DE634254C

DE634254C - Vorrichtung zur Verminderung der Achsentlastungen durch die Zugkraft bei Drehgestell-Triebfahrzeugen

Info

Publication number: DE634254C
Application number: DE1930634254D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-01-12
Filing date: 1930-01-12
Publication date: 1936-08-25

Description

Bei Lokomotiven tritt insbesondere- beim Anfahren eine Entlastung der in der Fahrtrichtung vorn liegenden Achsen auf, während die nachfolgenden Achsen gegenüber der Belastung im Stillstand stärker belastet werden. Diese Belastungsänderung entsteht durch das Kräftemoment, das die am Zughaken angreifende Zuglast im Augenblick des Anfahrens auf die Lokomotive ausübt und gewissermaßen ein Aufbäumen der Lokomotive zur Folge hat.

Da sich die Zugkraft der Lokomotive, besonders bei Einzelachsantrieben, nach der beim Anfahren am geringsten belasteten Achse richtet, wird die Zugkraft durch die Achsdruckänderungen beim Anfahren wesentlich herabgesetzt. Man hat daher bereits Vorrichtungen an den Lokomotiven vorgesehen, die zum Ausgleich der Achsdruckänderungen dienen und auf diese Weise eine bessere Ausnutzung der Lokomotive ermöglichen. So hat man bereits auf den Lokomotiven verschiebbare Gewichte angeordnet und so durch zusätzliche Belastung der vorderen Achsen für die notwendige Reibung dieser Achsen mit den Schienen Sorge getragen.

Es ist weiterhin bekannt, durch Verstellen von Hebelgestängen den Abstützpunkt der zwischen dem Lokomotivrahmen und den Achsen eingeschalteten Federn zu verlegen und auf diese Weise der Entlastung der Achsen entgegenzuwirken.

Bei Drehgestell-Triebfahrzeugen mit besonderem Obergestell hat man bereits das Obergestell in der Längsachse mehrmals auf jedem Drehgestell gelagert, um die Achsentlastungen zu verringern. Diese mehrfache Lagerung verhindert zwar ein Aufbäumen der Drehgestelle gegenüber dem Obergestell beim Anfahren; jedoch werden die Achsdruckentlastungen hierbei nicht verhindert. Es ergeben sich vielmehr ähnliche Achsentlastungen, wie sie bei Lokomotiven mit nur einem Rahmen auftreten. Außerdem behindert die mehrfache Lagerung des Obergestelles auf den Drehgestellen die Beweglichkeit der Drehgestelle zum Obergestell um eine waagerechte Achse senkrecht, zum Gleis. Dies bedeutet aber eine Verschlechterung der Laufeigenschaften der Lokomotive.

Nach der Erfindung wird eine wesentliche Verringerung der Achsentlastung ohne nennenswerte Einschränkung der Beweglichkeit der Drehgestelle unter Verwendung von vor oder hinter den Hauptstützpunkten der Drehgestelle angeordneten Hilfskräften dadurch erreicht, daß die Hilfskräfte derart am Drehgestell und am Oberrahmen in entgegengesetzter Richtung angreifen, daß das Drehmoment der am vorausfahrenden Drehgestell wirkenden Hilfskraft größer ist als das Drehmoment der am nachfolgenden Drehgestell arbeiten'-den Hilfskraft.

In den Abbildungen der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen

die Abb. ι und 2 Triebfahrzeuge mit je zwei Drehgestellen und verschiedenartiger Anordnung der "Zusatzkräfte. Abb. 3 gibt eine graphische Darstellung der an den einzelnen: Triebfahrzeugachsen angreifenden Kräfte. -jik Anlehnung an die nachfolgenden Berechnungen wieder, während die Abb. 4 eine Einzelheit! ι des zur Ausübung der Zusatzkräfte verwendeten Kraftorgans veranschaulicht.

Der Oberrahmen Ό ruht an den als Drehzapfen ausgebildeten Hauptstützpunkten S₁ und S₂ auf den Drehgestellen D₁, D₂. Auf das vorausfahrende Drehgestell wirkt eine Kraft Q₁ die am Hebelarm w angreift. Auf das nachfolgende Drehgestell wirkt eine Kraft P, die am Hebelarm ν angreift. Die Kräfte P und Q greifen sowohl am Oberrahmen als auch an den Drehgestellen an, und zwar derart, daß der Kraft P bzw. Q am Oberrahmen eine entgegengesetzte Kraft gleicher Größe am Drehgestell entgegenwirkt. ^:

/Ci und /C₂ sind die Vorrichtungen, mit denen die Zusatzkräfte P und Q erzeugt werden. 4 Z ist die am Zughaken ausgeübte Zugkraft des Triebfahrzeuges, h die Höhe des Zughakens über der Schienenoberkante. Durch die Kräfte Z, P und Q werden die Achsen I bis IV um einen Betrag be- bzw. entlastet, um den sich, der vom Gewicht des Fahrzeuges herrührende Achsdruck vergrößert oder vermin-

~ dert. Diese Beträge ergeben sich für die einzelnen Achsen bei der angegebenen Fahrtrichtung aus folgenden Beziehungen:

2ZÄ Pv

II=

2Zh

2L zL Pv Qw

Qw Qw

1 i~

Qw

Pv

' ι 2 L ' 2 L ι '

Negative Beträge entsprechen einer Entlastung und positive Beträge einer Belastung der betreffenden Achse. Die Achse IV ist bei dieser Fahrtrichtung stets belastet.

Die Änderung der Achs drücke für die Achsen I bis III in Abhängigkeit von dem Wert Qiv ist in Abb. 3 dargestellt, und zwar voll ausgezogen, wenn Pv = Qw ist, und gestrichelt, wenn Pv= · Qw.

L· -J- I

Aus der Drehung der Strahlen bei Änderung des Verhältnisses von Pv zu Qw ist zu ersehen, daß' die günstigsten Verhältnisse für die Achsen I und III dann eintreten, wenn

die Bedingung Qw == · Pv erfüllt ist. Die

Achsen I und III sind dann stets gleich entlastet. Wird dann noch Qw = 2 Zh, dann tritt das günstigste Ergebnis für alle drei Achsen I bis ΙΠ ein. Diese sind dann gleichmäßig

%Zh

■■■entlastet, und zwar um den Betrag -=——.

v'Ä. ⁺ ¹

— =c stets positiv und

der Wert

5%'rößer als 1 ist, muß dann Qw^> Pv sein. Die Vorrichtungen Ιζ müssen 'also, um günstige Ergebnisse zu erzielen, so ausgebildet und angebracht sein, daß das Drehmoment Qw der am vorausfahrenden Drehgestell wirkenden Zusatzkraft Q größer ist als das Drehmoment Pv, welches die auf dem nachfolgenden Drehgestell angebrachte Zusatzkraft P ausübt. Bei gleicher Größe der Kräfte P und Q muß also der Abstand w größer als ν sein, bzw. bei gleichen Abständen muß Q größer als P gemacht werden.

Im allgemeinen sind also bei einem nach beiden Richtungen arbeitenden Triebfahrzeug mit zwei Drehgestellen die Kräfte/⁵ und Q symmetrisch zur Mitte des Fahrzeuges zweimal anzubringen. Es sind im ganzen also vier Vorrichtungen/C anzuordnen, von denen jeweils zwei bei einer Fahrtrichtung arbeiten. Man kann aber auch die Zahl dieser Vorrichtungen /C " auf zwei ermäßigen (Abb. 2) oder sie beliebig vergrößern, wenn dies aus baulichen Gründen zweckmäßig erscheint. Die Summenwirkung der jeweils arbeitenden Zusatzkräfte muß nur so sein, wie es an dem Beispiel dargelegt wurde.
• Wenn die Zahl der Vorrichtungen A^ auf zwei herabgesetzt wird, dann muß jedes Kraftorgan /( je nach der Fahrtrichtung einmal in positiver, das andere Mal in negativer Richtung arbeiten (Abb. 2).

Die Vorrichtungen K können z. B. aus einem im Ober- oder Drehgestell angebrachten Rohr bestehen, in dem sich ein die Zusatzkraft auf Ober- und Drehgestell ausübender, den Ausschlägen der Drehgestelle folgender Kolben bewegt. Die Kraft, die der Kolben auszuüben hat, kann beliebig erzeugt werden, z. B. durch ein Solenoid, durch Preßluft ο. dgl.

Die Zusatzkräfte greifen zweckmäßig nicht unmittelbar am Drehgestell oder Oberrahmen an, sondern.arbeiten, wie z.B. Abb.4 angibt, auf ein Zwischenglied, das Seitenkräfte von der Kolbenstange fernhält.

Die Vorrichtungen/C können so ausgebildet sein, daß sie dauernd wirken oder abstellbar sind und daß die von ihnen ausgeübten Drehmomente Qw bzw. Pv stets gleich oder regelbar sind.

Die Regelung kann sowohl durch Änderung der Kräfte P und Q nach Größe bzw. Richtung als auch durch Änderung der Hebelarme ν und w nach Lage und Länge erzielt werden.

(5:54254

Die Regelung kann von Hand oder selbsttätig in Abhängigkeit z. B. von der Zugkraft erfolgen. Bei Dampflokomotiven z. B. in Abhängigkeit von der mechanischen Steuerung 5 oder dem mittleren Zylinderdruck, bei elektrischen Lokomotiven in Abhängigkeit vori dem Motorstrom.

Die Vorrichtungen /< können außerdem noch in Abhängigkeit von dem Fahrtrichtungsorgan gebracht werden, damit zwangsläufig nur die Vorrichtungen arbeiten, die für die eingestellte Fahrtrichtung wirken dürfen.

Claims

Patentansprüche:

i. Vorrichtung zur Verminderung der Achsentlastungen durch die Zugkraft bei Drehgestell-Triebfahrzeugen mit Oberrahmen mittels zwischen den Drehgestellen und dem Oberrahmen vor oder hinter den Hauptstützpunkten angeordneter Hilfskräfte, die den Bewegungen der Drehgestelle in senkrechter Richtung folgen

₂g können, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskräfte (P, Q) derart am Drehgestell und am Oberrahmen in entgegengesetzter Richtung angreifen, daß das Drehmoment (Q'W) der am vorausfahrenden Drehgestell wirkenden Hilfskraft (Q) größer als das Drehmoment (P·ν) der am nachfolgenden Drehgestell arbeitenden Hilfskraft (P) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomente (Q-W, P·v) der Zusatzkräfte (P, Q) von Hand oder selbsttätig regelbar sind.
3. ■ Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (/C) zur Erzeugung der Hilfskräfte (Q) mit den Fahrtrichtungsorganen derart in Verbindung stehen, daß je nach der Fahrtrichtung nur die hierfür benötigten Vorrichtungen (/C) wirksam werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (/C) zur Erzeugung der Zusatzkräfte (P, Q) unterteilt sind".
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Fahrtrichtungen insgesamt nur zwei Vorrichtungen (/C) vorgesehen sind, mit denen wahlweise zusätzliche Zug- oder Druckkräfte ausgeübt werden können.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung der Zusatzkräfte (P, Q) Zylinder verwendet werden, deren Kolben auf ein Zwischenglied arbeiten, das Seitenkräfte von dem Kolben fernhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen