich die Uebertragung der Zug- bzw. Stosskräfte
auf das Fahrgestell als besonders nachteilig, indem das Triebfahrzeug einseitig
belastet ist und dadurch zum Entgleisen neigt. Daneben wird der Modelleisenbahner
laufend von dem unerwünschten Entkuppeln der Fahrzeuge überrascht.
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Gleichzeitig wird durch die ungleichmässige Belastung des/der mit
dem Zahnradantrieb versehenen Drehgestelle ein hoher Verschleiss an Triebzahnrad
und/oder Zahnstange verursacht, der durch einen ungünstigen Eingriff hervorgerufen
wird.
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Bei einer gemischten Antriebsform aus Adhäsion und Zahnradantrieb,
wobei wenigstens eines der Drehgestelle mittig zu den Fahrachsen ein Triebzahnrad
besitzt, könnte eine hohe Anhängelast an der Kupplung und die Antriebskraft des
Triebzahnrades auf die Zahnstange zum Aufsteigen
des Triebzahnrades
in der Zahnstange führen. Dieser Uebelstand wird durch die unregelmässige Kräfte-
und Gewichtsverteilung an der Lokomotive noch erhöht.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei schienenfahrbaren
Triebfahrzeugen der eingangs genannten Art eine einfache Vorrichtung zu schaffen,
die einen an die Betriebsbedingungen angepassten störungsfreien Einsatz der Triebfahrzeuge
gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Drehgestelle
mit den Enden eines sich in Fahrtrichtung erstreckenden Lenkers gekuppelt und in
dem auf ihnen abcjestützten Fahrgestei] längsverschieblich gelagert sind.
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Diese Ausführungsform verbessert die Laufeigenschaften und die Stabilität
des Triebfahrzeuges beträchtlich, indem nunmehr die gesamte Anhänge -bzw. Stosslast
in der Horizontalen auf die Drehgestelle übersetzt wird. Das Fahrgestell übernimmt
somit nurmehr durch die Aufnahme des Triebfahrzeugkastens die Funktion der Uebertragung
des Kastengewichtes auf die Drehgestelle.
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Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die Zughaken bzw.
deren Anlenkpunkte an den Drehgestellen und die Achsen der Triebräder sowie die
Anlenkpunkte der Enden des Lenkers an den Drehgestellen zumindest annähernd in einer
horizontalen Kräfteebene angeordnet sind. Diese Anordnungsweise optimiert die Funktionseigenschaften
des Triebfahrzeuges merklich und bewirkt eine entsprechende Betriebssicherheit.
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Eine weitere Verbesserung der Fahreigenschaften des Triebfahrzeuges
wird dadurch erreicht, wenn die Puffer zumindest annähernd in der Horizontalebene
von Zughaken, Triebräderachsen und Lenker angeordnet sind, wodurch insbesondere
bei Talfahrt, infolge Auffahren der Wagen auf die Puffer des Triebfahrzeuges, die
hohe Stossbelastung über diese Kräfteebene verläuft. Bei der Verwendung von zwei
nebeneinander angeordneten Puffern wird es möglich sein, diese in die Kräfteebene
zu verlegen, während ein einzelner fahrzeugmittig vorgesehener Puffer gegenüber
dem Zughaken leicht versetzt über oder unter der Kräfteebene befestigt werden kann.
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Sofern ein Triebfahrzeug mindestens drei Drehgestelle aufweist z.B.
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das Modell der Re 6/6 der Schweizerischen Bundesbahnen, kann ein zwischen
dem vorderen und hinteren Drehgestell angeordnetes Drehgestell ohne längsverschiebliche
Achse im Fahrgestell ausgebildet sein.
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Eine einfache und besonders wirksame Verbindung des Lenkers mit den
Drehgestellen besteht darin, dass an den einander zugekehrten Drehgestellenden ein
zur Aufhängung des Lenkers bestimmter Support vorgesehen ist.
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Als besonders vorteilhaft erweist sich zur verschwenkbaren Lagerung
des Lenkers eine mit einem dickeren Schaft als das Gewinde versehene Schraube, die
senkrecht von unten nach oben mit dem Support verbunden ist.
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Selbstverständlich könnte der Lenker auf den Supports liegend an den
Drehgestellen angelenkt sein.
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Ist das Triebfahrzeug an wenigstens einem Drehgestell mit einem Zahnradantrieb
versehen; dann ist es vorteilhaft, wenn die Achse des Triebzahnrades in der Kräfteebene
liegend angeordnet ist.
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Bei einer einfachen Ausführungsform ist auf dem Drehgestell ein das
Triebwerk vor Verschmutzung schützendes Triebwerksgehäuse aufgebaut, mit dessen
Oberseite der im Fahrgestell lagernde Drehzapfen des Drehgestells verbunden ist.
Ist das Triebfahrzeug einmotorig ausgebildet, dann kann am triebwerklosen Drehgestell
anstelle des Triebwerkgehäuses ein längerer Drehzapfen vorgesehen werden.
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Durch das Kuppeln der Drehgestelle mittels Lenker bzw. Lenkern wird
der Abstand der Drehzapfen auf der Triebfahrzeuglängsmittelachse bei Kurvenfahrt
kürzer, sodass bei zwei Drehgestellen im Fahrgestell wenigstens eine Drehzapfenlagerung
mit einem in der Längsmittelachse sich erstreckenden Schlitz versehen ist.
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Zur Vermeidung, dass beim Abheben des Triebfahrzeuges von den Schienen
das Fahrgestell und der aufgebaute Kasten von den Drehgestellen getrennt wird, ist
auf dem Drehzapfen eine diesen seitlich Uberstehe!Je Siche ungsscheibe lösbar befestigt.
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Durch die auf den Drehgestellen aufgebauten Triebwerke - sofern das
Triebfahrzeug zwei oder mehr Motoren aufweist - ist das Drehzapfenlager zum Zwecke
einer kompakten, die Fahreigenschaften begünstigenden Bauweise in einem im Bereich
des Triebwerkgehäuses nach oben zurückversetzten Wandteil des Fahrgestells angeordnet.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass bei der erfindungsgemässen
Ausgestaltung des Triebfahrzeuges auf einfache Weise eine hohe Laufstabilität erreicht
werden kann, ohne beispielsweise mit zusätzlichem Gewicht nachhelfen zu müssen und
dadurch an der Leistungsfähigkeit einzubüssen. Die Entgleisungsgefahr wird erheblich
gemindert und die Adhäsion und der Zahnstangeneingriff werden verbessert. Es können
nach dem Vorbild ausgerichtete, längere Zugkompositionen eingesetzt werden.
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Die Konstruktion direkt gekuppelter Drehgestelle erfordert keinen
besonders hohen Aufwand.
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Die Erfindung ist anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung,
die ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Triebfahrzeuges, teilweise
im Längsschnitt, mit der erfindungsgemässen Einrichtung und Fig. 2 eine Draufsicht
auf das Triebfahrzeug nach Fig. 1 bei abgehobenem Fahrgestell und teilweisem Längsschnitt.
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In den Fig.1 und 2 ist ein schienenbefahrendes Triebfahrzeug 1 dargestellt,
wobei das dieselelektrisch betriebene Modell der schweizerischen Furka-Oberalpbahn
FO - Type HGm4/4 erkennbar ist. Diese Lokomotive weist zwei um senkrechte Achsen
2 schwenkbare, zweiachsige Drehgestelle 3 auf, die im Abstand hintereinander angeordnet
sind und den aus Fahrgestell 4 und Triebfahrzeug-bzw. Lokomotivkasten 5 gebildeten
Fahrzeugaufbau tragen.
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An den Stirnseiten des Triebfahrzeuges 1 sind mit den Drehgestellen
3 fest verbunden, jeweils eine Anhängekupplung 6 mit einem in der Längsmittelachse
7 des Triebfahrzeuges vorgesehenen Puffer 8 und einem betätigbaren Zughaken 9 angeordnet.
Auf den Drehgestellen 3 sind je nach Leistungsfähigkeit des Triebfahrzeuges, d.h.
je Drehgestell eines oder insgesamt ein Triebwerk 10 aufgebaut, welches mit den
Triebachsen 11 antriebsverbunden ist. Wie in Fig.1 angedeutet sind die Drehgestelle
3 federnd abgestützt.
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Erfindungsgemäss sind die Drehgestelle 3 mit den Enden eines sich
in Fahrtrichtung erstreckenden Lenkers 12, der stangenähnlich ausgebildet ist, gekuppelt
und in dem auf ihnen abgesetzten Fahrgestell 4 längsverschieblich gelagert. Die
Zughaken 9 bzw. ihre Anlenkpunkte 13 an der Anhängekupplung 6 und die Triebacnsen
11 der Räder 14 sowie die Anlenkvorrichtungen 15 des Lenkers 12 an den Drehgestellen
3 liegen zumindest annähernd in einer horizontalen bzw. zu den Schienen parallelen
Kräfteebene, sodass sowohl beim Ziehen als auch beim Stossen der mit dem Triebfahrzeug
gekuppelten Wagen der Kräftefluss in einer Ebene verläuft. Dadurch, dass Puffer
8 und Zughaken 9 unmittelbar übereinander angeordnet sind, gilt diese Forderung
auch für talwärtsfahrende ZUge, bei welchen die stossende Last über die Puffer 8
erfolgt. Sofern drei
oder mehr Drehgestelle 3 vorgesehen sind,
kann eines der zwischen den äusseren Drehgestellen 3 angeordneten Drehgestelle ohne
längsverschiebliche Drehachse im Fahrgestell 4 ausgebildet sein.
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Zur gegenseitigen Verbindung der Drehgestelle 3 sind an ihren, dem
Lenker 12 zugekehrten Enden, ein zur Aufhängung des Lenkers bestimmter Support 16
vorgesehen. Der Support 16 ist mit einer senkrechten Bohrung versehen, die von einer
einen dickeren Schaft 17, durch das Ende des Lenkers 12 hindurchgeführten Schraube
18 und mittels einer festsitzenden Mutter 19 gesichert ist.
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Zur Verbesserung seiner Biegesteifigkeit besitzt der Lenker 12 eine
längsverlaufende Verstärkungsrippe 20.
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Der Querschnitt des Lenkers 12 ist weniger hoch ausgebildet als die
Länge des Schaftes 17 an der Schraube 18, sodass die freie Verschwenkbarkeit gewährleistet
ist.
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Es könnte anstelle der verwendeten Mutter 19 auch ein Gewinde für
die Bohrung im Support 16 vorgesehen sein.
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Ist zusätzlich zum Adhäsionsbetrieb ein Zahnradantrieb vorgesehen,
dann ist das vom Triebwerk 10 angetriebene und mit der Zahnstange 21 kämmende Triebzahnrad
22 so anzuordnen, dass seine Achse in der Kräfteebene oder in deren unmittelbarer
Nähe liegt.
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An der Oberseite 23 des das Triebwerk 10 schützenden Triebwerkgehäuses
24 ist ein in der Drehachse 2 der Drehgestelle 3 liegender Drehzapfen 25 befestigt,
der einen am Fahrgestell 4 nach oben hin zurückversetzten Wandteil 26 durchsetzt.Die
zur Durchführung der Drehzapfen 25 im zurückversetzten Wandteil 26 angeordneten,
schlitzartigen Drehzapfenlager 27 sind in der Längsmittelachse des Triebfahrzeuges
1 vorgesehen. Ihre längliche Form ist durch das Befahren von Kurven
bestimmt,
weil sich in dieser Situation der Abstand zwischen den Drehzapfen 25 der Fahrgestelle
3 verkürzt. Zu diesem Zwecke würde auch ein schlitzartig ausgebildetes Drehzapfenlager
27 ausreichen.
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Als Sicherungselement ist am freien Ende des Drehzapfens 25 eine letzteren
radial Uberstehende, lösbare Sicherungsscheibe 28 festgeschraubtg die eine Trennung
des Fahrgestells 4 von den Drehgestellen 3 verhindert.
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Wie schon erwähnt, ist das Drehzapfenlager 27 in einem im Bereich
des Triebwerkgehäuses 29 nach oben zurückversetzten Wandteil 26 des Fahrgestells
4 angesiedelt, wobei zwischen der Oberseite des Wandteils 26 und der das Fahrgestell
4 sichernden Sicherungsscheibe 28 geringes Spiel besteht.
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Beidseits des Drehzapfens 25 besitzt das Triebwerkgehäuse 29 seitlich
abstehende Konsolen 30, die bündig an die Oberseite des Triebwerkgehäuses 29 des
Fahrgestells 4 übergehen, wobei das Fahrgestell an dem nach oben zurückversetzten
Wandteil 26 nach unten vorstehende, jeder Konsole 30 zugeordnete Auflagenoppen 31
aufweist. Diese Auflagenoppen sind als Kalotte einer Kugel ausgebildet und liegen
annähernd punktförmig auf den Konsolen 30 auf, sodass man von einer schwimmenden
Abstützung des Fahrgestells 4 auf den Drehgestellen sprechen kann.
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Aufgrund dieser Anordnung übt der Aufbau einen vernachlässigbar geringen
Einfluss auf das Betriebsverhalten aus.
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Die Konsolen 30 erstrecken sich bis annähernd an die Seitenwände des
Fahrgestells 4, sodass allseits ein geringes Mass an Bewegungsfreiheit zwischen
Drehgestellen 3 und Fahrgestell 4 besteht.
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Die stirnseitige Beleuchtung des Triebfahrzeuges 1 erfolgt durch die
Lampen 32, deren Licht über die transparenten Beleuchtungskörper 34,35 übertragen
wird.
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Der Kasten 33 des Triebfahrzeuges 1 ruht auf dem Fahrgestell 4 und
ist mittels einer von unten eingeführten Schraube 36 befestigt. Im übrigen erkennt
man bei Pos.37 den Führerstand des Triebfahrzeuges, das wie anfänglich erwähnt,
einer dieselelektrisch betriebenen Maschine entspricht.
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