DE694054C

DE694054C - Electric locomotive with single-axle drive and with devices to improve cornering and to generate the restoring force

Info

Publication number: DE694054C
Application number: DE1936S0122740
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Eichelberger; Alfred Grimm
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1936-05-21
Filing date: 1936-05-21
Publication date: 1940-07-24

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AI
24. JULI 1940ISSUE AI
JULY 24, 1940

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 20'd GRUPPECLASS 20'd GROUP

vS" 122740 II/20 d vS " 122740 II / 20 d

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Mai 1936 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 27. Juni 1940Patented in the German Empire on May 21, 1936 Patent issued June 27, 1940

Bei elektrischen Lokomotiven mit Einzelachsantrieb wird konzentrisch zur Treibachse eine nachgiebig mit ihr gekuppelte Hohlwelle angeordnet, welche das Antriebszahnrad trägt. Hierdurch wird erreicht, daß die Treibachse Unebenheiten der Schienen, beispielsweise an den Schienenstößen, zu folgen vermag, ohne daß sich diese Beanspruchungen auf die ,Zahnräder fortpflanzen.In the case of electric locomotives with single-axle drive, the drive axis is concentric arranged a resiliently coupled with her hollow shaft, which the drive gear wearing. This ensures that the drive axis causes unevenness in the rails, for example at the rail joints can follow without these stresses being propagated to the gears.

ίο Neben dieser Beweglichkeit der Treibachsen senkrecht zur Gleisebene muß auch häufig noch eine axiale Verschiebbarkeit der Treibachsen vorgesehen werden, da sich nur auf diese Weise die von den Lokomotiven oderίο In addition to this mobility of the driving axes The drive axles must often also be able to move axially perpendicular to the track plane be provided, as this is the only way to get by the locomotives or

ig Triebfahrzeugen verlangte Kurvenläufigkeit erreichen läßt. Infolge der axialen Verschiebbarkeit kann sich die Treibachse durch seitliches Ausweichen den Gleiskrümmungen anpassen. Es muß jedoch dafür gesorgt sein,ig traction vehicles required cornering ability can achieve. As a result of the axial displaceability, the drive axis can move sideways Adapt the evasion to the curvature of the track. However, care must be taken

ao daß die Treibachse bei der Fahrt auf gerader Strecke nicht ungehemmt in, axialer Richtung pendeln kann. Es wurden daher besondere Fülirungseinrichtungen angeordnet, die die^e beiden Aufgaben erfüllen sollten. So hat man bei Lokomotiven mit Laufachsgestellen eine Steuerung der axial verschiebbaren Achse von der Laufachse her vorgesehen. Sobald die Laufachse oder das Laufachsgestell in eine Kurve einläuft und aus der bisherigen Richtung abgelenkt wird, soll bei der bekannten Anordnung über ein von der Laufachse verstelltes Hebelgestänge die Treibachse entsprechend der zu durchfahrenden Kurve seitlich verschoben werden.ao that the drive axle is not uninhibited in the axial direction when driving on a straight line can commute. Therefore, special feeding devices were arranged, which the ^ e should fulfill both tasks. So you have one with locomotives with running axle racks Control of the axially displaceable axis provided from the barrel axis. As soon the running axle or running axle frame enters a curve and out of the previous one Direction is deflected, should in the known arrangement on one of the barrel axis adjusted lever linkage the drive axis according to the curve to be driven through laterally be moved.

Bei einer derartigen Steuerung der Axial- -35 verschiebung kann weder die Laufachse noch , die Treibachse die richtige Lage haben, da die Laufachse durch die Axialverschiebung der Treibachse in ihrer freien Einstellung gehemmt wird und andererseits die Treibachse bei schlagartigen Beanspruchungen der Laufachse stoßartige Seitenbeanspruchungen erfährt. Gerade durch .die Abhängigkeit der Axialverschiebung der Treibachse von der Laufachse ergibt sich ein unruhiger Lauf der Lokomotive in den Kurven, der auch durch die Verwendung von Rückstellkräften nicht behoben wird.With such a control of the axial displacement, neither the running axis nor the driving axis have the correct position, because the running axis is due to the axial displacement the driving axle is inhibited in its free setting and on the other hand the driving axle in the case of sudden loads on the running axis, shock-like side loads learns. Straight through .the dependence of the axial displacement of the drive axis on the Running axis results in a restless run of the locomotive in the curves, which also through the use of restoring forces is not eliminated.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Anordnungen bei elektrischen Lokomotiven mit Einzelachsantrieb zu vermeiden und eine Einrichtung zu schaffen, die trotz geringen Raumbedarfs die notwendige Rückstellkraft für die axial verschiebbar angeordneten Treibachsen zu erzeugen imstande ist. Die Erfindung soll bei Lokomotiven Anwendung finden, bei denen eine oder mehrere Treibachsen durch konzentrisch zu ihnen auf Hohlwellen angeordnete Zahnräder angetriebenThe invention has set itself the task of eliminating the disadvantages of the known arrangements to avoid in electric locomotives with single axle drive and a facility to create the necessary restoring force despite the small space requirement is able to generate for the axially displaceably arranged drive axles. the Invention is to find application in locomotives in which one or more driving axles driven by gears arranged concentrically to them on hollow shafts

*j Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden: Alfred Grimm f in Berlin-Charlottenburg und Wilhelm Eichelberger in Berlin-Schlachtensee.* j The patent seeker indicated the following as the inventors: Alfred Grimm f in Berlin-Charlottenburg and Wilhelm Eichelberger in Berlin-Schlachtensee.

werden, wobei die Treibachsen zur Verbesserung der Kurvenläufigkeit durch den auf sie einwirkenden Schienendruck axial verschiebbar angeordnet sind und an den Treibachsen eine Rückstellkraft in Achsmitte angreift. Nach der Erfindung sind bei einer derartigen Anordnung die zum Erzeugen der Rückstellkraft dienende, von der Verstellung anderer Achsen unabhängige Vorrichtung und der ίο zum Übertragen der Verstellkräfte auf die Treibachse bestimmte Hebel am Triebmotor befestigt.be, with the driving axles for improvement the ability to turn through the rail pressure acting on them are arranged axially displaceable and on the drive axles a restoring force engages in the center of the axis. According to the invention are such Arrangement that serves to generate the restoring force, from the adjustment of others Axes independent device and the ίο to transfer the adjustment forces to the Drive axle certain levers attached to the drive motor.

Bei dem in den Abb. ι bis 3 der Zeichnung in Seitenriß, ^Aufriß und Grundriß dargestellten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist an der die Schienenräder 1 und 2 tragenden Achse 3 eine Führung 4 für den Stein 5 zwischen Bunden 6 und 7 gehalten. Die Achse 3 ist durch eine nachgiebig ao mit ihr gekuppelte Hohlwelle .hindurchgeführt, auf der ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Antriebszahnrad angeordnet ist. Die Treibachse' 3 kann sich infolgedessen in den durch die Hohlwelle und die Kupplung ge- ^5 gebenen Grenzen gegenüber dem Antriebsmotor bewegen. Durch die Führung 4 und den Stein 5 wird trotz dieser Beweglichkeit der Achse 3 die Verbindung mit dem unterhalb der Treibachse angeordneten Hebel 8 sichergestellt, der in dem Stein mit einem Kugelgelenk 9 gelagert ist. Der Hebel 8 ist Um₁ den Zapfen 10 drehbar und mit seinem anderen Ende an einem Stößel 11 angelenkt. Zu beiden Seiten des Anlenkungspunktes des Hebels 8 am Stößel befinden sich Eederteller 12, 13, 14 und 15, zwischen denen die Federn 16 und 17 angeordnet sind. Die Federteller stützen sich ihrerseits an Auflagern 18, 19, 20 und 21 ab, die an dem Motorgehäuse 22 befestigt sind. Die Auflager 18 und 21 für die Federteller 12 und 15 sind einstellbar ausgebildet, während sich die Federteller 13 und 14 an festen Auflagern 19 und 20 abstützen. Die Achse 3 ist axial verschiebbar gelagert und kann sieh beim Durchfahren von Kurven mit kleinerem Krümmungsradius unter dem Einfluß des auf die Sperrkränze der Räder 1 und 2 wirkenden Schienendruckes in axialer Richtung verschieben. Hierbei So wird der Hebel 8 entsprechend der Axialbewegung der Treibachse um den Zapfen 10 gedreht und hierdurch je nach der Bewegungsrichtung der Stößel 11 verstellt. Geht man von" der Annahme aus, daß die Treibachse 3 unter der Einwirkung des Schienendruckes nach rechts verstellt wird, so hat dies eine Bewegung des Stößels 11 nach links zur Folge. Die Federwelle* 13 und 15 machen die Bewegung des Stößels mit, und die Federn 16 mul· 17 werden zusammengepreßt. Sobald der die Verstellung der Treibachse herbeiführende Schienendruck nachläßt, führen die Federn 16 und 17 den Stößel 11 in die gezeichnete Lage zurück und bringen hierbei auch die Treibachse 3 wieder in die Mittellage. Die dargestellte Anordnung erfordert außerordentlich wenig Raum, und es können insbesondere auch die zur Übertragung der Verstellkräfte erforderlichen Teile verhältnismäßig leicht ausgebildet werden, während die bisher in' erster Linie verwandten Anordnungen mit der Steuerung der Treibachse von einer Laufachse aus sehr lang und kräftig ausgeführte Hebel oder Deichseln erfordert. Durch die am Triebmotor unmittelbar angeordnete Vorrichtung wird der einwandfreie Lauf der Lokomotive auf freier Strecke in einfachster Weise sichergestellt. Die Achse 3 muß sich nicht allein seitlich gegenüber der Vorrichtung bewegen können, sondern auch imstande sein, anders gerichtete Bewegungen gegenüber dem Hebel 8 durchzuführen. Dieser gegenseitigen Beweglichkeit dienen die Führung 4 und der Stein 5, die senkrechte Bewegungen der Treibachse gegenüber der Vorrichtung gestatten, während die Befestigung 9 gestattet, daß die Achse 3 Unterschieden in der Schienenhöhe zu folgen vermag, ohne daß dabei das gesamte Fahrzeug diese Bewegungen mitzumachen braucht.In the embodiment of the subject invention shown in FIGS. 1 to 3 of the drawing in side elevation, elevation and plan, a guide 4 for the stone 5 between collars 6 and 7 is held on the axle 3 carrying the rail wheels 1 and 2. The axis 3 is through a resiliently ao coupled to her hollow shaft .hindurchführung on which a drive gear, not shown in the drawing, is arranged. As a result, the drive axle 3 can move within the limits given by the hollow shaft and the coupling with respect to the drive motor. Through the guide 4 and the stone 5, despite this mobility of the axis 3, the connection with the lever 8 arranged below the drive axis, which is mounted in the stone with a ball joint 9, is ensured. The lever 8 is hinged ₁ To the pin 10 is rotatably and with its other end to a plunger. 11 Eederteller 12, 13, 14 and 15, between which the springs 16 and 17 are arranged, are located on both sides of the articulation point of the lever 8 on the plunger. The spring plates are in turn supported on supports 18, 19, 20 and 21 which are fastened to the motor housing 22. The supports 18 and 21 for the spring plates 12 and 15 are designed to be adjustable, while the spring plates 13 and 14 are supported on fixed supports 19 and 20. The axle 3 is axially displaceable and can move in the axial direction when driving through curves with a smaller radius of curvature under the influence of the rail pressure acting on the locking rings of the wheels 1 and 2. In this way, the lever 8 is rotated about the pin 10 in accordance with the axial movement of the drive axis and thereby adjusted depending on the direction of movement of the plunger 11. Assuming that the drive shaft 3 is adjusted to the right under the action of the rail pressure, this results in a movement of the plunger 11 to the left Springs 16 and 17 are pressed together and as soon as the rail pressure causing the adjustment of the drive axis is reduced, the springs 16 and 17 return the plunger 11 to the position shown and bring the drive axis 3 back into the central position Space, and in particular the parts required to transmit the adjustment forces can be designed relatively easily, while the arrangements previously primarily used with the control of the drive axis from a running axis require very long and powerful levers or drawbars Drive motor directly arranged device is the perfect running of the locomotive ve ensured in the simplest possible way on the open road. The axis 3 must not only be able to move laterally with respect to the device, but also be able to carry out movements in different directions with respect to the lever 8. This mutual mobility is used by the guide 4 and the stone 5, which allow vertical movements of the drive axis relative to the device, while the attachment 9 allows the axis 3 to follow differences in the rail height without the entire vehicle having to make these movements .

Bei den elektrischen Triebfahrzeugen und Lokomotiven muß nun nicht allein für eine ausreichende Kurvenläufigkeit Sorge getragen werden, sondern darüber hinaus auch eine ruhige Fahrt auf gerader Strecke mit hohen Geschwindigkeiten gewährleistet sein. Diese sich widersprechenden Forderungen können in der in der Fig. 4 dargestellten Weise erfüllt werden. Die beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Seitenverschiebbarkeit der Achsen beim Durchfahren von Kurven wird hierbei beibehalten. Die Begrenzung der Seitenverschiebbarkeit ist jedoch zwangsläufig von der Geschwindigkeit abhängig gemacht, so daß sie nur dann wirksam wird, wenn eine nur bei Fahrt auf gerader Strecke erzielbare Geschwindigkeit erreicht wird. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel bereits beschriebene Einzelteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Stößel 11 ist über die Befestigungsstellen ^der Federteller 12 und 15 hinaus verlängert. Die beiden Stößelenden sind mit 23 und 24 bezeichnet. Gleichzeitig mit den Stößelenden sind Zylinder 25 und 26 angeordnet, in denen die Kolben 27 und 28 geführt sind. Federn und 30 halten die Kolben 27 und 28 in den gezeichneten äußeren Endstellungen. Die Zylinder werden von einem nicht dargestellten Kompressor über die Leitung 31, den Luftbehälter 32 und ein Steuerschieberventil gespeist. In die Leitungen 34 und 35 vomIn the case of electric traction vehicles and locomotives, one does not have to be alone sufficient cornering must be taken care of, but also one smooth driving on a straight stretch at high speeds must be guaranteed. These contradicting requirements can be met in the manner shown in FIG will. The lateral displacement described in the first embodiment the axes when driving through curves is retained. Limiting the Side shiftability is, however, inevitably made dependent on the speed, so that it only takes effect if one is only used when driving on a straight line achievable speed is reached. In the first embodiment already Individual parts described are provided with the same reference numerals. The plunger 11 is about the fastening points ^ of the spring plate 12 and 15 extended beyond. The two ends of the ram are labeled 23 and 24. Cylinders 25 and 26, in which pistons 27 and 28 are guided, are arranged at the same time as the ends of the ram. feathers and 30 hold the pistons 27 and 28 in the drawn outer end positions. the Cylinders are from a compressor, not shown, via line 31, the Air reservoir 32 and a control slide valve fed. In lines 34 and 35 from

Steuerschieberventil zu den Zylindern 25 und 26 sind Rückschlagventile.36 und 37 eingeschaltet. Die Auslaßleitungen der Zylinder sind-mit 38 und 39 bezeichnet. Sie führen über das Steuerschieberventil und Umsteuer-_i kanäle 40 und 41 im Schieber über die Leitungen" 42- und 43 ins Freie. Der Schieber 44 ist über eine Stange 45 mit der Muffe 46 eines Fliehkraftreglers 47 mechanisch verbunden, der über die Kegelräder 48 und 49 von einer Achse 50 angetrieben wird.Check valves. 36 and 37 are switched on for the control slide valve to the cylinders 25 and 26. The outlet lines of the cylinders are denoted by 38 and 39. They lead over the spool valve and Change-over _i channels 40 and 41 in the slider via lines "42 and 43 to the outside. The slider 44 is of a centrifugal governor 47 mechanically connected via a rod 45 with the sleeve 46 through the bevel gears 48 and 49 is driven by an axle 50.

Bei geringer Geschwindigkeit kann sich die Achse 3 in den zugelassenen Grenzen in axialer Richtung frei bewegen und den Krümmungen von Kurven ohne weiteres folgen. Befindet sich dagegen die Lokomotive auf gerader Strecke und fährt mit hoher Geschwindigkeit, so wird vom Fliehkraftregler 47 der Schieber 44-nach unten bewegt. Hierbei wird die Zuleitung vom Kompressor und vom Steuerschieberventil zu den Leitungen 34 und 35 freigegeben, während die Auspuffleitungen der Zylinderräume abgesperrt werden. Diese Stellung des Schiebers 44 ist. in der Zeichnung dargestellt. Die Druckluft strömt nunmehr in die Zylinder 26 und bewegt die Kolben 27 und 28 in Richtung auf die Stößelenden 23 und 24. Trifft, hierbei die der Feder 29 bzw. 30 zugewendete Kolbenseite des Kolbens 27 bzw. 28 auf den Anschlag 51 bzw. 52, so ist damit die Seitenbeweglichkeit der Achse 3 völlig aufgehoben. Auf gerader Strecke oder auf Kurven mit sehr großem- Krümmungshalbmesser kann auf diese Weise die Führung der Lokomotive beträchtlich verbessert werden. Wird* die Geschwindigkeit des Fahrzeuges herabgesetzt, so wird der Fliehkraftregler eine Verstellung des Schiebers 44 herbeiführen. Die Zylinder 25 und 26 werden entlüftet, · und die Seitenbeweglichkeit der Achse 3 wird wiederhergestellt. At low speed, axis 3 can move within the permitted limits move freely in the axial direction and easily follow the curvatures of curves. If, on the other hand, the locomotive is on a straight line and is traveling at high speed, so the slide 44-is moved downwards by the centrifugal governor 47. Here, the supply line from the compressor and released from the spool valve to lines 34 and 35 while the exhaust lines the cylinder spaces are blocked. This position of the slide 44 is. shown in the drawing. The compressed air now flows into the cylinder 26 and moves the pistons 27 and 28 in the direction open the plunger ends 23 and 24. Meets the piston side facing the spring 29 and 30, respectively of the piston 27 or 28 on the stop 51 or 52, so that the lateral mobility the axis 3 completely canceled. On a straight stretch or on bends with very large radius of curvature can guide the locomotive in this way can be improved considerably. If * the speed of the vehicle is reduced, so the centrifugal governor will bring about an adjustment of the slide 44. The cylinders 25 and 26 are vented and the lateral mobility of the axle 3 is restored.

Claims

Patent claims:

1. Electric locomotive with single axle drive and one or more Driving axles by gears arranged concentrically to them on hollow shafts are driven to improve cornering by the on they acting rail pressure are arranged axially displaceable · and on which a restoring force acts in the center of the axis, characterized in that the for generating the restoring force, independent of the adjustment of other axes Device (11 to 17) and the te for transmitting the adjustment forces the drive shaft (3) certain levers (8) are attached to the drive motor (22).

2. Electric locomotive according to claim i, characterized in that one end of the lever (8) which is mounted on the drive motor (22) and serves to transmit the restoring force the drive axle (3) is supported in a guide (4) which allows movement of the axle (3) perpendicular to the roadway.

3. Electric locomotive according to claim ι or 2, characterized in that that to turn off the lateral displacement of the axis two counter-rotating Compressed air cylinders (25, 26) are arranged symmetrically to the lever (8) in the working plane, their input and Outflow channels (34, 35 and 38, 39) depending on the driving speed by means of a centrifugal governor (47) such 'are controlled that the outflow channels (38, 39) at high speeds ■ are locked so that the lever (8) cannot move due to the air pressure in the cylinders (25, 26} is being held.

1 sheet of drawings