DE759126C

DE759126C - Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, dessen Wagenkasten in Kurven mittels fliehkraftgesteuerter Antriebseinrichtungen verschwenkbar ist

Info

Publication number: DE759126C
Application number: DES133153D
Authority: DE
Inventors: Arthur Schubert
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1938-07-26
Filing date: 1938-07-26
Publication date: 1953-11-02

Description

Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, dessen Wagenkasten in Kurven mittels fliehkraftgesteuerter Antriebseinrichtungen - verschwenkbar ist Es sind Fahrzeuge bekannt, bei denen sich der pendelartig abgestützte Wagenkasten beim Durchfahren von Kurven zur Aufhebung des Einflusses der Fliehkräfte schräg einstellen kann. Um dies zu ermöglichen, wird der Wagenkasten auf Pendelstützen oder Rollen schwenkbar gelagert. Bei dieser Anordnung kann es eintreten, daß der Wagenkasten weiter ausschwingt, als es nach der Größe der Fliehkraft und der Schwerkraft angemessen ist. Ebenso kann es infolge der Trägheit eintreten, daß der Wagenkasten beim Durchfahren der Kurven nicht schnell genug die erforderliche Stellung einnimmt.
Es sind auch andere vorteilhaftere Anordnungen bekanntgeworden, bei dellen die erwähnten Nachteile dadurch vermieden werden, daß die Wagenkästen durch besondere Antriebseinrichtungen verstellt werden. Zur Steuerung dieser Antriebseinrichtungen dient ein Pendel. Bei dieser bekannten Anordnung ist ein hydraulischer Antrieb vorgesehen. Derartige Antriebe sind jedoch deswegen verhältnismäßig ungünstig, weil jedes Fahrzeug bzw. bei Triebwagenzügen der gesamte Triebwagenzug mit einer Anlage zur Erzeugung des Flüssigkeitsdruckes versehen werden muß. Da die Anwendung von Druckflüssigkeitsspeichern bei Fahrzeugen unmöglich ist, müssen Pumpen vorgesehen werden, die wiederum einen Antrieb, z. B. durch einen Elektromotor, erfordern, der eingeschaltet wird, wenn ein Verschwenken der Wagenkästen notwendig ist. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnung ist, daß die Antriebe mit beträchtlicher Zeitverzögerung zur Wirkung gelangen. Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten ist dieser Nachteil sehr schwerwiegend, weil die Zeit, binnen deren der Wagenkasfen verschwenkt «-erden müßte, außerordentlich knapp ist.
Weiter ist es bekannt, daß Wagenkästen mittels Druckluft "verschwenkt werden, wobei die Verstellkräfte durch Kolben in Druckluftzylindern hervorgerufen werden. Auch derartige Anordnungen sind verhältnismäßig ungünstig, wenn sie .größere Kräfte ausüben sollen, weil sie wegen der Zusammendrückbarkeit der Luft nur mit beschränktem Luftdruck arbeiten können und daher sehr große Abmessungen erhalten müssen. Ein Antrieb mit großen Abmessungen kann aber zwischen dem verschwenkbaren Wagenkasten und dem abstützenden Rahmen entweder überhaupt nicht oder nur unter großen konstruktiven Schwierigkeiten angeordnet werden. Abgesehen hiervon haben Druckluftantriebe noch den Nachteil; daß die Luftsäule in hohem Maß elastisch ist und hierdurch Schwingungsmöglichkeiten entstehen. Auch bei diesen durch Druckluft gesteuerten Antrieben ist der Zeitverlust, der infolge der Trägheit der Steuerung eintritt, noch beträchtlich.
Nach der Erfindung wird eine wesentliche verbesserte Ausbildung eines Fahrzeuges, dessen Wagenkasten beim Durchfahren von Kurven durch Antriebseinrichtungen verschwenkt wird, die mittels wenigstens einer von der Fliehkraft abhängigen Vorrichtung (Pendel) gesteuert werden, dadurch erzielt, daß als Schwenkantriebe elektrisch gesteuerte Druckluftantriebe eingebaut sind und daß zwischen jedem Schwenkantrieb und den ihm zugeordneten beiden Arbeitszylindern am vierschwenkbaren Wagenkasten je eine Kraftfernübertragung mittels Flüssigkeitssäule vorgesehen ist.
Durch die Anwendung eines elektrisch gesteuerten Druckluftantriebes mit einer Flüssigkeitskraftiibertragung auf die angetriebenen Wagenkästen wird eine sehr vorteilhafte Ausbildung der gesamten Antriebseinrichtung erreicht. Die elektrische Steuerung gewährleistet eine praktisch trä glivitsfreie Einschaltung des Antriebes. Infolge clcr Anwendung: einer mit Flüssigkeit arbeitenden Kraftübertragung können die unmittelbar ein dem schwenkbaren Wagenkasten angreifenden Antrirlisteile d@n l;-bar klein ausgeführt werden, während der an beliebiger Stelle angeordnete, die Antriebskräfte liefernde Druckluftzvlinder ölnie weiteres eine solche Ausbildung erhalten kann, daß die erforderlichen Antriebskräfte in einer kleinstmöglichen Zeit erzeugt werden. @\'eiter ist der Vorteil vorhanden, daß diz- an heliebiger Stelle angeordneten Druckluftpriniärantriebe bequem überwacht werden könn:ii. Die Einschaltung einer FlüssigkeitsIcraftübertragung hat gleichzeitig noch die Wirkung, daß sie eine Feststellung der Wagenkästen in der normalen Stellung bzw. den angesteuerten Schrägstellungen ermöglicht. Zu diesem Zweck sind gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung in den beiden zu den Arbeitszylindern der Flüssigkeitskraftiibertragung führenden Rohrleitungen miteinander gekuppelte Absperrglieder vorhanden, die mit Hilfe von zwischen den Arbeitskammern des Dru.ckluftschwenkantriebes und den elektrischen Steuerventilen für diesen an die zugehörigen Druckluftleitungen angeschlossenen Schaltzylindern- bald rechts drelictici, bald links drehend geöffnet werden, während sie nach dem Abschalten des Druckluftschwenkantriebes selbsttätig mittels Federn geschlossen werden.
Im folgenden soll die Erfindung n:ilier an Hand eines Ausführungsbeispiels erläut, rwerden, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Mit r ist die Wiege eines um das Zapfenlager 4. verschwenkbaren Drehgestelles b°-zeichnet, in welchem die Fahrzeugräder und 3 mit ihrer Achse gelagert sind. Der Wagenkasten 6 ruht auf einer Rollenbahn >. ,welche mittels der Stützzapfen ; und S auf der Drehgestellwiege abge5-tützt ist. Zwischen der Rollenbahn S und der Führungsbahn 9 des Wagenkastens () sind Tragrollen i o angeordnet.
Zum Verstellen des Wagenkastens ist in jedem Drehgestell ein mit Druck betriebener Arbeitszylinder 3(), der als Schwenkantrich wirkt, vorhanden. Die Kräfte dieses Schwenkantriebes werden mittels einer I@lüss@g@:eitssäule auf den fVagenkasten ül>°rtragen. 20 und 2r bedeuten die Arbeitszylinder der Fliissigrkeitskraftübertragung, welche schwenkbar um die Achsen 22 und 23 mit der Rollenbahn S verbunden sind. Die in den Zylindern geführten Kolben 24 und 25 sind mit ihren Kolbenstangen 26 und 27 bei 2,9 1111d 29 am Wagenkasten 6 angelenkt. Die Rohrableitun= gen3o und 31 der Zylinder 2o und 21 sind über die Absperrglieder 32 und 33 zu den Flüssigkeitszylindern 34 und 35 geführt; die zu beiden Seiten. des Zylinders 36 des Schwenkantriebes angeordnet und mit diesem baulich vereinigt sind. Der Kolben 37 im Zylinder 36 ist doppelseitig beaufschlagbar.
Zur Steuerung des mit Druckluft betriebenen Schwenkantriebes dienen die beiden elektrisch steuerbaren Umschaltventile 38 und 39. Die Steuerventile 38, 39 werden im allgemeinen durch Federn 40, 41 in der Grundstellung gehalten, in der die zu beiden Seiten des Kolbens 37 befindlichen Arbeitskammern 42 und 43 des Zylinders 36 entlüftet sind. Den Ventilen 38- und 39 sind zur Steuerung die Elektromagneten 44 und 45. zugeordnet; die beim Schließen derSteuerschütze I8 bzw. rg erregt werden.
Die Steuerung dieser Schütze 18 .und ig wird- durch ein in dem Wagenkasten angeordnetes Pendel i i bewirkt, das quer zur Wagenlängsächse ausschwingen kann. Der Pendelkontakt 13 arbeitet dabd abwechselnd mit den beiden Steuerkontakten 14 und 15 zusammen: Die Druckluft für den Schwenkantrieb wird einem vorhandenen Luftbehälter 46 entnommen; von diesem sind die Rohrleitungen 47 und 48 zu den Ventilen 38 und 39 geführt. Weitere Verbindungsleitungen 49 und 5oführen von den Ventilen 38, 39 über die Drosselglieder 51 und 52 zu den Arbeitskammern 42 und 43 des Ludtzylinders 36: An die Verbindizngslei::tüngen 49 und 50 :sind z:@vischen den Ventilen und dem -Zylinder 36 zu den Schaltzylindern 55, 56 führende Abzweig-Leitungen 53, 54 angeschlossen. Die Kolbenstangen 61 und 62 der durch die Federn 57 und 58-belasteten Kolben 59 und 6o sind über ein Parallelgestänge 63. bis 66 rnit den Absperrgliedern 32 und 33 kraftschlüssig verbunden. Die Federn 57 und 58 suchen die Absperrglieder in der gezeichneten Absperrstellung zuhalten. Wird eines der Ventile 38 bz.w. 39. bei Einschaltung- .des Schwenkantriebes umgesteuert, so werden die Absperrglieder durch die beiden ihnen zugeordneten Schaltkolben 59 bzw. 6o gleichzeitig umgesteuert, wodurch die Strömung der Flüssigkeitssäulen freigegeben wird.
Der Kolben 37 des Druckluftschwenkantrieben ist mit den in den Flüssigkeitszylindern 34 und 35 geführten Erregerkolben <>7 rund 68 starr verbunden, so daß bei finderang der Lage des Kolbens 3#7 auch gleichzeitig die Kolben 67 und 68 bewegt werden ttnd durch die zwischen dem Kolben 67 und dem Kolben 24 oder:zwischen dem Kolben 68 und dem Kolbei125 befindlichen Flüssigkeitssäule eine Verstellung des Wal;ettkastens 6 erfolgt. Zur Erläuterung der Erfindung sei nachstehend die Wirkungsweise beschrieben: Bei. der Fahrt auf ebenem Gleis und auf gerader Strecke steht das Pendel in der gezeichneten Mittelstellung. Beim Schrägstellen des Wagenkastens -in Kurven und infolge von Fliehkräften schwingt das Pendel ii um die parallel zur Fahrzeuglängsachse liegende Querachse 12 aus. Gegebenenfalls vorhandene Dämpfungsglieder verhindern, daß das Pendel bereits bei kleineren seitlichen Schwankungen,' wie sie beim Schlingern der Fahrzeuge auftreten, ausschwingt.
Der Wagenkasten 6 selbst kann sich bei der Fahrt auf gerader Strecke nicht gegenüber der Rollenbahn bewegen, da er durch die in den Zylindern 20 und 21 befindliche. Flüssigkeit infolge Schließung der Absperrglieder 32, 33 blockiert ist.
Fährt nun das Fahrzeug beispielsweise in einen Linksbogen ein, so schlägt das Pendel i i nach rechts aus, und die Kontakt.: 14 und 13 kommen in Berührung. Infolgedessen wird die Spule 16 des Steuerschützes 18 erregt und dieses . geschlossen. Hierdurch wird der Steuermagnet 44 des Umschaltventils 3.8 erregt und das Ventil in der Richtung des Pfeiles 69 verstellt. Aus dem Luftbehälter 46 kann nunmehr die Luft durch die Leitung 47 über das Ventil 38 und die Leitung 49 in die Arbeitskammer 42 des Luftzylinders 36 gelangen. Gleichzeitig gelangt die Luft durch die Leitungen 53 in den Schaltzylinder 55; der Kolben 59 wird beaufschlagt, und die Absperrglieder 32' und 33 werden geöffnet> Unter-dem Enfluß der in die Arbeitskammer 42 einströmenden -Druckluft wird der Kolben 37 zusammen mit den Kolben.67 und 68 nach rechts verstellt. Hierbei wird die in dem Zylinder 35 befindliche. Flüssigkeit über das Absperrglied 33 in den Arbeitszylinder 21 gepreßt, während gleichzeitig eine entsprechende Flüssigkeitsmenge aus dem Arbeitszylinder 2o über das Absperrglied 32 in den Zylinder 34 abströmen kann. Durch den Flüssigkeitszustrom in den Zylinder uz wird der Kolbern25 bewegt und der Wagenkasten entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt. Die Größe der Schwenkbewegung des Wagetlkastens 6 ist von der Größe der Peidelbeivegung abhängig.- Entspricht die Neigung des Wagenkastens 6 der Neigung des Pendels i, so' wird durch öffnüng der vom Pendel gesteuerten Kontakte der Antrieb ausgeschaltet und der -Wagenkasten in der erreichten Lage durch Schließung der Absperrglieder 32, 33 verriegelt. Ändert das Pendel aus irgendeinem Grund die Lage, so wird der Wagenkasten erneut durch Eilischaltuttg eines Antriebes in der -vorher erläuterten Weise umgesteuert: Eine weitere Erläuterung dieser Stettervorg<ittgeerübrigt sich., da hierbei die Steuerung in der vorher erläuterten Weise arbeitet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, dessen Wagenkasten beim Durchfahren von Kurven durch Antriebseinrichtungen verschwenkt wird, die mittels wenigstens einer von der Fliehkraft abhängigen Vorrichtung (Pendel) gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daB als Schwenkantriebe elektrisch gesteuerte Druckluftantriebe eingebaut sind und daß zwischen jedem Schwenkantrieb und den ihm zugeordneten beiden Arbeitszylindern am verschwenkbaren Wagenkasten je eine Kraftfernübertragung mittels Flüssigkeitssäule vorgesehen ist.
2. Fahrzeug nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitungen (47, 48, 49, 50) der Arbeitskammern (4a, 43) des Kolbens (37) des Druckluftschwenkantriebes mit dem Druckluftbehälter (46) zwei elektrisch steuerbare Luftventile (38, 39) eingebaut sind, die in Abhängigkeit von der Ausschlagsrichtung des Pendels (ii) die Druckluftzufuhr zu einer der beiden Kammern (4:2, 43) freigeben.
3. Fahrzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrglieder (32, 33) in den beiden zu den Arbeitszylindern (2o, 21) führenden Rohrleitungen (30, 31) der Kraftfernübertragungseinrichtungen miteinander gekuppelt sind und mit Hilfe von zwischen den. Arbeitskammern (4.z, 43) des Schwenkantriebes und den elektrisch steuerbaren Ventilen (38,39) an die Druckluftleitungeri (49,5o) angeschlossenen Schaltzylindern (55, 59 und 56, 60) geöffnet werden, während sie nach dem Abschalten des Druckluftschwenkantriebes selbsttätig mittels Federn. (57,5&) geschlossen werden.
4. Fahrzeug nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerkolben (67, 68) der mit Flüssigkeit arbeitenden Kraftfernübertragungseinrichtungen, die in Flüssigkeitszylindern gleiten, zu beiden Seiten des Kolbens (37) des- Druckluftschwenkantriebes auf dessen Kolbenstange angeordnet und daß ihre Zylinder (34, 35) unmittelbar an den Zylinder (36) des Schwenkantriebes angesetzt sind.
5. Fahrzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da3 die Druckluft für den Schwenkantrieb einem aus anderem Anlaß vorzusehenden Druckluftbehälter (46) entnommen wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. Sii 174 588 925, 6o9 415, 620 337; französische Patentschrift Nr. 8188o3; Verkehrstechnische Woche v. 3. 3. 1937, Aufsatz von De i s ch l »Linienverbesserung oder gesteuerte Achsen«, bes. S. 1o8 linke Spalte.