DE472610C - Vorrichtung zur Fuehrung der Lenkachse, insbesondere an Strassenbahnwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Führung der Lenkachse, insbesondere an Straßenbahnwagen, bei der die Achse beim Befahren von Kurven gleichzeitig und zwangläufig radial zum Kurvenmittelpunkt eingestellt wird.

Das Neue besteht im wesentlichen darin, daß der Lenkachsrahmen aus zwei verschiebbaren Querträgern und zwei gegenläufig miteinander gekuppelten, mit den Querträgern zwangläufig verbundenen Längsträgern be'- ^ steht, von denen die Querträger wohl quer zum starren Wagenkastenrahmen, in dessen Längsrichtung jedoch nicht oder nur unwesentlich verschiebbar gelagert sind, während die Längsträger sich im wesentlichen in Längsrichtung des Wagenkastenrahmens bewegen.

Hierdurch wird eine Einstell- bzw. Führungsvorrichtung für die Lenkachse geschaffen, die sich einerseits gegenüber dem Bekannten durch Einfachheit und Zweckmäßigkeit auszeichnet. Anderseits gestattet die Vorrichtung einmal ein radiales Einstellen jeder Radachse nach dem Krümmungsmittelpunkt der zu durchfahrenden Kurve hin nach Art der normalen Drehgestelle, sodann ermöglicht sie eine Seitwärtsverschieblichkeit des Achsgestelles gegenüber dem Wagenkasten quer zur Wagenlängsachse, ein Umstand, der besonders beim Einfahren in die Kurve von Wert ist. Und schließlich gewährleistet sie die zur Aufnahme der Zentrifugaföffnung geeignete selbsttätige Kippstellung des Wagenkastens in solchen Kurven, deren Gleise nicht überhöht verlegt sind. Während die Wagengestelle in den wagerecht verlegten Gleisen keine Kippstellung erfahren, nimmt der Wagenkasten an der Außenschienenseite eine Höherstellung und an der Innenschienenseite eine Tieferstellung gegenüber der konstant bleibenden Höhenlage des Achsgestelles ein.

Diese Vereinigung der drei genannten Eigenschaften in einem einzigen Einachsdrehgestell bringt wesentliche Vorteile. Es läßt sich die Konstruktion dieses Achsgestelles unter Vermeidung umständlicher Sonderausführungen aus einfachen und leicht zu bearbeitenden Maschinenteilen herstellen, so daß einerseits nach der wirtschaftlichen Seite hin ein geringer Werkstoffverbrauch und Bearbeitungsaufwand in Frage kommt, während anderseits die zur Vorrichtung gehörigen Teile in Hinblick auf den Dauerbetrieb und gegebenenfalls erforderliche Ausbesserungen

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Max Wind in Hannover

eine durchaus feste und gedrungene Gestaltung erfahren. Da auch die Wagenlasten ohne wesentliche Zwischenkonstruktionen auf unmittelbarem Wege vom Untergestell durch die Achsbuchsfedern auf die Achse geleitet werden, ist die Achsgestelldurchbildung in weitestem Sinne frei von den statischen Lasten gehalten.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen

Abb. ι eine Seitenansicht des Achsgestelles, teilweise im Längsschnitt,

Abb. 2 eine Draufsicht hierzu bei entf erntem Wagenkasten,

Abb. 3 und 4 je eine Vorderansicht des Gestelles in zwei verschiedenen Stellungen, teilweise im Schnitt.

Die Abb. 5 bis 8 veranschaulichen in den ao wesentlichen Strichen je zwei verschiedene Stellungen des Achsgestelles

a) in Draufsicht (Abb. 5,6),

b) in Vorderansicht (Abb. 7, 8).

Die Abb. 9 bis 18 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel, und zwar

Abb. 9 eine Seitenansicht des Achsgestelles, teilweise im Längsschnitt, Abb. 10 eine Draufsicht hierzu, Abb. 11 und 12 je eine Vorderansicht des Gestelles, teilweise im Schnitt.

Die Abb. 13 bis 18 zeigen in wesentlichen Strichen je zwei verschiedene Stellungen des Achsgestelles

a) in Draufsicht (Abb. 13, 14), b) in Vorderansicht (Abb. 15, 16),

c) in Seitenansicht (Abb. 17, 18).

Auf den Enden der Achse des Radsatzes a sitzen unter Vermittlung einer nicht dargestellten Achsbuchse die Achsbuchsf edern b.

4.0 Die Enden der Feder b sind mit Federlaschen c ah Hilfslangträgern (Federträger oder Drehgestellangträger) ei bzw. d¹ befestigt, die zusammen mit Hilfsquerträgern f, f¹ (Drehgestellquerträger) eine bewegliche Rahmengruppe im Bereich des aus den Hauptlängsträgern n, n¹ und den Querträgern m, m¹ bestehenden festen Rahmen im Wagenuntergestell bilden.

Die Beweglichkeit dieser Gruppe besteht darin, daß Lang- und Querträger d, d¹ bzw. f, f¹ an ihren Kreuzungsstellen nicht vernietet sind, sondern daß hier die Langträger d, d¹ sich gegen die Querträger f, f¹ verschieben können, und zwar nur in Richtung ihrer eigenen Achse, d. h. senkrecht zu den Querträgern. Der Vorbewegung des Lang- ; trägers d entspricht eine zwangläufige Rückstellung des Langträgers (P- der Gegenseite (und umgekehrt) auf Grund der Verbindung der beiden Langträger d und d¹ mit je zwei einen stumpfen Winkel bildenden Gelenkstangen k und k¹ zu einem Kurbelviereck. Das Gelenkviereck I, II, III, IV (Abb. 5) vermag daher die Einstellung nach Γ, Ii', III' und IV einzunehmen (Abb. 6). In den Mitten der Gelenkstangen k und k¹ sind Führungsstücke 7 und j¹ mit kreisbogenförmiger Berührungsfläche angeordnet, die auf einer geeigneten Gegenfiäche der festen Querträger m und fw¹ abzurollen vermögen. Die Führungsstücke j, j¹ geben dem Kurbelviereck die noch erforderliche Zwanglaufführung und bilden somit den Ersatz für den sonst bei Drehgestellen üblichen Drehzapfen.

An den Kreuzungsstellen der Lang- und Querträger (d bzw. /) sind, wie aus Abb. 3 und 4 ersichtlich, einerseits zur Verminderung der gleitenden Reibung, anderseits zur Führung auf dem Langträger d, d¹ Gleitstücke e, e¹ vorgesehen in Form einer nach oben vorstehenden Rippe, die von am jedem Querträger f_} f¹ angebrachten Gegengleit-■ stücken übergriffen werden. Letztere sind dabei mit seitlichen Anschlägen oder Flanschen versehen, die eine Verdrehung der Langträger d, d¹ verhindern und nur deren Bewegung in Richtung der Längsachse gestatten. Die Langträger d/d¹ und damit auch die mit den Federlaschen c in diese eingehängten Achsbuchsfedern b bleiben also stets par- go allel zur Längsachse des Wagens und senkrecht zu den Hilfs- sowie zu den Hauptquerträgern f, f¹ bzw. m, m¹ des Gestelles gerichtet. Ein Mitnehmen der Querträger f, f^x in Wagenlängsrichtung durch die Bewegung der Langträger d, d¹ wird durch die an dem Untergestellträger n, w¹ befestigten, aus Winkeleisen gebildeten Führungen i (Abb. 2) ausgeschaltet.

Indem die Hilfslangträger d, d¹ sowie damit die zwischen ihnen gelegenen Federn b nebst den nicht dargestellten Achsbuchsen um das gleiche Maß, um das sie auf der einen Seite nach vorn ausschlagen, auf der anderen Seite nach rückwärts geführt werden, wird somit mit Hilfe des bislang beschriebenen Gestelles eine zur Kurvenkrümmung radial gerichtete Einstellbarkeit der Achse α bewirkt. Zur Unterstützung für die Rückbewegung des Gelenkviereckes I', II', III', IV aus seiner vorgeschobenen Stellung (Abb. 6) in die normale Stellung (Abb. 5) dienen Federn p (Abb. 2). Diese sind zwischen den äußeren Armen je eines Doppelhebels o¹, o², o³, o* angebracht, von denen o¹ und o² um je einen Zapfen y¹, y² im Querträger m und o³, o⁴ um j e einen Querträger m¹ angebrachten Zapfen- y³, y⁴ drehbar sind. Die an demselben Querträger gehaltenen Hebel o¹ und o² bzw. o³ und o⁴ liegen dabei symmetrisch zur Längsachse und sind in dieser Lage durch je einen zwischen den äußeren Schenkelenden

angeordneten Anschlag q, q¹ gehalten, der die durch die Feder ρ bedingte Gegeneinanderbcwegung der äußeren Hebelenden begrenzt. Beim Befahren einer Kurve legen sich infolge der stumpfwinkligen Ausbildung der Gelenkstangen k, k¹ einerseits das auf der äußeren Bogenseite der Gieiskrümmung befindliche Gelenkstangenende von k und anderseits das bogeninnere Gelenkstangenende von k¹

ίο mitjeeinemAnschlagz²bzw.z³ (Abb. 2) gegen den äußeren bzw. inneren Arm des entsprechenden Doppelhebels o² bzw. o^s, so daß diese nach innen gedrückt werden und dadurch die Feder p gespannt wird. Nach Aufhören der Einstellkraft beim Verlassen der Kurve zieht die Feder p die Hebel o² bzw. o³ zurück und drückt dadurch die Gelenkstange k bzw. k¹, d. h. das Gelenkviereck I, II, III, IV, in die Ursprungslage zurück.

Des weiteren wird, wie besonders aus den Abb. 3 und 4 sowie 7, 8 ersichtlich, das gesamte aus Radsatz a, Federn b. Lang- und Querträgern d, d¹ bzw. f, f^l nebst Kurbelgestänge k, k¹ bestehende Achsgestell nicht an den Querträgern m, m¹ fest mit dem Untergestell verbunden, sondern es sind an den Hilfsquerträgern f, f¹ Pendellager oder Lenker g, g¹ angelenkt, die mit denen wiederum mit an den Langträgern n, n¹ angebrachten Konsolen h, h¹ für die Langträger n, n¹ gelenkig verbunden sind. Hiermit wird, wie im folgenden beschrieben, eine Querverstellbarkeit sowie Ouerneigung des Wagenkastens gegenüber dem Achsgestell erreicht, die zu einer großen Anpassungsfähigkeit für die Einstellung des Wagens in der Kurve beitragen. Beim Einfahren in eine Kurve und beim Durchfahren der Kurve hat nämlich der Wagenkasten vermöge des ihm innewohnenden Trägheitsmomentes zunächst das Bestreben, geradeaus in Richtung der Kurventangente zu verharren. Entsprechend der gelenkigen, durch Lenker g, g¹ und Konsole h, h^x gebildeten Verbindung der Drehgestellquerträger /, f¹ mit dem Untergestellrahmen n, n¹ wird vermöge der nicht starren Verbindung von Wagenkasten A und Untergestell zunächst nur das Achsgestell nach dem Krümmungsmittelpunkt hin abgelenkt. Radsatz, Achsbuchse, Achsbuchsfedern und Federträger (Hilfslangträger) folgen zunächst der durch die Gleiskrümmung vorgeschriebenen Bahn und nehmen den Querträger f, f¹ mit, da dieser sich mit den Flanschen des Gegengleitstückes gegen die Längsrippe des am Langträger ί/,ί/¹ angebrachten Gleitstückes t',0¹ legt.

Bei dem Verharren des Untergestelles in seiner Richtung findet nunmehr eine Annäherung des Achsgestellquerträgers / nebst dem ganzen Gestell statt nach derjenigen Seite des Untergestelles und nach demjenigen Langträger h¹ hin, die nach dem Krümmungsmittelpunkt zu gelegen sind, während sicli auf der anderen Seite der= Querträger /" nebst Gestell von dem festen Langträger η der Krümmungsaußenseite entfernt. Die Abb. 4 stellt dar, wie sich der Wagenkasten gegenüber dem Gestell (Hilfquerträger /) in einer Rechtskurve einstellt. Der nach rechts abgelenkte Querträger/-nimmt die oberen Gelenke der Pendellager g mit sich nach rechts hinüber. Der in seiner Lage zunächst verharrende Kasten A schwingt infolgedessen um die oberen Gelenkpunkte von g, wobei die unteren Gelenkpunkte kurze Drehbewegungen um den oberen Gelenkpunkt nach links beschreiben. Außer der Verringerung des Abstandes von Querträger f bis Langträger ti¹ auf der rechten Seite und einer Vergrößerung dieses Abstandes (/" bis n) auf der linken Seite (beide um den gleichen Betrag x) wird gleichzeitig die rechte Langträgerseite·«¹ gegenüber der konstanten Höhenlage des Achsgestelles um einen gewissen Betrag gesenkt, während die linke Langträgerseite η über die normale Höhenlage gehoben wird. Da diese Hebungen und Senkungen gleich den senkrechten Projektionen der zurückgelegten Kreisbewegungen der unteren Gelenk- go punkte des Pendels g. sind, wobei die betreffende Projektion an der Kurveiiaußenseite diejenige der Innenseite überwiegt, so wird bezüglich der Schrägstellung des Wagenkastens dieselbe Wirkung erzielt, wie sie sonst mit einseitig überhöht verlegten Gleisen erreicht wird.

Außer der leichten' Ouerverstellbarkeit in der Kurve besitzt der Wagen also das Vermögen, die der Zentrifugalkraft entsprechende Ouerneigung einzunehmen, womit also auch außer der Wendigkeit des Wagens eine gleichmäßige Belastung der Räder und Schonung der Gleise verbunden ist.

Bei der Schwingbewegung des Wagenkastens A gegenüber dem Achsgestell dient der zwischen den Führungen i gelegene Spielraum als Führung und läßt nur Bewegungen quer zur Wagenlängsachse zu.

Beim Verlassen der Kurve erfolgt die Rückstellung aus der Querneigung und aus der Ouerstellung selbsttätig, und zwar so lange, als das Moment P/2 · α größer ist als das Moment P/2 · ß, d. h. so lange, bis die Abstände α und /i wieder gleich geworden sind und Ruhelage eingetreten ist (vgl. Abb. 7 und 8).

In den Abb. 9 bis 18 ist eine weitere Ausführung des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Die radiale Einstellung der Achse α wird hier erreicht dadurch, daß vier im \^riereck

gelegene Punkte als Gelenkpunkte am Wagenuntergestell befestigt werden, in denen je ein Winkelhebel v^%, v², v³, v^l (Abb. 13 und 14) an seinem Scheitelpunkt drehbar gelagert ist. Die nach innen gerichteten Schenkel der Winkelhebel werden in der Längsrichtung des Wagens mittels Gelenkstangen u¹ bis M* mit der Achsbuchse verbunden, während die anderen, parallel zur Wagenlängsachse liegenden Schenkel der Winkelhebel mit dem entsprechenden Winkelschenkel der Gegenseite durch Gelenkstangen W₁ w^l gelenkig verbunden sind.

Wird beim Einfahren in die Kurve das innere Rad zurückgelenkt, so wird, wie aus Abb. 14 ersichtlich, die Gelenkstange %Φ zurückgedrängt, während die Stange u² zurückgezogen wird. Über die Winkelhebel und das daran angelenkte Gestänge w, w¹ wird die *o Kraftwirkung und die Bewegung weitergeleitet, wobei u¹ vorgedrückt und u^s vorgezogen wird. Der Rückbewegung der Achsbuchse V entspricht also die Vorbewegung der Achsbuchse VL Damit die Achsbuchs- *5 feder b dieser Beweglichkeit nicht hindernd im Wege steht, ist die Pendelstütze r der Federaufhängung in der Längsrichtung schwingbar eingerichtet (Abb. 17, 18).

Die Querverstellbarkeit und die Querneigung des Untergestelles gegenüber dem Achsgestell wird dadurch erreicht, daß die Aufnahme der Pendelstützen r der Feder b in Lagern s (Abb. 9 und 11) geschieht, die um in Längsrichtung des Wagens gelegene Zapfen drehbar sind. Das Zusammenwirken der Ouerverschieblichkeit der beiderseitigen Achsbuchsfedern b wird erreicht dadurch, daß die Federlager beiderseits durch ein Gestänge t, t¹ verbunden sind. Die am Untergestell η, η befestigten Konsolen h, h¹ nehmen die Pendellager j auf. In ähnlicher Weise, wie bereits beschrieben, schwingen bei der Ablenkung von Radsatz a, Achsbuchse und Achsbuchsfeder & in der Kurve (.vgl. Abb. 12 und 16) die unteren Gelenkpunkte der Pendel r nach links, der rechte Langträger Φ nähert sich dem rechten Federauge, während der linke Langträger η von dem linken Federauge sich entfernt, gleichzeitig wandert das untere Gelenk des rechten Pendels r¹ abwärts und senkt den rechten Langträger n¹, während das untere Gelenk des linken Pendels r (Abb. 16) aufwärts schwingt und den linken Langträger η und damit den Wagenkasten A auf dieser Seite kippend anhebt.

Zur Erzielung der radial zur Kurve gerichteten Einstellung der Radachse mittels des umlaufenden Gestänges ist eine doppelte zwangläufige Verbindung der beiden gegenüberliegenden Achsbuchsen V und VI nicht erforderlich, es genügt vielmehr die einseitige Verbindung von beispielsweise n¹ und n~ durch w, wodurch die Konstruktion äußerst einfach gestaltet wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   r. Vorrichtung zur Führung der Lenkachse, insbesondere an Straßenbahnwagen, bei der die Achse beim Befahren von Kurven gleichzeitig und zwangläufig radial zum Kurvenmittelpunkt eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkachsrahmen aus zwei verschiebbaren Querträgern (/ und f¹) und zwei gegenläufig miteinander gekuppelten, mit den Querträgern (/, f¹) zwangläufig verbundenen Längsträgern (d und d¹) besteht, von denen die Querträger (f, Z¹) wohl quer zum starren Wagenkastenrahmen (ä,»¹), in dessen Längsrichtung jedoch nicht oder nur unwesentlich verschiebbar gelagert sind, während die Längsträger (ei, d¹) sich im wesentlichen in Längsrichtung des Wagenkastenrahmens (μ, μ¹) bewegen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträger (f, f¹) des Lenkachsrahmens (/Γ/¹; d, d¹) sich in an den Längsträgern (n, n¹) des Fahrzeugrahmens (η, η^ν) angebrachten Führungen (i, i) bewegen, während die Längsträger (d₃ d¹) in zwischen den Enden der Längs- (d, d¹) und Querträger (f'f¹) vorgesehenen Längsführungen (β,ε¹) gleitbar angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträger (d, d^l) des Lenkachsrahmens (Z, f¹; d, d¹) durch zusätzlich zu dessen Querträgern (/, Ζ¹) vorgesehene knieförmige Querstangen (k, k¹), die sich mit ihrem Scheitel (/, j¹) gegen am Fahrzeugrahmen (η, n^l) vorgesehene Widerlager (m, m¹) stützen, zu einem Gelenkviereck verbunden sind (Abb. 5 und 6).
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Ecken des Lenkachsrahmens (/, Z¹; d, d¹) durch wechselsinnig angeordnete Winkelhebel (υ¹, ν², ν³, ΐΑ) gebildet sind, die quer zum Wagenkastenrahmen (n, n¹) durch Lenkerstangen (W₁ w¹) und in Längsrichtung durch Lenkerpaare (m¹, u³, u², w⁴), deren innere Enden an den Achsbüchsen (I, II) angelenkt sind, miteinander verbunden sind (Abb. 13 und 14).
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den festen Querträgern (m, m¹) j e zwei durch eine Rückholfeder (p) verbundene, doppelarmige Hebel '(o¹, o² bzw. σ³, ο⁴) drehbar angeordnet sind, die bei der Mittellage

   des Lenkachsrahmens (/, f¹; d, d¹) an einem festen, mit dem Fahrzeugrahmen (η, η¹) verbundenen Anschlag (q) anliegen und beim Ausschwingen des Lenkachsrahmens (/, P-; d, d¹) durch mit dessen Querstangen (k, k¹) oder Querlenkern (w, w¹) verbundene Ansätze (s¹, s², z³, s*) wechselweise mitgenommen werden und dabei die Rückholfedern spannen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   KKBMV CFlHiIICKT IV n^R