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Lenkgestellanordnung mit einem Paar querverschiebbarer Achsen, insbesondere
Kuppelachsen von Lokomotiven Die Erfindung betrifft eine Lenkgestellanordnung mit
einem Paar querverschiebbarer Achsen. Insbesondere kommen die zu einem Paar zusammengefaßten
Kuppelachsen von Lokomotiven in Betracht, die durch ein Gestänge so miteinander
verbunden sind, daß die eine Achse beim Verschieben aus der Mitte nach der einen
Seite zwangsläufig die andere Achse nach der entgegengesetzten Seite verschiebt.
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Diese als Beugniotgestell bekannte Anordnung ist in der Weise ausgebildet,
daß die Seitenverschiebung der einen Achse die Verschiebung der anderen Achse mittels
eines Biegehebels hervorruft, der in einem lotrechten Drehzapfen am Lokomotivrahmen
gelagert ist. Der doppelarmige Biegehebel ist hierbei in der Längsmitte des Fahrzeugs
im Raum zwischen dem Achspaar untergebracht. Das hat zur Folge, daß sich andere
Einrichtungen, z. B. ein Aschkasten, in diesem Raum schwer oder nicht unterbringen
lassen. Da das Beugniotgestell zur Verminderung der Stoßwirkungen auf den Fahrzeugrahmen
und auf das Gleis vorwiegend an den Lokomotivenden vorgesehen wird, macht sich der
Mangel besonders unangenehm bemerkbar.
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Die Erfindung will diese Schwierigkeiten beheben. Das geschieht in
erster Linie dadurch, daß in das die Achsen entgegengesetzt verschiebende Gestänge
eine den in Rede stehenden Raum frei lassende, mit dem Rahmen gleichlaufende Welle
geschaltet wird, die durch ihre Drehung die Querverschiebung der Achsen vermittelt.
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Die Verstellwelle, die als Torsionswelle wirkt,
bringt
den weiteren Fortschritt, daß die Kräfte von der einen auf die andere Achse weich
übertragen werden.
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Auf der Zeichnung ist in Abb. i und 2 in Ansicht bzw. im Grundriß
ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Abb. 3 zeigt
ein Schema des Beispiels von Abb. i und 2 in perspektivischer Darstellung bei Weglassung
des Fahrzeugrahmens. Die Abb. 4 und 5 sind der Abb. 3 entsprechende Darstellungen
von zwei weiteren Ausführungsmöglichkeiten. Die Abb. 6 bis 8 zeigen drei weitere
Ausführungsmöglichkeiten in einer Darstellung gemäß Abb. i.
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Im Rahmen i einer Lokomotive sind u. a. zwei in der Querrichtung verschiebbare
Kuppelachsen 2, 3 aufwärts und abwärts beweglich gelagert. Die Achswellen 4, 5 der
Kuppelachsen 2, 3 tragen drehbar, aber unverschiebbar Hülsen 6, 7, die aufeinander
zu gerichtete Zapfen 8, 9 haben. Die geometrischen Achsen der Zapfen 8, 9 liegen
in der Längsmittelebene io des Fahrzeugs. Jeder waagerecht liegende, Zapfen 8, 9
trägt einen doppelarmigen Hebel 11, 12, der einen Teil des Gestänges bildet, das
bei Querverschiebung der einen Achse, z. B. 2, die entgegengesetzte Querverschiebung
der anderen Achse 3 bewirkt. Ein an seinem freien oberen Ende angeordneter, nicht
dargestellter lotrechter Zapfen greift in einen Schlitz einer Barüberliegenden,
gleichfalls nicht dargestellten Querblattfeder ein, die die beiden nicht gezeichneten
Lager jeder Achswelle 4, 5 verbindet, und verhindert dadurch, daß die Zapfen 8,
9, aus ihrer waagerechten Lage herausgedreht werden.
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Das obere Ende des Doppelhebels i i ist durch einen Lenker 13 (vgl.
hierzu besonders Abb. 3) mit einem nach oben gerichteten Hebel 14 gelenkig verbunden,
der fest auf einer mit der Rahmenwange i gleichlaufenden Welle 15 sitzt. In entsprechender
Weise ist das untere, gleich lange Ende des Hebels i i über einen Lenker 16 mit
einem nach unten zeigenden Hebel 17.verbunden, der auf einer zweiten, der Welle
15 gegenüberliegenden Welle 18 befestigt ist, so daß ein Ausgleich der durch ihn
beim Verschieben der Achswelle 4 auftretenden Kräfte eintritt (Ausgleichhebel).
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Die für den Ausgleichhebel 11 getroffene Anordnung ist in entsprechend
umgekehrter Weise für den Ausgleichhebel 12 vorgesehen. Dessen unteres Ende steht
über einen Lenker i9 mit einem nach unten gerichteten Hebel 20 in Verbindung, der
auf dem anderen Ende der Welle 15 sitzt, während das obere Ende des Ausgleichhebels
12 über einen Lenker 21 mit einem nach oben zeigenden Hebel 22 der zweiten Welle
18 in gelenkiger Verbindung steht.
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Die beiden Längswellen 15, 18 sind in Lagern 23, 24, 25, 26 gelagert
(vgl. hierzu wieder Abb. 2), die in Rahmenverbindungen 27, 28 gehalten sind, welche
die Rahmenwangen i starr miteinander verbinden. Die auf jeder Verstellwelle 15,
18 sitzenden Hebel 14 und 2o bzw. 17 und 22 (vgl. Abb. 3) sind also entgegengesetzt
gerichtet und bewirken dadurch die Bewegungsumkehr der Querverschiebung der Achswellen
4 und 5. Auf der einen Verstellwelle 18 ist ferner in deren Mitte ein Hebel 29 befestigt,
der durch eine Feder 30 mit dem Fahrzeugrahmen i verbunden ist. Die Feder
30 hält das Verstellgestänge in der dargestellten Lage, so daß dessen Wellen, Hebel
und Lenker sich nicht infolge der bei der Fahrt auftretenden Massenkräfte hin und
her bewegen können. Die Verschiebung der Achswellen 4, 5 unter Vermittlung der Verstellwellen
15, 18 ergibt wegen der Verwindbarkeit der Verstellwellen eine weiche Kräfteübertragung.
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Verschiebt sich bei der Kurvenfahrt beispielsweise die Achse 4 nach
links in Abb. 3, so wird über die unverschiebbare Hülse 6 der Ausgleichhebel i i
nach links mitgenommen. Dabei wird der Lenker 13 nach links bewegt, was eine Drehung
entgegen dem Uhrzeigersinn des Hebels 14 und damit der Welle 15 und des Hebels 20
zur Folge hat. Die Verschiebung des Ausgleichhebels i i nach links bewirkt weiter,
daß über den Lenker 16 der Hebel 17 und damit die Welle 18 und der Hebel 22 im Uhrzeigersinne
gedreht werden. Dadurch wird über den Lenker 21 das obere Ende des anderen Ausgleichhebels
12 nach rechts in Abb. 3 mitgenommen, weil das untere Ende des Ausgleichhebels 12
durch den Lenker i9 um den gleichen Betrag im gleichen Sinne bewegt wird. Da der
Ausgleichhebel 12 unverschiebbar mit der Achswelle 5 verbunden ist, wird sie nach
rechts in Abb. 3 bewegt, bis der Spurkranz ihrer rechten Radscheibe an die Schiene
trifft. Die Verschiebung der Achswelle 4 nach links in Abb. 3 hat also über das
Gestänge die gleich große Verschiebung der Achswelle 5 nach rechts zur Folge. Das
von den Achsen 4, 5 ausgeführte senkrechte Federspiel wird durch die Lenker 13,
16, 19, 21 ohne weiteres aufgenommen, so daß Rückwirkungen auf die Achswellen nicht
entstehen und einfache zylindrische Bolzen 8, 9 für die Ausgleichhebel 11, 12 verwendet
werden können.
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Die Abb. 4 veranschaulicht im Schema ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dieses unterscheidet sich von dem ersten im wesentlichen dadurch,
daß der Ausgleichhebel i i am unteren Ende, der Ausgleichhebel 12 am oberen Ende
fest am Rahmen i gelagert ist und daß nur eine Verstellwelle, nämlich die Welle
15, benötigt wird. Die gleiche Länge der Arme der Hebel 11, 12 bewirkt auch hier
wieder einen Ausgleich der Verschiebekräfte. Die Ausschläge der Hebel 14 und 20
und damit der Drehwinkel der Welle 15 werden bei sonst gleichen Verhältnissen doppelt
so groß. Da die Zapfen 8, 9 der Hülsen 6, 7 sich aber bei einer Durchfederung der
Achswellen 4, 5 nicht mehr parallel verschieben können, sind Kugelzapfen für diese
Gelenkverbindung erforderlich.
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Die dritte Ausführungsform der Erfindung von Abb. 5 hat wieder mit
der zweiten das Merkmal gemeinsam, daß die Ausgleichhebel 11, 12 mit einem Ende
am Fahrzeugrahmen i abgestützt sind. Sie unterscheidet sich aber von der zweiten
Ausführungsform und hat mit der zuerst behandelten
Ausführung die
Anordnung des symmetrischen Aufbaus und der Verwendung zweier Verstellwellen 15,
18 gemeinsam. Wegen der Abstützung des einen Endes der Ausgleichhebel 11, 12 am
Rahmen i drehen sich bei einer Querverschiebung der Achswelle ,4 die auf der zweiten
Verstellwelle i8 sitzenden Hebel 31, 32 nach derselben Richtung wie die Hebel 14,
2o der Verstellwelle 15. Bei dieser Anordnung ist ferner in die Lenker 13, 19 ein
Schloß 33, 34 eingefügt, das eine Verlängerung oder Verkürzung der Lenker bewirkt.
Außerdem sind in den den Hebel 31 mit dem Ausgleichhebel i i verbindenden
Lenker 35 und in den den Hebel 32 mit dem Ausgleichhebel 12 verbindenden Lenker
36 den Schlössern 33, 34 entsprechende Schlösser 37, 38 geschaltet. Dadurch wird
es ermöglicht, daß die Verstellwelle 15 mit Vorspannung eingebaut oder sogar als
Drehstabfeder ausgebildet werden kann. Dadurch wird bei der Kraftübertragung das
Spiel in den Gelenken ausgeschaltet.
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Es ist ferner möglich, daß auf jeder Rahmenwangeiiseite statt einer
Verstellwelle 15 bzw. 18 zwei Verstellwellen vorgesehen werden. Die zweiten Wellen
tragen dann in umgekehrter Weise wie die ersten Wellen 15 und 18 Hebel, die über
Lenker mit den uniäekehrten Enden der Ausgleichhebel i i, 12 verbunden sind. Die
auf den zweiten Verstellwellen sitzenden Ilebel drehen nach der entgegengesetzten
Richtung wie die entsprechenden Hebel der ersten Verstellwellen 15 und 18.
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Die Anordnung der Wellen kann dabei in der Weise erfolgen, (laß die
zweite Welle die erste Welle 15 bzw. i8 als Hohlwelle umschließt.
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Es ist ferner für die Erfindung nicht notwendig, daß @usgleichliel)el
11, 12 vorhanden sind. Auch die auf der Achswelle .4, 5 sitzende Hülse 6, 7 ist
entbehrlich. Drei Beispiele für derartige @usfiihrtingen der Erfindung sind in den
Abb. 6 bis 8 dargestellt.
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Nach Abb. 6 ist die Hülse 6 der Achswelle selbst mit einem Bolzengelenk
39 ausgestattet, an dem der zum Hebel 14 der Verstellwelle 15 führende Lenker 13
angelenkt ist. Der am anderen Ende der Verstellwelle 15 befestigte, nach unten zeigende
Hebel 20 steht über dem Lenker i9 mit einem nicht dargestellten, auf der Unterseite
der Hülse 7 der Achswelle 5 vorgesehenen Gelenk in Verbindung, (las dem Gelenk 39
entspricht.
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Bei (lern Beispiel von _11)1). 7 sind die Hülsen 6, 7 weggelassen.
Dafür ist der Lenker 13, i9 am ,gegenüberliegenden Achslager 4o angelenkt, das nur
zusammen finit der zugehörigen Achswelle 4 gegen den Rahmen i seitenverschiebbar
ist.
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Die nach Abb. 8 unterscheidet sich von der zuletzt erliiuterten dadurch,
daß die Achsvager 4o einer Achswelle durch einen Steg 4i starr miteinander verbunden
sind, in dessen Mitte sich das Gelenk 39 für den Lenker 13 befindet, das zu (lein
die Verstellwelle 15 drehenden Hebel 14 führt. An die Stelle der starren Verbindung
des Steges 41 kann auch eine solche durch Gelenke treten, oder 1_,-iger -1o und
Steg 4 1 köiiiicii ein Stück, z. l3. Gtißstück bilden.