DE724728C - Motortriebfahrzeug mit seitlich an die Schiene gepressten Treibraedern - Google Patents

Description

• Motortriebfahrzeug mit seitlich an die Schiene gepreßten Treibrädern Die Erfindung bezieht sich auf Motortriebfahrzeuge mit seitlich an die Schiene gepreßten Treibrädern, deren Anpreßdruck entsprechend der Verschiebebewegung eines Teiles des Fahrzeuges in Fahrtrichtung gegenüber-dem Fahrzeugrahmen regelbar ist.
• Die Erfindung bezweckt, die Konstruktion solcher Fahrzeuge dergestalt zu verbessern, daß der Anpreßdruck regelbar den Anzug-oder Steigemomenten auf ebenen oder Neigungsflächen angepaßt werden kann.
• Es ist an sich bekannt, Fahrzeuge zum Befahren geneigter Bahnen mit- besonderen; gegen die Schiene seitlich gepreßten Antriebsrädern auszugestalten. Bei derartigen Fahrzeugen wird durch die Relativbewegung zweier Gestelle gegeneinander der Anpreßdrucl: der Antriebsräder seitlich an den Schienen zwangsläufig und in Abhängigkeit von der Neigung herbeigeführt. Bei dieser bekannten Konstruktion ist der Kessel einer Lokomotive auf dem Lokomotivrahmen in Richtung des Geleises, auf dem sich die Lokomotive befindet, gleitbar gelagert. Der Kessel macht bei dieser Konstruktion bei Befahren der Steigung eine gewisse Bewegung in der genannten Richtung. Diese Bewegung wird auf die Treibräder übertragen, um diese gegen die Schienen zu pressen. Lediglich das Gewicht des Kessels der Lokomotive wird im Verhältnis zur befahrenen Neigung zum Anpressen der Räder an die Schienen benutzt. Eine derartige Anpreßvorrichtung besonderer Treibräder ,ist daher nur auf Steigungen oder Gefällen wirksam, nicht aber auf ebener Strecke. Aus konstruktiven Gründen ist die gleitbare Lagerung des Kessels auf dem Lokomotivenrahmen außerordentlich ungünstig. Diese Nachteile werden bei der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß der Halter der Treibräder in Fahrtrichtung gegenüber dem Fahrzeugrahmen verschiebbar gemacht worden ist. Die Bewegung des Halters der Treibräder gegenüber dem Fahrzeugrahmen wird dabei durch die Reaktionskraft hervorgerufen, die zwischen den Treibrädern und der Schiene, an die sie angepreßt werden, wirksam wird, sobald die Treibräder angetrieben werden. Diese Reaktionskraft tritt sowohl beim Fahren auf ebener Strecke als auch beim Fahren auf Steigungen oder Gefällen auf. Die Reaktionskraft ist außerdem von dem ganzen Gewicht des Triebwagens abhängig und wird entsprechend verstärkt, wenn der Triebwagen noch zum Ziehen von Anhängern dient. Das Motortriebfahrzeug braucht daher nicht mehr in einzelne, gegeneinander verschiebbare Gewichtsmassen aufgeteilt zu werden. In besonders günstiger Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktion werden quer bewegliche Halber für die Treibräder vorgesehen, die unter der Wirkung von besonderen, mit Keilflächen versehenen Klemmstücken stehen, wobei diese Keilflächen mit entsprechenden, an den Haltern der Treibräder befestigten Gegenkeilflächen zusammen arbeiten. Werden Triebfahrzeuge mit Treibrädern ausgerüstet, die paarweise zu beiden Seiten der Schiene angeordnet sind, so hat es sich als vorteilhaft bezeigt, die zu je einem Räderpaar gehörenden beiden Halter an den Enden eines Waagebalkens zu lagern.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der beigefügten Zeichnungen enthalten. In den Zeichnungen zeigt Fig. i ein motorgetriebenes Fahrzeug gemäß der Erfindung in Seitenansicht und teilweise im Schnitt; Fig. :2 ist ein Grundriß des Fahrzeuges nach Fig. i, während Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig. i ist; Fig. q schließlich veranschaulicht schematisch eine Sicherheitsvorrichtung, die zu dem Fahrzeug nach den vorhergehenden Figuren gehört.
• Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein motorgetriebenes Fahrzeug, das sich infolge seines Haftens an einem auf dem Erdboden verlegten Eisenbahngleis vorwärts bewegt, wobei dieses Gleis starke Neigungen aufweist, weil es beispielsweise auf dem Abhang eines Gebirges verlegt ist. Das Fahrzeug ist im großen und ganzen in irgendeiner üblichen Weise ausgebildet. Es besteht im wesentlichen aus einem Hauptrahmen i, auf dem die zu befördernde Last aufruht oder an dem diese Last angehängt ist. Der Rahmen ist auf Tragrädern 3 mit Spurkranz gelagert, die ihrerseits auf Schienen 4 aufruhen. Zwischen dem Rahmen und den Tragrädern sind zweckmäßigerweise Federn z angeordnet. Die A.ntriebsglieder des Fahrzeuges bestehen aus Rädern 5, deren Achse senkrecht zur Ebene des Gleises steht. Die Zahl der Räder 5 beträgt beispielsweise vier, wobei die Räder zwei Gruppen von je zwei Rädern bilden. welche Gruppen beiderseits einer Mittelschiene 6 angeordnet sind und sich gegen die Seitenwandung dieser Mittelschiene legen.
• Bei dieser Ausführungsform liegt jedes der Räder 5 der -beiden Gruppen von Antriebsrädern an je einem Ende von zwei Haltern 7. Jeder dieser Halter ist in seiner Mitte auf einem Klemmstück 8 gelenkig gelagert, welches eine schraubenförmige Schräg- oder Keilfläche 81 aufweist. Die zu den beiden Haltern gehörenden Klemmstücke sind unter Zwischenschaltung der im nachstehenden näher behandelten Teile durch einen Waagebalken 9 verbunden, der beispielsweise oberhalb der Halter 7 angeordnet ist und zwei abwärts gebogene Enden 91 aufweist.
• Zwischen jedem Klemmstück 8 und dem zugehörigen Ende 91 des Waagebalkens 9 ist ein Klemmstück io vorgesehen, das ebenfalls eine .schraubenförmige .Schräg- oder Keilfläche iol aufweist, die mit der Schrägfläche 81 zusammen arbeitet, wenn zwischen den Klemmkörpern gegenseitige Verdrehbewegungen stattfinden. Ferner ist zwischen jedem der Enden 91 des Waagebalkens und dein zugehörigen Klemmstück io eine Feder i i oder ein sonstiger elastischer Körper vorgesehen, der auf alle Fälle das Rad 5 mit einem Mindestdruck gegen die Mittelschiene 6 legt. Das Klemmstück io ist mit dem Hauptrahmen i derart verbunden, daß bei den Relativbewegungen des Hauptrahmens gegenüber den Antriebsrädern 5 die Klemmstücke io mit den Klemmkörpern 8 in einem solchen Sinne zusammen arbeiten, daß dadurch dieAntriebsräder 5 stärker gegen die Schiene 6 gelegt werden. Zu diesem Zweck ist jedes Klemmstück io beispielsweise an dein einen Ende eines Hebels 12 befestigt, der in seiner Mittelstellung, d. h. also, wenn das Fahrzeug sich auf einer waagerechten Strecke befindet, im wesentlichen senkrecht steht. Das andere Ende des Armes i2 ist durch ein Doppelgelenk i-21 mit einem Hilfsrahmen 13 verbunden, der durch Anschläge von dem Hauptrahmen i bei den Bewegungen des letzteren parallel zum Schienenweg mitgenommen wird, während jedoch die Anschläge gegenseitige Bewegungen der beiden Rahmen in einer Richtung senkrecht zum Schienweg zulassen. Die Anschläge bestehen beispielsweise aus Winkelschienen 14.
• Der Hilfsrahmen 13 wird von Rädern -15 getragen. Beispielsweise sind zwei solcher Räder vorgesehen, die sich auf der Mittelschiene 6 abstützen. Ferner ist ein elastisches System, das z. B. aus Feder 16 von großer Biegsamkeit besteht, zwischen dem Rahmen 13 und dem Rahmen i vorgesehen derart, daß die Tragräder 15 des Hilfsrahmens immer an der Schiene 6 mit einer solchen Kraft anliegen, daß ein unerwünschtes Zurückprallen des ganzen Antriebslaufgestells verhindert wird.
• Auf dem Hauptrahmen i ist ferner der Antriebsmotor des Fahrzeuges und das ganze Antriebsgetriebe gelagert. Der Motor ist in der Zeichnung mit 17 bezeichnet. Dieser treibt über eine Bremse 18 zur Verlangsamung der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Sicherheitsvorrichtung ig, von welcher ebenso wie von der Bremse weiter unten näher gesprochen werden wird, ein Kegelradgetriebe2o an, das seinerseits ein Zahnradei und zyvei Zahnräder 22 antreibt, die über den beiden Antriebsrädern 5 liegen, die auf der einen Seite der Schiene 6 angeordnet sind. Mit den Zahnrädern 22 kämmen Zahnräder 221, welch letztere oberhalb der auf der anderen Seite der Schiene 6 gelegenen Antriebsräder 5 angebracht sind. Zur Verbindung jedes der Zahnräder 22 und 221 mit dem unter ihm befindlichen Antriebsrad 5 dienen Zwischenwellen mit Gleitverbindungen 23 und an ihren Enden angebrachten DopVelkarda.-nen 24.
• Der Motor 17 ist auf einem Traggestell 25 gelagert, das sich auf einen Drehzapfen 251 aufstützt, so daß die Neigung des Motors gegenüber dem Hauptrahmen i entsprechend der Neigung der Fahrbahn derart angeordnet werden kann, daß der Motor im Raum wenigstens annähernd immer waagerecht bleibt. Zu dem Zweck kann beispielsweise die Stellschraube 251 nach Belieben gesenkt oder angehoben werden. Das Traggestell 25 ist ferner in einer Achse 27 an das Gestell angelenkt, in dem die angetriebene Welle 26 gelagert ist. Die Lage der Achse 27 ist eine solche, daß sie gleichen Abstand von dem Mittelpunkt der Kardangelenke 28 und 2g hat, die -an den Enden der Motorwelle und der getriebenen Welle vorgesehen sind. Die letztgenannten beiden Wellen sind miteinander durch eine Zwischenwelle 3o verbunden, in die eine Gleitverbindung eingeschaltet ist, um eine homokinetische Bewegungsübertragung bei allen Stellungen des Motorgestells 26 zu sichern.
• Ehe -die nähere Beschreibung der Sicherheitsvorrichtung i9 und der Bremse ix zur Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit begonnen wird, sei zuerst die Wirkungsweise der vorstehend Uschriebenen Antriebsvorrichtung des Fahrzeuges näher erläutert.
• Es sei zuerst angenommen, daß das Fahrzeug auf ebener Strecke angehalten ist. In diesem Falle werden die Räder 5 gegen die Seitenwandungen der Mittelschiene 6 lediglich durch die Kraft der Federn i i angedrückt. Wenn dann die Räder 5 in Drehung versetzt werden, hat das gesamte Antriebslaufgestell das Bestreben, gegenüber dem Hauptrahmen i vorzueilen, welcher durch die auf ihm lastende oder an ihn angehängte Last zurückgehalten wird. Infolgedessen neigen sich die Hebel i2, so daß durch das Zusammenarbeiten der Schrägflächen 81 und iol die Spannung der Federn i i und somit das Haften der Räder 5 an der Schiene 6 -erhöht wird. Wenn die Klemmkörper io gegen die Enden der Querstrebe g anschlagen, wächst der auf die Waagebalken 7 ausgeübte Druck augenblicklich an, um einen solchen Wert zu erreichen, falls dieser Wert nicht schon vorher erreicht war, bei dem das Haften der Räder 5 an. der Mittelschiene 6 ausreicht, um die Bewegung des Fahrzeuges herbeizuführen.
• Wenn dann das Fahrzeug an eine Steigung gelangt, nimmt die Widerstandskraft, die sich der -Bewegung des Rahmens i entgegenstemmt, noch zu, und durch das Zusammenwirken der Klemmteile B und io erhält auch der Andruck der Antriebsräder 5 gegen die Schiene 6 einen neuen Wert, der noch größ-zr ist als der vorher erreichte Wert. Wenn umgekehrt der Fahrzeugrahmen i auf eine abschüssige Strecke gelangt, so hat er das Bestreben, seinerseits die Räder 5 mitzunehmen. Die Hebel 12 neigen sich daher in der entgegengesetzten Richtung, und die Haftkraft der Räder an der Schiene 6 wird diesmal der Störkraft proportional. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, das Fahrzeug mit Hilfe des Motors zurückzuhalten, denn erfindungsgemäß wird vermieden, daß ein Gleiten der Räder 5 auf der Schiene 6 stattfindet.
• Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich weiterhin, daß die Anlenkung der Hebel 12 an einem Hilfsrahmen 13 den Vorteil bietet, daß die gesamte Antriebsvorrichtung der Wirkung der senkrecht zum Schienenweg stehenden Reaktionskräfte entzogen ist, welche bei den senkrechten Relativbewegungen des Rahmens i auftreten.
• Was nunmehr die Sicherheitsvorrichtung ig anbelangt, die ebensowenig Gegenstand der Erfindung .ist wie Motor und Antrieb, so ist sie derart ausgebildet, daß das Fahrzeug im Falle eines Anhaltens des Motors nicht nach rückwärts rollen kann, wenn das Fahrzeug auf einer Steigung ist. Die Sicherheitsvorrichtung besteht aus einer Art Bremse, die derart in Abhängigkeit von dem Motor 17 arbeitet, daß die Bremse, so lange der Motor 17 läuft, gelöst ist, jedoch, so bald der Motor stillsteht, Angezogen ist, und zwar ist die Bremskraft proportional der Störwirkung, die bestrebt ist, das Fahrzeug zum Durchgehen zu bringen.
• Um die genannte Wirkung zu erreichen, kann beispielsweise die in den Fig. i und 4 dargestellte Ausführungsform angewendet werden. Gemäß dieser Ausführungsform umfaßt das Getriebe des Fahrzeuges eine epizykloidale Untersetzungsvorrichtung, die aus einem Sonnenrad 31 besteht, das von dem Motor 17 getrieben wird und über Umlaufräder 32, die .auf einem ringförmigen Träger 33 gelagert sind, mit einem Innenverzahnung aufweisenden Kranz 34 zusammen arbeiten. Der Kranz 34 ist an die getriebene Welle angekuppelt und steht auf seinem Umfang unter der Wirkung einer Bandbremse 35, die durch eine eventuelle Relativdrehung des Trägers 33 der Umlaufräder betätigt werden kann. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform trägt ein um die Achse des Getriebes drehbarer Hebel 37 eine Achse 36, auf der ein Kniehebel 38 gelagert ist. An dem einen Arm des Kniehebels 38 ist das eine Ende des Bremsbandes 35 befestigt, dessen anderes Ende an einem mit dem Hebel 37 festen Teil, beispielsweise an der Achse 36, angreift. Der andere Arm des Kniehebels arbeitet mit Hilfe einer Gabel 391 und eines in die Gabel eingreifenden Fingers 39 mit einem Arm 40 zusammen, der mit dem Träger 33 der Umlaufräder fest verbunden ist.
• Das Ganze ist derart ausgebildet, daß dann, wenn auf den Träger 33 der Umlaufräder von dem Motor eine Kraft ausgeübt wird, deren Richtung durch den Pfeil f1 angegeben ist (während gleichzeitig angenommen sei, daß der Kranz 3q. feststeht), der Arm 4o das .Bestreben hat, die Bremse zu lösen.
• Ferner ist eine Feder 41 vorgesehen, die bestrebt ist, den Hebel 37 gegen einen Anschlag 42 zu legen, der an dem Gehäuse angebracht ist. Eine weitere Feder 43 greift an dem Arm 4o an, und zwar derart, daß dadurch das Bremsband 35 eine Anfangsspannung erhält, während der Hebel 37 gegen den Anschlag 42 gelegt ist.
• Schließlich ist noch ein Hebel 44 auf der Achse des Kniehebels 38 aufgekeilt. Mit Hilfe des Hebels 4,4 kann die Lösung der Bremse nach Belieben hervorgerufen werden, z. B. durch die Wirkung eines Nockens 441 von geeigneter Form.
• Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende. Beim Anfahren, wenn keine Last auf dem Mechanismus ruht, legt die Feder 41 den Hebel 37 gegen den Anschlag 42, und die Feder 43 erzeugt eine gewisse Anfangsspannung der Bremse. Wenn dann das Fahrzeug auf eine Steigung gelangt und der Motor angehalten wird, dann hat der Kranz 34 das Bestreben, sich im Sinne des Pfeiles f2 zu drehen. Der Hebel 37 wird dank der Spannung des Bandes 35 entgegen der Wirkung der Feder 41 mitgenommen und gelangt dadurch in eine neue Stellung, bei der sich der Hebel 38 gegen einen Anschlag 42' legt, der gegenüber dem Anschlag 42 auf der anderen Seite des Hebels 37 liegt. Von diesem Augenblick an hat jede zusätzliche Beanspruchung, die bestrebt ist, den Kranz 34 im Sinne des Pfeiles f2 zu verstellen, die Wirkung, daß der Hebel 38 in einem die Spannung des Bremsbandes 35 verstärkenden Sinne geschwenkt wird. Infolgedessen wird die Bremswirkung automatisch proportional der Stärke der Beanspruchung gemacht, die auf,den Kranz 34 wirkt. Man kann nun ohne weiteres die Abmessungen der verschiedenen Teile derart wählen, daß der Kranz 34 immer unbeweglich gehalten wird, wie groß auch immer die auf ihn wirkende Belastung sei.
• Wenn man dann das Fahrzeug entgegen der Reaktionswirkung dieser Belastung in Gang setzen will., schaltet man den Motor an, und das Zahnrad 31 beginnt sich in Richtung des Pfeiles f3 zu drehen, wobei es die Umlaufräder 32 im Drehsinn mitnimmt, die sich ja gegen den Kranz 34 legen. Die Umlaufräder treiben mittels ihrer Achsen den Träger 33 der Umlaufräder im Sine des Pfeiles f1 an. Der Finger 39 wirkt infolgedessen auf die Gabel 391, und der Kniehebel 38 wird in einem solchen Sinne geschwenkt, durch den die Bremse gelöst wird. Die Kraft der Feder 41 wird dann vorwiegend, und der Hebel 37 wird wiederum gegen den Anschlag 42 gelegt, was mit einer vollständigen Lösung der Bremse gleichbedeutend ist. Wenn dann der Motor von neuem angehalten oder abgekuppelt wird, gerät der Kranz 34 wieder unter den Einfiuß der auf ihm ruhenden Belastung, und der Mechnismus kehrt in die Stellung zurück, bei der die Bremse angezogen ist.
• Ein dem Vorstehenden entsprechendes Ergebnis kann auch dadurch erzielt werden, daß man zum Lösen der Bremse nicht die Reaktion des Trägers der Umlaufräder, sondern direkt das Gegenmoment verwendet, das auf das Motorgestell wirkt.
• . Was nunmehr die Bremse 18 zur Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit anbelangt, die ebenfalls nicht Gegenstand der Erfindung ist, so ist diese eine elektromagnetische Bremse, d, h. also, sie umfaßt einen Läufer 18, der im Drehsinn mit der zu bremsenden rädern, dadurch gekennzeichnet, daß die zu je einem Räderpaar gehörenden beiden Halter (7) an den Enden eines Waagebalkens (9) gelagert sind.
• 4. Motortriebfahrzeug nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstücke (i o) an Hebeln (12) angeordnet sind, die mit Kreuzgelenken (r21) in einem im Hauptrahmen senkrecht beweglichen Hilfsrahmen (13) gelagert sind.
• 5. Motortriebfahrzeug nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsrahmen (13) unter dem Druck von Federn (16) mit Hilfslaufrädern (15) sich auf der Trei.bradschiene (6) abstützt.