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Verbindung von Hauptrahmen und Drehgestellen bei Lokomotiven und anderen
Drehgestellfahrzeugen Lokomotiven und andere Fahrzeuge haben bekanntlich einen llaupträhmen,
der auf zwei oder mehreren 1)reli@gestellen ruht. Zur Verbindung jedes Drehgestells
mit dem Hauptrahmen dient je ein Zapfen, der beim Durchfahren von Kurven eine Drehbewegung
zwischen Drehgestell und Hauptrahmen zuläßt.
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Da meist ein erheblicher Teil des Gewichts solcher Lokomotiven oder
anderer Fahrzeuge von auf dem Hauptrahmen angeordneten Teilen stammt, muß die Lage
der Zapfen auf den Drehgestellen genau bestimmt werden, um üblicherweise eine zweckmäßige
Verteilung der Schienenbelastung an den einzelnen Achsen zu erhalten. Die Lage,
die !hiernach die Zapfen haben müssen, entspricht jedoch nicht immer einer in baulicher
Hinsicht günstigen Lage, und es ist zur Verwirklichung der erforderlichen Verteilung
der Schienenbelastung oft notwendig, die Zapfen gegenüber den Querträgern der Drehgestelle
zu versetzen oder noch elastische Hilfsstützen anzubringen, obwohl es 'konstruktiv
am einfachsten ist, die Drehzapfen an diesen Querträgern vorzusehen.
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Gemäß der Erfindung wird die Verbindung
zwischen dem
Hauptrahmen und jedem Drehgestell durch zwei Zapfen vorgenommen, von denen mindestens
einer seitlich, d. h. quer zur Fahrtrichtung, beweglich ist, um die Verdrehung zwischen
Drehgestell und Hauptrahmen während der.Kurveilfahrt zu ermöglichen. Durch diese
Anordnung zweier Zapfen auf jedem Drehgestell ist es möglich, diese an einer baulich
günstigen Stelle, nämlich an den Querträgern der Drehgestelle, anzuordnen und dabei
die gewünschte, möglichst gleichmäßige Verteilung der Schienenbelastung auf die
einzelnen Achsen der Drehgestelle zu erhalten.
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In der Zeichnung ist die Erfindung allgemein und durch zwei Ausführungsbeispiele
erläutert. Es zeigt Fig. i schematisch die bekannte Anordnung eines Drehgestells
mit drei Achsen und zwei Querträgern, Fig.2 in gleicher Weise das Drehgestell nach
Fig. i, jedoch ausgeführt im Sinne der Erfindung, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit bestimmter Ausbildung der Zapfen, Fig. :4 ein Schema zur Darstellung
des Verhaltens der Ausführung nach Fig. 3 bei Kurvenfahrt, Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel
mit einer anderen Ausbildung der Zapfen, Fig.6 ein Schema wie Fig.4 für die Ausführungsform
nach Fig. 5.
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Bei dem dreiachsigen Drehgestell für eine Lokomotive nach Fig. i hat
der Drehgestellrahmen i zwei Querträger 2, 3, deren Lage durch bauliche Gründe,
etwa wegen der Anordnung der Federung, wegen des Motoreinbaues usw., bedingt ist.
Der Hauptrahmen 4 ist durch eine einfache Umrißlinie angedeutet. Um die Achsbelastungen
P1, P3, P3 einigermaßen gleichzumachen, was hier gefordert sein soll, muß der Zapfen
5, der den Hauptrahmen 4 mit dem Drehgestellrahmen i verbindet, eine Lage haben,
bei der die auf den Zapfen wirkende Belastung P4, unter Berücksichtigung der Teilgewichte
des Drehgestells selbst, der Gesamtkomponente aus den Belastungen P1, P$, P3 entspricht.
Damit ergibt sich eine Lage des Zapfens 5, wie sie in Fig. i dargestellt ist, d.
h. der Zapfen kann nicht an der durch die Gesamtkonstruktion natürlich gegebenen
Stelle am Querträger 3 sitzen, sondern er muß zur mittlerem Achse des Drehgestells
hin versetzt werden. Dies ergibt, wie ohne weiteres erkennbar wird, eine baulichunbequeme
und wenig befriedigende Durchbildung der Verbindung.
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Es kann sogar vorkommen, daß die für die gleichmäßige Aöhsbelastung
erforderliche Lagedes Drehzapfens 5 überhaupt nicht erreichbar ist, weil an der
entsprechenden Stelle des 'Drehgestells andere Bauteile sitzen.
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Demgegenüber werden, wie Fig. 2 erkennen läßt, gemäß der Erfindung
zwei Zapfen 6, 7 vorgesehen, die den Hauptrahmen 4 mit dem Drehgestellrahmen i verbinden.
Mindestens einer dieser Zapfen wird seitlich, d. h. quer zur Fahrtrichtung, verychiel>bar
ausgebildet. Diese .beiden Zapfen 6, 7 könien nun unmittelbar an den Querträgern
2, 3 an-;eordnet werden, wodurch eine sehr einfache bauiche Ausführung gewährleistet
wird. Die auf beide Zapfen 6, 7 ausgeübten Belastungen. P4 und P4' verteilen sich
dabei selbsttätig derart, daß alleAchsbelastun,gen P1, P2, P3 gleich sind.
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Diese Verwendung zweier Zapfen 6, 7 'hat außerdem noch einen weiteren
Vorteil. Ist der Hauptrahmen auf dem Drehgestell nur mittels eines einzigen Zapfens
gelagert, so bestellt für das Dreh-Bestell beim Bremsen der Räder oder auch bei
Beschleunigung der Antriebsräder eine erhebliche Neigung zum Kippen in Fahrtrichtung.
Ein einziger Zapfen kann nämlich diesem Kippmoment nicht genügend entgegenwirken.
Daher müssen beispielsweise bei starkem BYemsen die vorderen Räder fast die ganze
Belastung aufnehmen, während sich die hinteren Räder von den Schienen abzuheben
versuchen. Bei der Anordnung von zwei Zapfen im Sinne der Erfindung kann dieses
Kippanoment viel besser von den Zapfen aufgenommen werden, weil die beiden Zäpfen
dem Kippmoment mit einem Kräftepaar entgegenwirken, dessen beide Kräfte an einem
längeren Hebelarm (Entfernung der Zapfen voneinander) angreifen. Das erwähnte Kippen
der Drehgestelle wird also wirksam verhindert. Voraussetzung ist allerdings, daß
die Zapfen in lotrechter Richtung unverschieblich sind, eine Ausführung, die bei
der praktischen Durchbildung der Verbindung bevorzugt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein Drehzapfen 6 vorhanden,
der in üblicher Weise den Hauptrahmen 4 mit dem Drehgestell i in Längs-und Querrichtung
fest verbindet und demgemäß lediglich eine Drehbewegung zwischen beiden zuläßt.
Der andere Zapfen 7 ist eine einfache Stütze, die am Hauptrahmen 4 angebracht ist
und das Gewicht desselben lotrecht auf das Drehgestell i überträgt. Dieser Stützzapfen
7 gleitet auf einer Führung 8, die als Kreisbogen mit dem Zapfen 6 als Mittelpunkt
ausgeführt und am Drehgestell i angebracht ist. Bei der Kurvenfahrt dreht sich also
das Drehgestell i gegenüber dem Hauptrahmen 4 um den Zapfen 6, der als eigentlicher
Drehzapfen anzusprechen ist, während der Stützzapfen 7 auf seiner Kreisbogenführung
8 wandert, wie dies in Fig.4 durch die gestrichelten Linien veranschaulicht ist.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. $ sind Zapfen 6, 7 verwendet, die
als Stützpendel wirken. Diese Stützpendel sind seitlich neigbar und werden durch
Rückstellkräfte, beispielsweise durch Rückstellfedern, in ihrer lotrechten Normallage
gehalten bzw. nach Ausschwenken wieder in diese Normallage zurückgeführt. Die Rückstellfedern
der Stützpendel können in ihrer Spannung . regelbar eingerichtet sein. Aus Fig.6
ist ersichtlich, daß in diesem Fall bei Kurvenfahrt beide Stützpendel nach verschiedenen
Seiten ungefähr quer zur Fahrtrichtung aussehwingen, wobei sich das Drehgestell
gegenüber dem Hauptrahmen gewissermaßen um eine gedachte Drehachse dreht, die zwischen
den beiden Stützpendeln liegt.
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Für den Fall der Benutzung derartiger Stützpendel kann die Anordnung
im übrigen auch so getroffen werden, daß nur ein Stützpendel vorhanden ist, während
der andere Zapfen entsprechend dem
Zapfen (, gemäß Fig.3 als reiner
Drehzapfen arbeitet.
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Die seitliche Verschiebbar'keit oder Querbeweglic'likeit der beiden
Zapfen oder wenigstens eines derselben hat noch folgende Vorteile: Einerseits wird
dadurch eine gewisse Querelastizität der Verbindung erhalten, die eine ?Milderung
der Wirkung von seitlichen Schienenstößen auf die äußeren Achsen 'herbeiführt. Andererseits
verteilt sich die maximale Rückstellkraft, die durch die Zentrifugalkraft des Wagenkastens
bei Kurvenfahrt bestimmt wird. auf die leiden parallel arbeitenden Zapfen, so <laß
die von einem Zapfen aufzubringende maximale Rückstellkraft erheblich vermindert
wird. Ein seitlieher Schienecistoß auf eine äußere Achse wird dagegen von dem nächstgelegenen
Zapfen allein aufgefangen. Es kann mithin eine Anordnung mit großer Nachgiebigkeit
gegenüber seitlichen Schienenstößen, also eine weich arbeitende Verbindung gesc1iaffen
werden, ohne daß die Abmessungen der Rückstellfedern übermäßig groß werden. Trotzdem
wird die Zentrifugalkraft bei Kurvenfahrt voll aufgenommen, weil hierbei beide Zapfen
wirken.
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Bei der Durchführung des Erfindungsgedankens ist die Form und konstruktive
Ausbildung der Zapfen im übrigen ganz beliebig. Dies gilt in gleicher Weise auch
für die Durchbildung der Drehgestel le.