DE867555C

DE867555C - Locomotive vehicle with rod drive, whereby the axles driven by the rods are mounted in an articulated subframe (link subframe)

Info

Publication number: DE867555C
Application number: DEK3391D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl-Ing Dr Phil Lorenz
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Priority date: 1940-06-20
Filing date: 1940-06-20
Publication date: 1953-02-19

Description

Lokomotivfahrzeug mit Stangenantrieb, wobei die von den Stangen angetriebenen Achsen in einem gelenkigen Hilfsrahmen (Lenkerhilfsrahmen) gelagert sind Bei den Lokomotivantrieben durch Stangen sind die einzelnen angetriebenenAchsen in einem starren Rahmen gelagert und können nur parallel zu den Achslagerführungen Vertikalbewegungen ausführen. Beim Durchfedern einzelner Achsen, erleiden daher die zugehörigen Kuppelstangen infolge Abänderungder Entfernung der springenden von der benachbarten Achse zusätzliche Beanspruchungen. Bei schnell fahrenden Lokomotiven werden diese Beanspruchungen in Verbindung mit denjenigen, die sich aus den Flieh- und Beschleunigungskräften ergeben, besonders groß, was zu unruhigem Lauf der Maschine führen kann. Außerdem ist ein besonders starker Stangenlagerverschleiß unvermeidlich.Rod-powered locomotive vehicle, the rod-powered locomotive Axles are stored in an articulated subframe (link subframe) Locomotive drives by rods are the individual driven axles in one rigid frame and can only vertical movements parallel to the axle bearing guides carry out. When individual axles spring down, the associated coupling rods suffer due to the change in the distance of the jumping axis from the neighboring axis additional Stresses. These stresses are increased in the case of fast moving locomotives in connection with those arising from the centrifugal and acceleration forces particularly large, which can lead to uneven running of the machine. aside from that Particularly heavy rod bearing wear is unavoidable.

Grundsätzlich den gleichen Nachteil haben bekannte Lokomotivfahrzeuge mit Stangenantrieb; bei denen die von den Stangen angetriebenen Achsen in einem gelenkigen Hilfsrahmen (Lenkerhilfsrahmen) gelagert sind, dessen Lenker in der bei Kuppelstangen bekannten Art ausgebildet sind. Bei diesen Lokomotiven ist nämlich die gegenseitige Lage der Gelenke der Kuppelstangen und der Gelenke zwischen den Hilfsrahmenlenkern so, daß Abweichungen von den kinematisch genauen Bewegungsverhältnissen entstehen.Known locomotive vehicles basically have the same disadvantage with rod drive; in which the axles driven by the rods in one articulated subframe (handlebar subframe) are mounted, the handlebars in the at Coupling rods known type are formed. With these locomotives is namely the mutual Location of the joints of the coupling rods and the joints between the subframe links so that deviations from the kinematically precise Movement relationships arise.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile der erwähnten bekannten Anordnungen und geht von dem Gedanken aus, die Bewegungsmöglichkeit der Achsen mit der Bewegungsmöglichkeit :der Kuppelstangen in kinematisch einwandfreier Weise in Übereinstimmung zu bringen. Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß die Zwischengelenke zwischen zwei Hilfsrahmenlenkernim gleichen Abstandsverhältnis von den benachbarten Treib- und Kuppelachsen gelegt wie die entsprechenden Zwischengedenke zwischen zwei Kuppelstangen von den benachbarten Kurbelzapfen, so daß die zwischen zwei benachbarten Radsätzen eingebauten Hilfsrahmenlenker und Kuppelstangen Gelenkparallelogramme bilden.The invention avoids the disadvantages of the known arrangements mentioned and is based on the idea of the possibility of movement of the axes with the possibility of movement : to bring the coupling rods into agreement in a kinematically correct manner. For this purpose, according to the invention, the intermediate joints are between two subframe links the same distance ratio from the adjacent drive and coupling axles like the corresponding intermediate memorials between two coupling rods from the neighboring ones Crank pin so that the subframe links installed between two adjacent wheel sets and coupling rods form articulated parallelograms.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes,der Erfindung dargestellt.In the drawing are two embodiments of the subject Invention shown.

Abb. i und 2 zeigen das erste Beispiel im Längsschnitt; bzw. in der teilweise im Schnitt gehaltenen Oberansicht; Abb. 3 und 4 sind entsprechende Darstellungen des zweiten Beispiels.Figs. I and 2 show the first example in longitudinal section; or in the partly in section top view; Fig. 3 and 4 are corresponding representations of the second example.

Das erste Beispiel @(Abb. i und 2) zeigt einen Blindwellenantrieb, bei dem von der Kurbel i der Blindwelle :2 drei Kuppelachsen 3, 4, 5 angetrieben werden. Von der Kurbel r der Blindwelle 2 führen auf beiden Fahrzeuglängsseiten Stangen 6 nach den Treibzäpfen 7 der ersten Kuppelachse 3. Die Stange 6 ist über den Treibzapfen 7 hinaus verlängert und trägt an dem Ende der Verlängerung ein Gelenk 8, an dein eine nach der zweiten Kuppelachse 4 führende Kuppelstange 9 angelenkt ist. Die Kuppelstange 9 ist wiederum gelenkig mit dem Kuppelzapfen -o der mittleren Kuppelachse 4 verbünden und in Richtung auf die hintere Kuppelachse 5 gleichfalls verlängert. Am Ende der Verlängerung befindet sich ein Gelenk i i, an :dem eine Kuppelstange 12 angreift, deren anderes, Ende mit dem Kuppelz.apfen 13 der Kuppelachse 5 gelenkig verbunden ist. Die Kuppelachsen 3, 4, 5 sind mittels kugeliger Lager 14 in einem gelenkigen Hilfsrahmen (Lenkerhilfsrahmen 15) gelagert, dessen Lenker 16, 17, i8 mit den Stangen: 6, 9, i2 gegenüberliegende Seiten von Gelenkvierecken bilden. Auf ,den Kuppelachsen 3, 4, 5 sind die Hilfsrähmenlenker 16, 17, i8 -durch die Lager 14 gelenkig abgestützt. Miteinander sind die Hilfsrahmenlenker 16, 17, i8 durch Gelenke 2o und 21 verbunden: Die- Entfernung der Mitten, z. B. der Gelenke 8 und io der Kuppelstange 9, ist gleich der Entfernung .des Gelenkes 2o des Hilfsrahmenlenkers 17 von der Mitte 22 des Lagers 14 der Kuppelachse 4. Ferner ist die Länge der Kuppelstange 9 zwischen den Gelenken 8 und ii gleich der Länge des Hilfsrahmenlenkers 17 zwischen den Gelenken 2o und 2,1. Durch die Punkte 2o und 22 sowie 8 und io wird somit ein Gelenkviereck 23 gebildet, durch die Punkte 2o und zi sowie 8 und i i ein Gelenkviereclk 24 (Abb. i). Entsprechendes gilt für die Stange 12 und den Hilfsrahmenlenker 18. Da auch die Kurbelkreise der Zapfen 7, 1o und 13 gleich groß sind, sind die zugehörigen Gelenkvierecke Parallelogramme.The first example @ (Fig. I and 2) shows a jackshaft drive in which the crank i of the jackshaft: 2 drives three coupling axles 3, 4, 5. From the crank r of the jackshaft 2, rods 6 lead on both longitudinal sides of the vehicle to the drive pin 7 of the first coupling axle 3. The rod 6 is extended beyond the drive pin 7 and carries a joint 8 at the end of the extension and one to the second coupling axis 4 leading coupling rod 9 is articulated. The coupling rod 9 is in turn connected in an articulated manner to the coupling pin -o of the central coupling axle 4 and is likewise extended in the direction of the rear coupling axle 5. At the end of the extension there is a joint ii, on which a coupling rod 12 engages, the other end of which is articulated to the coupling pin 13 of the coupling axis 5. The coupling axles 3, 4, 5 are mounted by means of spherical bearings 14 in an articulated subframe (link subframe 15), whose links 16, 17, i8 with the rods: 6, 9, i2 form opposite sides of articulated quadrangles. On the coupling axles 3, 4, 5, the auxiliary frame links 16, 17, i8 are supported in an articulated manner by the bearings 14. The subframe links 16, 17, i8 are connected to one another by joints 2o and 21: The distance between the centers, e.g. B. the joints 8 and io of the coupling rod 9, is equal to the distance .des joint 2o of the subframe link 17 from the center 22 of the bearing 14 of the coupling axle 4. Furthermore, the length of the coupling rod 9 between the joints 8 and ii is equal to the length of the Subframe link 17 between the joints 2o and 2.1. A quadrangle 23 is thus formed by the points 2o and 22 as well as 8 and io, and a quadrangle 24 is formed by the points 2o and zi as well as 8 and ii (Fig. I). The same applies to the rod 12 and the auxiliary frame arm 18. As the crank circle of the pin 7, 1o and 1 3 are equal, the corresponding four-bar linkages parallelograms.

Bewegt sich. z. B. die mittlere Achse 4 nach oben, so führt .die an ihrem Zapfen -o angelenkte Kuppelstange 9 eine Schwenkbewegung um das Gelenk 8 aus. Da gleich :große Kurbelkreise für die Zapfen 7 und -o vorhanden sind, führt der Hilfsrahmenlenker 17 die gleiche Schwenkbewegung wie die Kuppelstange 9 nach oben aus. Der Hilfsrahmenlenker 17 und die Kuppelachse 9 führen somit kinematisch richtige, also von Zwängungen freie Bewegungen aus. Das; gleiche gilt für den Hilfsrähmenlenker 18 und die Kuppelstan:ge 12 sowie den Hilfsrahmenlenker 16 und die Treibstange 6.Is moving. z. B. the middle axis 4 upwards, the coupling rod 9, which is articulated on its pin -o, performs a pivoting movement about the joint 8. Since the same: large crank circles for the pins 7 and o are available, the subframe link 17 performs the same pivoting movement as the coupling rod 9 upwards. The subframe link 17 and the coupling axle 9 thus carry out kinematically correct movements, that is to say movements free of constraints. That; the same applies to the subframe link 18 and the coupling rod: ge 12 as well as the subframe link 16 and the connecting rod 6.

Die Blindwelle :2 und der sie antreibende Motor 25 sind in dem abgefederten Teil 26 des Fahrzeuges gelagert, der sich über Tragfedern i9 auf den Lenkerhilfsrahmen 15 stützt. Die Verbindung des Lenkerhilfsrahmens i5 mit dem abgefederten Fahrzeugteil 26 zur Übertragung der Zugkräfte auf diesen Teil erfolgt über die zu beiden Fahrzeuglängsseiten vorgesehenen Lenker 16 -dadurch, daß diese an die Blindwelle 2 angelenkt sind. Quer zur Fahrzeuglängsrichtung auftretende Stöße werden .dadurch auf den abgefederten Fahrzeugteil 26 übertragen, daß; die Hilfsrahmenlenker 16, 17, 18 mit lotrechten Flächen 27 (Abb. 2) gegen entsprechende Flächen 28 des abgefederten Fahrzeugteils 26 anliegen. Derartige Flächen könnten jedoch ebensogut zwischen den Achsen 3, 4, 5 und dem abgefederten Fahrzeugteil 26 vorgesehen sein. In der Fahrzeuglängsrichtung übergreift der abgefederte Fahrzeugteil 26 die Achsen 3, 4, 5 mit Abstand. Der den abgefederten Fahrzeugteil 2,6 bildende Rahmen kann verhältnismäßig leicht ausgeführt werden, weil auf ihn: keine von den Stangenkräften herrührenden Reaktionskräfte übertragen werden und er nur die in der Querrichtung wirkenden Kräfte über die Flächen 28 aufzunehmen hat.The jackshaft: 2 and the motor 25 driving it are mounted in the sprung part 26 of the vehicle, which is supported on the auxiliary handlebar frame 15 via suspension springs 19. The connection of the auxiliary handlebar frame i5 to the sprung vehicle part 26 for the transmission of the tensile forces to this part takes place via the handlebars 16 provided on both longitudinal sides of the vehicle, in that they are articulated to the jackshaft 2. Shocks occurring transversely to the longitudinal direction of the vehicle are transmitted to the sprung vehicle part 26 in that; the subframe links 16, 17, 18 with vertical surfaces 27 (Fig. 2) rest against corresponding surfaces 28 of the sprung vehicle part 26. Such surfaces could just as well be provided between the axles 3, 4, 5 and the sprung vehicle part 26. In the longitudinal direction of the vehicle, the sprung vehicle part 26 overlaps the axles 3, 4, 5 at a distance. The frame forming the sprung vehicle part 2, 6 can be made relatively light, because: no reaction forces resulting from the rod forces are transmitted to it and it only has to absorb the forces acting in the transverse direction via the surfaces 28.

Das zweite Beispiel (Abb. 3 und-4) unterscheidet sich von dem oben beschriebenen. grundsätzlich dadurch, ,däß an Stelle eines Blindwellenantriebes ein Antrieb durch eine Kolbendampfmaschine 29 gewählt ist. Der abgefederte Fahrzeugteil 26 wird hier durch einen Kessel gebildet, an dem die Dampfmaschine 29 befestigt ist: Zur Aufnahme der Querkräfte ist der Kessel 26 mit senkrechten, nach unten geführten Ansätzen 30 versehen, an denen die Stützflächen 28 angebracht sind. Die zur Zugkraftübertragung dienende Verbindung des Lenkerhilfsrahmens 15 mit dem den üblichen Fahrzeugrahmen ersetzenden Kessel 26 geschieht über Lenker 31 (s. besonders- Abb. 4), die zweckmäßig am Dampfmaschinenblock 29. angebracht sind. Diese Anordnung ist für Fahrzeuge, bei denen mindestens eine Achse unmittelbar durch ein Zahnradgetriebe angetrieben wird, z. B. elektrische oder Turbolokomotive, in gleicher Weise brauchbar.The second example (Fig. 3 and -4) differs from the one described above. basically because, instead of a jackshaft drive, a drive by a piston steam engine 29 is selected. The sprung vehicle part 26 is formed here by a boiler to which the steam engine 29 is attached: To absorb the transverse forces, the boiler 26 is provided with vertical, downward projections 30 on which the support surfaces 28 are attached. The connection of the auxiliary steering frame 15, which is used for the transmission of tensile force, to the boiler 26 replacing the usual vehicle frame, takes place via steering arms 31 (see especially Fig. 4), which are expediently attached to the steam engine block 29. This arrangement is for vehicles in which at least one axle is driven directly by a gear transmission, e.g. B. electric or turbo locomotive, usable in the same way.

Die Lagerung der Kuppelachsen 3, 4, 5 in kugeligen Lagern 14 erfolgt zu dem Zweck, um beim Anheben nur eines Rades der betreffenden Achse zu verhindern, daß die Hilfsrahmenlenker 16, 17, 18 auf Verdrehung beansprucht werden. Die beim einseitigen Anheben einer Achse 3, q. oder 5 bedingte kinematische Ungenauigkeit, die dadurch entsteht, daß die Kuppelstangen und die Hilfsrahmenlenker in verschiedenen senkrechten Ebenen liegen, ist vernachlässigbar klein. Die :Inordnung nach der Erfindung macht, wie bereits erwähnt, eine Achslagerführung in dem herkömmlichen Sinne entbehrlich. Lediglich zur Aufnahme der Seitenkräfte sind an dem abgefederten Fahrzeugteil 26 die Anlageflächen 28 gegen die Achslager oder Achsen notwendig.The coupling axles 3, 4, 5 are mounted in spherical bearings 14 for the purpose of preventing the subframe links 16, 17, 18 from being subjected to torsion when only one wheel of the axle concerned is lifted. The one-sided lifting of an axis 3, q. or 5 conditional kinematic inaccuracy, which arises from the fact that the coupling rods and the subframe links are in different vertical planes, is negligibly small. The arrangement according to the invention makes, as already mentioned, an axle bearing guide in the conventional sense unnecessary. The contact surfaces 28 against the axle bearings or axles on the sprung vehicle part 26 are only necessary for absorbing the lateral forces.

Bei der Ausführung nach Abb. i und 2 werden die Stangenkräfte in der Blindwellenlagerung aufgenommen, auf die sie durch den Lenkerhilfsrahmen 15 zurückgeleitet werden. Bei der Kolbenlokomotive nach Abb. 3 und .4 werden die Stangenkräfte zweckmäßig dort zurückgeleitet, wo sie durch die Zylinderkräfte ausgeübt werden, so daß eine weitgehende Entlastung der Zylinderbefestigungsschrauben eintritt. Die Ausbildung der Antriebsmaschine ist, wie schon die beiden Beispiele erkennen lassen, für die Erfindung ohne Bedeutung.In the design according to Fig. I and 2, the rod forces in the Jackshaft bearing added, to which it is routed back through the control arm subframe 15 will. With the piston locomotive according to Figs. 3 and 4, the rod forces are useful returned to where they are exerted by the cylinder forces, so that a The cylinder fastening screws are largely relieved of pressure. Training the prime mover is, as the two examples already show, for the Invention of no importance.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rod-powered locomotive vehicle, with the of the. Rod-driven axles in an articulated subframe (link subframe) are stored, the handlebars in the known with coupling rods. Kind trained are, characterized d, ate the intermediate joints (e.g. 20) between two Subframe links (16, 17) at the same distance from the neighboring ones Driving and coupling axles (3) lie between, like the corresponding intermediate joints (8) two coupling rods (6, 9) from the adjacent crank pin (7) so that the between two adjacent sets of wheels (3, d) built-in subframe links (17) and coupling rods (9) Form joint parallelograms.

2. Locomotive vehicle according to claim i, characterized characterized in that the axles (3, d., 5) in the subframe links (16, 17, 18) are stored with spatially movable bearings (1d.).

3. Locomotive vehicle according to claim i or 2 with blind shaft drive, characterized in that the drive rod (6) of the jackshaft drive is included in the auxiliary handlebar frame (15).

4. Locomotive vehicle according to claim i or 2 with an axle driven by connecting rods or gears, characterized in that the auxiliary link frame: (15) in turn by at least a handlebar (31) is connected to the sprung vehicle part (26).

5. Locomotive vehicle according to claim d., characterized in that the connection of the link (31) with the sprung vehicle part (26) takes place at the point where the rod forces are generated in the case of piston engine drives, i.e. at the attachment point of the piston engine (29).