DE693928C - Vorrichtung zur Verbesserung der Standfestigkeit dnachsigen Wagen - Google Patents

Description

C53832 Ι

Die Verwendung von einachsigen Wagen, also Wagen, bei denen die einzige vorhandene Achse oder das einzige vorhandene Drehgestell unterhalb des Wagenkastens in der Nähe des einen Wagenendes liegt, bietet die Möglichkeit, das achsfreie Ende mit Hilfe einer tragenden Kurzgelenkkupplung auf dem vorangehenden oder nachfolgenden Wagen abzustützen. Dies hat den Vorteil, daß der einachsige Wagen auf drei Punkten gelagert ist und somit zwangsläufig den Gleisunebenhiedtax, z. B-. Überhöhungen in den Gleis-, krümrnungen, ohne Rücksicht auf seine Federung oder seine Verbindung mit dem vor bzw. hinter ihm laufenden Wagen folgen kann. Dies,e Dreipunktlagerung hat aber den Nachteil, daß die Standsicherheit des Fahrzeuges gering ist. Man kann nun die Standsicherheit eines einachsigen Fahrzeuges, dessen achsfreies Ende mittels tragender Gelenkkupplung auf einem zweiachsigen Fahrzeug sich abstützt, dadurch erhöhen, daß man an das einachsige Fahrzeug ein zweites einachsiges Fahrzeug anhängt, und zwar derart, daß das achsfreie Ende des zweiten einachsigen Fahrzeuges sich mittels tragender Gelenkkupplung auf dem mit der Achse versehenen Ende des ersten einachsigen Fahrzeuges abstützt. In diesem Falle wird nämlich durch die tragende Gelenkkupplung ein entsprechender Gewichtsanteil des zweiten einachsigen Fahrzeuges auf die in der Nähe der Gelenkkupplung liegende Achse des ersten einachsigen Fahrzeuges übertragen. Nun wird -aber auch in diesem Falle der letzte einachsige Wagen nicht zusätzlich belastet, so daß dessen Standsicherheit geringer ist als die Standsicherheit der übrigen Wagen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Standsicherheit des einachsigen Endwagens derartiger Schienenzüge zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten aller Wagen eine federnde Verbindung angeordnet wird, die ein mit der Größe des Krängungswinkels wachsendes Gegendrehmoment erzeugt. Diese ι ο Vorrichtung kann z. B. aus zwei vorgespannten Federn bestehen, von denen bei der Krängung jeweils nur eine beansprucht wird. Die Federung muß so hart sein, daß sie zwar die Rampenneigung in den Übergangsbögen zu-'S läßt, aber bei Erreichung des für zulässig gehaltenen Krängungswinkels ein Gegendrehmoment erzeugt, so daß eine entsprechende Kraftübertragung von dem einen Wagenkasten auf den anderen stattfindet. Man hat ao es auf diese Weise in der Hand, die Gesamtstandsicherheit eines Eisenbahnzuges der geschilderten Bauart so zu verteilen, daß auch der letzte einachsige Wagen noch eine ausreichende (erhöhte) Standsicherheit _s besitzt'. »■5 Es ist bekannt, Störbewegungen der Wagen von Schienenzügeri dadurch zu dämpfen, daß die aneinanderstoßenden Wagenenden durch ein Gestänge miteinander verbunden werden, welches dazu bestimmt ist, in Quer-3-O richtung des Zuges zu wirken, und in welches ein Flüssigkeitsstoßdämpfer eingebaut ist. Durch Schräganordnung dieser Querverbindung sollen sowohl vertikale als auch horizontale, quer zur Längsachse des Zuges gerichtete Relativbewegungen der Wagen gedämpft werden können. Es ist auch bekannt, zwischen den einander . gegenüberstehenden Stirnseiten zweier miteinander gekuppelter Schienenwagen ein Gestänge aus verschieden-1" artigen Gliedern derart anzuordnen, daß diese Glieder entsprechend den Parallelverschiebungen der Stirnseiten verstellt werden und den Kolben eines Dämpfungszylinders bewegen. Bei Gelenkkupplungen zur Verbindung zweier ¹S Fahrzeuge hat man auch Rückholfedern angeordnet, die ebenfalls eine Dämpfung von Störbewegungen herbeiführen. Bei diesen vorbekannten· Anordnungen handelt es sich lediglich um die Dämpfung von Störbewegungen, während der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, bei Schienenzügen bestimmter Bauart die Standsicherheit des einachsigen Endwagens zu verbessern. Die zu diesem Zweck benutzte Vorrichtung ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß sie ein mit der Größe des Krängungswinkels wachsendes Gegendrehmoment erzeugt.

In der nachstehenden Beschreibung des in

_: der Zeichnung dargestellten Ausführungs-

ffo beispieles ist geschildert, auf welche Weise dieses Gegendrehmoment dazu führt, daß die Standsicherheit des letzten einachsigen Wagens verbessert wird.

Fig. ι zeigt im Aufriß schematisch einen aus vier Wagen bestehenden Schienenzug.

Fig. 2 ist die dazugehörige Draufsicht.

Fig. 3'zeigt in größerem Maßstab die Stirnseite eines Wagens mit der Ouerfederung gemäß der Erfindung.

Fig. 4 zeigt in noch größerem Maßstab schematisch einen Schnitt durch das Federgehäuse.

Die Fig. 5 bis 7 veranschaulichen schematisch die Verhältnisse bezüglich der Standsicherheit bei zweiachsigen und einachsigen Fahrzeugen.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Schienenzug handelt es sich um einen solchen, der aus einem zweiachsigen Spitzenwagen (Triebwagen) I und drei einachsigen Wagen II, III und IV besteht. Das achsfreie Ende des ersten einachsigen Wagens II ist mittels der tragenden Gelenkkupplung 5 auf dem zugekehrten Ende des Spitzenwagens I abgestützt. Das achsfreie Ende des zweiten einachsigen Wagens III ist mittels tragender Gelenkkupplung 6 auf dem über der Achse 7 liegenden Ende des einachsigen Wagens II abgestützt. 8 ist die tragende Gelenkkupplung zwischen dem achsfreien Ende des letzten einachsigen Wagens und dem mit der Achse versehenen Ende des mittleren einachsigen Wagens. Durch die tragenden Gelenkkupplungen S, 6 und 8 wird ein entsprechender Gewichtsanteil der Wagen II, III und IV auf den vorangehenden Wagen übertragen. Die Wagenkasten der einachsigen Fahrzeuge sind in drei Punkten gelagert, während der Wagenkasten des Spitzenwagens die übliche Vierpunktlagerung aufweist. Die Standsicher- mo heit eines zweiachsigen Wagens mit Vierpunktlagerung ist an sich doppelt so groß wie die Standsicherheit eines einachsigen Wagens, dessen achsfreies Wagenende nur in einem Punkt unterstützt ist.

Die Standsicherheit eines Fahrzeuges ist

j tr 1 ■·( · Standmoment „ „·.

das Verhältnis -~-. . Das Kipp-

Kip.pmoment

moment kann durch Fliehkräfte, Winddruck usw. entstehen, während das Standmoment no gleich dem Produkt: WagengewichtXAbstand des Schwerpunktes von der Kippkante ist. Bei einem zweiachsigen Wagen ist, wie der in der Fig. 5 schematisch dargestellte Grundriß zeigt, das Standmoment = G - s, wenn G das Gewicht ist und im Schwerpunkt S angreift. Die Kippkante ist a-c. Fig. 6 zeigt, wie die Verhältnisse bezüglich der Standsicherheit bei einem einachsigen Fahrzeug liegen. Während das Kippmoment bei gleichen Abmessungen des Wagens dasselbe bleibt, ist das Standmoment nur halb so groß wie bei

dem zweiachsigen Fahrzeug gemäß Fig. 5, weil der Abstand / des Schwerpunktes S. von der Kippkante e-f nur halb so groß ist wie bei dem zweiachsigen Fahrzeug. Hängt man aber an den einachsigen Wagen einen zweiten einachsigen Wagen mittels tragender Gelenkkupplung m an und trifft die Anordnung so, daß durch die tragende Gelenkkupp-

lung ein Gewichtsanteil —· auf den ersten ein- ° 2

achsigen Wagen übertragen wird, so ergeben sich die Standsicherheitsverhältnisse, wie sie in Fig. 7 erläutert sind. Durch die Übertra-

gung des Gewichtsanteils — verschiebt sich

nämlich der Schwerpunkt der lotrechten Kräfte von S' nach S". Der Abstand der

Wirkungislinie ides Gewichts G -| wird

s" -²I₃S. Infolgedessen· ist das Standmoment des ersten einachsigen Wagens:

M₁ =

Das Standmoment eines einachsigen Wagens, auf den mittels tragender Gelenkkupplung das halbe Wagengewicht eines angehängten einachsigen Wagens übertragen wird, ist also gleich dem Standmoment eines zweiachsigen Fahrzeuges. Infolgedessen ist die Standsicherheit des erwähnten einachsigen Fahrzeuges dieselbe wie die Standsicherheit eines zweiachsigen Fahrzeuges. Setzt man z. B. die Standsicherheit eines zweiachsigen Wagens mit Vierpunktlagerung =1, so ist die Standsicherheit eines einachsigen Wagens mit Dreipunktlagerung des Wagenkastens = 0,5. Die Standsicherheit des dargestellten Eisenbahnzuges wäre demnach theoretisch:

ίο ι + 0,5 + 0,5 + 0,5 — 2,5. Sie ist aber größer, weil durch die tragende Kupplung 5, 6 und 8 ein entsprechender Anteil des Eigengewichts jedes einachsigen Wagens auf den vorangehenden Wagen übertragen wird. Nimmt man an, daß sich das Eigengewicht jedes einachsigen Wagens zur Hälfte auf die Achse und zur Hälfte auf die tragende Gelenkkupplung verteilt, so bedeutet die zusätzliche

■ Belastung der Achse 9 durch die Hälfte des Eigengewichts des letzten einachsigen Wagens eine Erhöhung der Standsicherheit des Wagens III und den Wert 0,5. Dasselbe gilt für den Wagen II und für den Spitzenwagen I. Die Standsicherheit bei dem dargestellten Eisenbahnzug verteilt sich also wie folgt:

zweiachsiger Wagen I = 1 + 0,5,

einachsiger Wagen II = 0,5+0,5,.

einachsiger Wagen III = 0,5 + 0,5, ■

einachsiger Wagen IV = 0,5.

Die Gesamtstandsicherheit des Zuges ist demnach:

(1+0,5) +(0,5

0,5) + (o.s-l¹ O₅S)

-f 0,5 = 4.

Diese erhöhte Gesamtstandsicherheit läßt sich nun mit Hilfe der zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Wagen erfindungsgemäß angeordneten federnden Querverbindungen 12 in bestimmter Weise auf die einzelnen- Wagen so verteilen, daß auch der letzte einachsige Wagen IV eine erhöhte Standsicherheit erhält. Die Querverbindungen 12^V bewirken nämlich, daß bei Erreichung des zulässigen Krängungswinkels eine Kraftübertragung von dem einen Wagen auf den anderen stattfindet. Jede dieser Querverbindungen ist so ausgebildet, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Fig. 3 zeigt eine Ansieht derjenigen Stirnwand des Wagens II, die dem Wagen III zugekehrt ist. An der genannten Stirnwand des Wagens II ist bei 13 ein Federzylinder 14 angelenkt, in welchem, wie Fig. 4 zeigt, zwei Wendeldruckfedern 15 und 16 angeordnet sind. Zwischen den einander zugekehrten Enden dieser beiden Federn sind zwei Federteller 15° und i6^a angeordnet. Das Gehäuse 14 ist ferner mit einem Anschlag 17 versehen, gegen den sich die beiden Federteller 15" und i6^a von beiden Seiten her anlegen. Zwischen den genannten Federtellern ist ein Kolben 18 angeordnet, der an einer Kolbenstange 19 befestigt ist. Die Kolbenstange 19 ist durch den Federteller 15° und durch die obere Querwand 14" des Gehäuses 14 hindurchgeführt. Das obere Ende der Kolbenstange 19 ist an dem waagerechten Arm 20^a eines Winkelhebels 20 ange-' lenkt. Der WinkeTbebel 20 ist bei 21 an der Stirnwand des Wagenkasten® II drehbar gelagert; die Drehebene läuft parallel zu der genannten Stirnwand. An dem senkrechten Arm 20* des Winkelhebels greift eine Verbindungsstange 2i^a an, deren Länge mit Hilfe der Vorrichtung 22 veränderbar ist. Das andere Ende der Stange-2i ist bei 23 an der Stirnwand des nächsten Wagens, also des Wagens III, befestigt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die doppelt wirkende Federung no nach beiden Seiten hin Vorspannung hat und daß stets eine der beiden Federn zusammengedrückt wird. Die andere Feder wird an der Dehnung,., also am Nachdrücken, durch den Anschlag 17 gehindert· Die Federung ist so hart, daß sie zwar die Rampenneigung in den Übergangsbögen zuläßt, aber ein unerwünscht großes tiberkrängen der Wagen verhindert. Durch die Anordnung derartiger federnder Querverbindungen zwischen den einzelnen Wagenkasten läßt sich die Gesamtstandsicherheit (= 4) des Zuges bei Erreichung des

zulässigen Krängungswinkels'wie folgt verteilen:

Wagen I Standsicherheit =1,5—0,5 = 1,
Wagen II - =1+0,5—0,5=1,

Wagen III - =1+0,5—0,5 = 1,

Wagen IV - =0,5+0,5 = 1.

Die Verwendung der federnden Querverbindung zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Wagen ermöglicht also die Beseitigung bzw. beliebig große Verminderung der Nachteile der Dreipunktlagerung am letzten einachsigen Wagen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Verbesserung der Standfestigkeit des einachsigen Endwagens eines aus einem zweiachsigen Wagen und mindestens einem einachsigen Wagen bestehenden Schienenzuges, wobei die Achse des einachsigen Wagens sich zwischen dem einen Wagenende und der Wagenmitte befindet und das achsfreie Wagenende sich mittels tragender Gelenkkupplung auf dem zweiachsigen Wagen abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Wagen angeordneten federnden Verbindung besteht, die ein mit der Größe des Krängungswinkels wachsendes Gegendrehmoment erzeugt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung aus zwei vorgespannten Federn besteht, von denen bei der Krängung jeweils nur eine beansprucht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen