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Gelenkige, aber von Störbeweglichkeit freie Verbindung zwischen Eisenbahnfahrzeugen
mit gemeinsamem Drehgestell Die Verbindung von Eisenbahnfahrzeugen, deren benachbarte
Enden auf einem gemeinsamen Drehgestell (Jakobsdrehgestell) ruhen, ist in sehr mannigfacher
Art vorgeschlagen und ausgeführt worden. Grund hierfür sind die schwer zu vereinigenden
Forderungen einerseits der zwängungsfreien Einstellbarkeit der Wagenkette auf die
Gleislage, welche sie abwechselnd geradeaus und in überhöhten Bögen hin und her,
auf und ab zu führen hat, andererseits der störungsfreien Laufruhe für die Fahrgäste
im Wagen und an den Übergangsstellen. Die einfachste gebräuchliche Verbindung, eine
beiden Wagenenden als Auflager dienende kugelige Drehpfanne in Drehgestellmitte,
lä.ßt der Wagenkette zwar alle nötige Einstellfreiheit, begünstigt aber, trotz Festlegung
des Kupplungspunktes, ihre Laufunruhe durch Drehversetzung der Wagen um die Längsachse
und durch Schlängeln in der Waagerechtebene. Gegen die Drehversetzung hat man schon
seitliche scherfeste und trotzdem gelenkige Verbindungen vorgesehen. Gegen das Schlängeln
ist eine begrenzte Steifigkeit durch seitliche vorgespannte Federn vorgeschlagen
worden, welche den benachbarten Fahrzeugen erst dann waagerechte Knicklagen zueinander
gestatten, wenn das Federkraftmoment in bezug auf den Gelenkpunkt überwunden ist.
Letztere Bauform aber nahm den angeschlossenen Wagen die Möglichkeit von Knicklagen
in der Senkrechtebene, sie machte sie sozusagen zu einem steifen Brett. Mehrere
so verbundene Fahrzeuge, besonders solche größerer Länge, konnten'die Überhöhungen
von Übergangsbögen zu scharfen Gleiskrümmungen nicht zwängungsfrei ohne Aufsitzen
bzw. unzulässiges Entlasten der Achsfedern durchlaufen.
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Die Schwierigkeiten steigen bei Schnelltriebwagen, weil die Unruhe
vom Gleis her mit der Fahrgeschwindigkeit wächst und weil solche Wagen zur Gewichtsersparnis
sehr lang mit tunlichst wenigen Laufwerken gebaut werden. Eine auch für diese hohen
Anforderungen bestgeeignete Lösung bringt die Erfindung durch eine gelenkige Verbindung,
bei der alle die Laufruhe störenden Beweglichkeiten beseitigt sind und genau derjenige
Gelenkigkeitsgrad freigegeben ist, den der zwängungsfreie Lauf der Wagenkette unbedingt
erfordert. Demgemäß ist diese Verbindung zwischen Eisenbahnwagen reit gemeinsamem
Drehgestell gekennzeichnet durch die Vereinigung der für sich bekannten Maßnahmen
quer unversetzbarer und senkrecht schersteifer Verbindungen, darin angeordneter
Gelenke, die den Fahrzeugen Knicklagen in der Senkrecht- und in der Waagerechtebene
erlauben,
und waagerechter Streckvorspannung der Fahrzeuge, die bei dieser Knicklage zu überwinden
ist.
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Fig. i zeigt die Seitenansicht und Fig. 2 den Grundriß einer solchen
Wagenverbindung mit Mitteldrehgestell. 21 und 22 sind die beiden Wagen, die sich
mit den Kugelpfannen 23 und 24 über den Kugelkopf 25 auf den Wiegebalken 26 des
Drehgestells abstützen. Der Wiegebalken 26 stützt sich über die Federn 27 und die
Pendel 28 auf den Drehgestellrahmen 29 und dieser über die Federn 3o auf die Achsbüchsen
31 ab. Die Kugelpfanne -23 des Wagens 21 ist über das Auflager hinaus zeigerartig
verlängert. An seinem Ende trägt der Zeiger die Einkerbung 32. In diese Raste greift
der Stempel 33 ein, welcher in der am Wagen 22 befestigten Hülse 34 gleitet und
durch die vorgespannte Druckfeder 35 angepreßt wird. So ist ersichtlich, daß sich
das Drehgestell unter den Kugelpfannen 23 und 24 und den seitlichen Gleitauflagern
98 und 99 frei drehen und vermittels der Pendelgehänge 28 quer unter dem ,'Vagen
verschieben kann, daß aber eine Winkeleinstellung der beiden Fahrzeuge zueinander
erst nach Überwindung der Vorspannung der Feder 35 möglich ist. Dabei sind die Kugelpfannen
23 und 24 und die ebenfalls kuppigen Seitenauflager 98 und 99 senkrecht schersteife
Verbindungen, welche eine Querversetzung der Wagen und ihre Drehung um die Längsachse
gegeneinander verhindern, ihnen dagegen durch ihre kuppige Form Knicklage zueinander
in der Senkrechtebene erlauben.
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Ein weiteres Beispiel zeigt Fig.3 im Grundriß. An Stelle der Verrastung
treten in diesem Falle gegen feste Anschläge 36, 37 vorgespannte Druckpuffer 38,
39. Die Puffer sind in diesem Falle seitlich des Drehzapfens angeordnet. Es ist
für das Wesen der Erfindung ohne Belang, diese Puffer beispielswei.:se auch in Verbindung
mit dem im vorigen Beispiel angeordneten Rastzeiger zu verwenden, auch kann an Stelle
von zwei einfachen ein doppelt wirkender Puffer treten.
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Eine- weitere Ausbildung des Erfindungsgedankens ist in den Fig.4
(Aufriß) und 5 (Grundriß) dargestellt. Fig.4 zeigt das im Aufbau ähnliche Drehgestell
wie Fig. i. In diesem Falle stützt sich jedoch nur der Wagen 4o mit der Kugelpfanne
4-2 auf den Kugelkopf 43 ab, während sich der Wagen 41 mittels der Pratzen44 flächig
und frei verschieb.lich unmittelbar auf den Wiegebalken 45 abstützt. Am Wagen 4o
sind kraftsymmetrisch zur Drehpfanne die nach zwei Seiten wirkenden, gegen feste
Anschläge vorgespannten Puffer 46 und 47 mittels der Kugel-oder Kreuzgelenke 48
und 49 angeschlossen, während die zugehörigen Puffergehäuse 5o, 51 fest am Wagenkörper
4i sitzen.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Bei Fahrt in der
Geraden wirken die Puffer 46 und 47 infolge ihrer Vorspannung gegen feste Anschläge
wie starre Glieder und halten hierdurch die Zulängsachse in der Wagerechtebene knicksteif.
Wird die Vorspannkraft der Pufferfedern bei Fahrt durch Gleisbögen überwunden, dann
verschieben sich die Pufferstangen in ihren Hülsen infolge der gleich großen Federkräfte
praktisch um dasselbe Maß, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Der gedachte Gelenkpunkt
ist also praktisch der gleiche wie bei den Anordnungen mit gemeinsamem festem Drehzapfen.
Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Einzelfahrzeuge sich bei Stößen
in Fahrtrichtung etwa beim Aufprall nach Überwindung der Federkraft gegeneinander
bewegen können, wobei die Puffer erhebliche Stoßarbeit aufnehmen. Die Pufferfedern
sind in jedem Falle vorteilhaft als stoßverzehrende Reibungsfedern auszubilden.
Bei dieser Bauform sind die Gelenke 48 und 49 die quer unversetzbaren und senkrecht
schersteifen Wagenverbindungen, welche auch deren Gegeneinanderdrehung um die waagerechte
Längsachse verhindern. Die kuppigen und dabei doch verschieblichen Auflagerpaare
44 besorgen hier dagegen die Seitenstützung der Wagenkette auf dem Drehgestellwiegebalken
45, ohne doch deren Knicklage in der Senkrecht- wie in der Waagerechtebene zu verhindern.
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Die Ausgestaltung des Erfindungsgedankens an einem mit Parallelogrammlenkern
unter tragenden Wälzkörpern beweglichen Drehgestell zeigt Fig. 6 im Aufriß und Fig.
7 im Grundriß. Auch hier ist der Dreligestellrahmen nur an einem der beiden Wagen
wagerecht angeschlossen: In der aus Patent 663 147 und Patent 667 o24 bekannten
Art verbinden zwei parallele längs gerichtete Lenker 52 den Drehgestel.lrahmen 53
mit einem Doppelhebel 54, welcher um Zapfen 55 am Wagenkörper 56 drehbar befestigt
ist. Das Gewicht der Wagenkörper 56 und 57 wird an Stelle der Pendelwiege hier durch
Gummikugeln 58 zwischen gewölbten Schalen 59 auf den Drehgestellrahmen 53 übertragen
gemäß Patent 559 342. Die Bewegungsverhältnisse dieses Drehgestells sind dieselben
wie beim Drehgestell nach Fig. 4 und 5. Bei freier Seitenbeweglichkeit kann sich
das Drehgestell um die Senkrechtachse 6o drehen, so als ob dort ein am Wagenkörper
56 angeschlossener Drehzapfen vorhanden wäre. Bauart und Wirkungsweise der beiden
vorgespannten Puffer 46 und 47 sind daher die gleichen, wie bei Fig. 4 und 5 erläutert.
Dagegen
haben die Puffer 46 und 47 hier noch eine -weitere Aufgabe zu erfüllen. Beigetrennter
Senkrechtfederung, wie sie hier durch die Gummikugeln 58 bewirkt ist, aber natürlich
auch durch andere getrennte Tragfedern bekannter Art bewirkt sein könnte, würden
die Wagenenden 56 und 57 sich senkrecht etwas gegeneinander versetzen, beispielsweise
wenn ein Wagen leer, der andere besetzt ist. Diese Versetzung macht sowohl den Fahrgastverkehr
von einem Wagen zum anderen wie auch die Fahrt über schlecht liegende Gleise durch
vermehrte Senkrechtunruhe der Wagen unbequem. Daher werden bei Anordnung getrennter
Federung der Wagenenden 56 und 57 gegenüber dem Drehgestell 53 erfindungsgemäß die
Pufferverbindungen 46 und 47 zur Festlegung der beiden Wagenenden gegeneinander
benutzt, wie es Fig. 6 zeigt. Die Pufferstange 46 ist so biegefest ausgebildet und
durch die kolbenartigen Führungsscheiben 61 und 62 so sicher und spielfrei im Gehäuse63
geführt, daß die unterschiedlichen Senkrechtfederkräfte der Wagenenden 56 und 57
dadurch übertragen werden. Die freie Einstellbarkeit auf Knicklagen in der Senkrechtebene
ist den Fahrzeugen durch die in Fig.6 und 7 sichtbaren Kugelgelenkanschlüsse der
Stangen 46 und 47 sichergestellt, die hier ihre einzige Verbindungen sind.
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Die vorgespannten Puffereinrichtungen 46 und 47 haben bei den Anordnungen
nach Fig. 4 bis 7 die benachbarten Wagenkörper 4o und 41 bzw. 56 und 57 nicht nur
in Längsrichtung miteinander zu kuppeln, sondern auch in Querrichtung ihre Versetzung
gegeneinander zu verhindern. Wie diese Aufgabe ohne Behinderung der waagerechten
Knicklagen der beiden Wagen zueinander erfindungsgemäß gelöst ist, zeigen die Fig.
8 bis i i in Grundrissen.
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In Fig. 8 und 9 ist ein und dieselbe Bauart einmal in Strecklage,
einmal .in der Deutlichkeit wegen übertriebener Knicklage der Wagen 40 und 41 zueinander
dargestellt. Die Puffergehäuse 64 und 65 sind mit dem Wagenkörper 41- fest verbunden.
Auf den Pufferstangen 46 und 47 sitzen die vorgespannten Federn 66 und 67 zwischen
beweglichen Anschlagscheiben 68, 69, 70 und 7i. Diese Anschlagscheiben liegen
am inneren Rand gegen Stangenabsatz 72 und 73 einerseits, gegen Stangenmutter 74
und 75 andererseits. Am äußeren Rand sitzen die Scheiben 68, 69, 70 und 71
zwischen den Anschlägen 76, 77, 78 und 79 der festen Puffergehäuse 64 und
65.
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Wirkt zwischen den Wagen 40 und 41 eine Längsdruckkraft, welche die
Vorspannung der Federn 66 und 67 übersteigt, so werden diese zusammengedrückt, indem
die Scheiben 68 und 70 sich von den Gehäuseanschlägen 76 und 77 abheben.
Bei genügend großen Längszugkräften zwischen den Wagen 4o und 41 werden umgekehrt
die Scheiben 69 und 71 von den Gehäuseanschlägen 78 und 79 abgehoben und die Federn
66 und 67 wiederum zusammengedrückt.
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Bei diesen Längspuffervorgängen in Strecklage sind die Wagen 40 und
41 an Querversetzung zueinander dadurch gehindert, daß erfindungsgemäß die Anschlagscheiben
68 und 7o auswärts spielfrei an der Gehäusewand 8o bzw. 8 i ,entlang gleiten, wäluend
die Anschlagscheiben 69 und 7 1 rundum spielfrei im Gehäuse 64 und 65 geführt
sind.
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In der Knicklage gemäß Fig. 9 sieht man, wie durch die Schrägneigung
der ehedem parallelen Pufferstangen 46 und 47 zueinander hin die früher auswärts
liegenden Anschlagscheiben 68 und 70 ohne weiteres von der Gehäusewand 8o bzw. 81
frei gehen. Freilich sind während stärkerer Knicklage solcherart die beiden Wagen
4o und 41 etwas querbeweglich gegeneinander und kehren erst bei Strecklage in die
spielfreie Querfestlegung zueinander zurück.
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Die Bauart Fig. io zeigt, wie man die grundsätzlich gleiche Arbeitsweise
mit anderen baulichen Mitteln vorteilhaft gestalten kann. Hier sind die Puffergehäuse
82 und 83 um senkrechte Zapfenlager84 und 85 im Wagen 41 waagerecht schwenkbar angeordnet.
Dadurch kann man, wie ersichtlich, die beweglichen Anschläge 86, 87, 88 und 89 sämtlich
allseitig spielfrei in den Puffergehäusen 82 und 83 führen. Bei Strecklage der Wagen
4o und 41 kommen hier die Puffergehäuse 82 und 83 auswärts -an die fest am Wagen
41 sitzenden Anschläge 9o zu liegen und verhindern so die Querversetzung der Wagen
4o und 41 gegeneinander. Es können auch Anschläge 9i an der Innenseite angeordnet
werden, an welche sich die Puffergehäuse bei schärfster Knicklage anlegen. Durch
diese Maßnahme werden die möglichen Querversetzungen bei den Zwischenstellungen
noch herabgesetzt.
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Fig. i i zeigt eine grundsätzlich andere Bauart. Hier ist Wagen 4i
gegen Wagen 40 auch während aller Knicklagen durch eine der beiden Pufferungen,
nämlich 92, 93 seitlich spielfrei festgelegt, während die andere 94, 95 völlig frei
geht. Zu diesem Zweck ist Pufferstange 92 wie dieselben Stangen bei Fig. io allseitig
und durchweg spielfrei im Puffergehäuse 93 geführt, und dieses Gehäuse ist unbeweglich
im Wagenkörper 41 befestigt. Dagegen geht Pufferstange 94 in dem ebenfalls festsitzendem
Gehäus-e 95 überall frei; für die Stange 94 ist ein breiter Schlitz 96
im
Gehäuse 9.# vorgesehen und Anschlagscheibe 97 berührt nirgends die Gehäusewände
95. Ebensogut könnte natürlich auch die frei gehende Pufferung 9:4, 95 mit enger
Stangenführung und scHwenkbarem Gehäuse gemäß Fig. i o, nur ohne Anschlag 9o ausgeführt
werden.
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Wie die übertriebene Knicklage der Fig. i i zeigt, ist hierbei der
Drehpunkt 42 des Drehgestelles unterm Wagen 4o nicht mehr zugleich Gelenkpunkt der
Waagerechtknickstellung der Wagen 40 und .4i zueinander. Vielmehr wandert jetzt
der Wagen 41 auf seinen Drehgestellstützstellen unsymmetrisch zur Seite aus, aber
in Wirklichkeit nur ganz unwesentlich.
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Die Fig. 8 bis i i geben nur Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens,
der sich in vielerlei Abwandlungen verwirklichen läßt. Beispielsweise könnten die
Rollen von Pufferstange und Puffergehäuse vertauscht werden, indem die Gehäuse an
den Augen des dreligestellverbundenen Wagens 41 gelenkig angeschlossen sind, die
Pufferstangen dagegen an Wagen .4o. Am Wesen der Erfindung wird durch solcherlei
Abweichungen nichts geändert.