DE917676C

DE917676C - Laufwerk fuer schienengebundene Fahrzeuge oder Fahrgestelle, insbesondere fuer solche, die fuer hohe Geschwindigkeiten bestimmt sind

Info

Publication number: DE917676C
Application number: DEA13993A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ahrens
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-09-07
Filing date: 1951-09-07
Publication date: 1954-09-09
Also published as: BE517958A; FR1079066A

Description

Laufwerk für schienengebundene Fahrzeuge oder Fahrgestelle, insbesondere für solche, die für hohe Geschwindigkeiten bestimmt sind Die! Erfindung geht von Schienenfahrzeugen für hohe Geschwindigkeiten aus, und zwar von solchen, bei denen nach einem älteren Vorschlag, der jedoch noch nicht zum Stande der Technik gehört, die Achsmittellinien sämtlicher an sich bekannten losen Räder oder mindestens die der Losräder der führenden Radsätze mit der Mittellinie der jeweils zugehörigen festen Tragachse in der horizontalen Ebene, d. h. von oben gesehen, einen Winkel bilden und die Losräder spiegelbildlich zur Fahrzeuglängsmittelebene auf der festen Tragachse angeordnet sind, wobei auf jeglichen Steuermechanismus verzichtet wird. Nach der Erfindung sind diese spiegelbildlich zueinander auf der festen Tragachse angeordneten losen Räder, die auf der Tragachse, waagerecht schwenkbar gelagert sind, spiegelbildlich zur Fahrzeuglängsmittelebene verstellbar; sie werden vorteilhaft über nach der Fahrzeuglängsmitte verlängerte Achsschenkel gesteuert.
Die Steuerung der Losräder in die für Vorwärts-und Rückwärtsfahrt jeweils günstigste Radstellung kann von Hand erfolgen oder automatisch wirken, indem der horizontale Winkelausschlag der Drehgestelle zum Wagenkasten oder die Querbewegung des Wagenkastens zu den Radsätzen die Radschräglage bewirkt, oder aber der Spurkranz übernimmt selbst die Aufgabe der Radsteuerung.
Es sind Laufwerke für schienengebundene Fahrzeuge oder Fahrgestelle, insbesondere für solche, die für hohe Geschwindigkeiten bestimmt sind, bekannt, wobei die, Laufwerke waagerecht schwenkbare Laufräder haben, von denen die einen Radsatz bildenden Räder (vorteilhaft über nach der Fahrzeuglängsmittelebene hin verlängerte Achsschenkel) so gesteuert werden, daß die Achsmittellinien der Laufräder mit der durch ihre Schwenkachsen gelegten Fahrzeugquerebene, von oben gesehen, einen Winkel bilden. Die, Laufräder jedes Radsatzes werden dabei zum Zweck ihrer zur Gleiskurve bogensenkrechten Einstellung gleichsinnig geschwenkt, also beide Räder im oder entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn.
Gegenüber den bekannten Radsteuerungen liegt der wesentliche Unterschied der erfindungsgemäßen Ausgestaltung darin, daß die Losräder jeder Tragachse durch die Steuerung jeweils in eine zur Fahrzeuglängsmittelebene spiegelbildliche Lage gebracht werden und so stets den. Lauf zur Gleismittellinie anstreben. Diese Wirkung kann noch durch Eingliederung einer kardanisch oder kupplungselastisch mit den. Losrädern verbundenen Welle verstärkt werden, so daß auch die Bandagenschrägen im gleichen Sinn wirksam werden. können. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann diese Welle: auch für die Übertragung der Antriebskräfte auf die Räder ausgenutzt werden. Schließlich kann das ganze System in einem Steifrahmengestell gelagert werden, um eine fehlerfreie Achssteuerung und einen, ruhigen Wagenlauf zu erzielen.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt zwei in einem starren Rahmen fest gelagerte Tragachsen mit gleichsinniger Radsteuerung im Grundri.ß, Abb.2 eine entsprechende Ausführung, jedoch mit einer Radsteuerung im entgegengesetzten Sinn, Abb. 3 einen Radsatz mit gesteuerten Rädern und starrer Tragachse im Querschnitt, Abb,, 4. ein Drehgestellfahrzeug im Grundriß mit Radsteuerung durch den horizontalen Winkelausschlag des Drehgestells zum Untergestell, Abb. 5 zwei in einem starren Rahmen fest gelagerte Tragachsen mit Radsteuerung durch Anlauf der Spurkränze an die Schiene im Grundriß und Abb.6 einen Radsatz mit Radsteuerung und Schwingachsmittelteil im Querschnitt.
Wie aus Abb. i ersichtlich ist, besteht der steuerbare Radsatz des Schienenfahrzeugs aus der sich nicht drehenden Tragachse i und den daran a.ngelenkten waagerecht schwenkbaren Achsschenkeln 2, auf welchen mittels Wälz- oder Gleitlager die Logräder 3 angeordnet sind. Die Achsschenkel 2 sind bis zur Wagenlängsmitte verlängert und an dieser Stelle durch ein etwas nachgiebiges oder mit Spiel arbeitendes Gelenk 4 verbunden. Der Einschlag eines Achsschenkels :2 hat mithin den gegenläufigen Einschlag des anderen Achsschenkels 2 desselben Radsatzes zur Folge. Werden die mittleren Gelenkpunkte 4 der Achsschenkel 2 zweier Radsätze untereinander verbunden und ihre Verbindungsstange 5 in Fahrzeuglängsrichtung bewegt, so werden gemäß Abb. i bei einer Stangenlänge, die gleich dem Radstand ist, die Losräder des zweiten Radsatzes in die gleiche, Stellung gebracht wie die Losräder des ersten Radsatzes. Das hat zur Folge, daß der erste Radsatz in der Kurve mit seinem auf der Außenschiene führenden Losrad und der zweite Radsatz mit seinem vielfach an der Innenschiene führenden Losrad gleich gute Anlaufverhältnisse liefern. Die Verbindungsstange 5 ist teilweise als Gewindespindel ausgeführt und in einer drehbar am in horizontaler Richtung starren Dreh- oder Untergestell 6 gelagerten Spindelmutter 7 geführt. Bei einer Drehung der Spindelmutter durch die Handkurbel 8 werden die Spindel und damit die Stange 5 in Längsrichtung bewegt und die gleichsinnige Einsteuerung der Losräder beider Radsätze in die gleiche Lage bewirkt, d. h. bei der Fahrt nach links in Abb. i sind alle Losräder keilförmig nach links, bei der Fahrt nach rechts alle Losräder keilförmig nach rechts ausgerichtet.
Bei der in Abb.2 an einem Drehgestell dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindungsstange 9 kleiner als der Abstand der Radsätze (Radstand). In diesem Falle werden die Losräder des jeweils voranlaufenden Radsatzes schräg eingestellt, während die nachlaufenden Losräder die Winkelstellung o° (Null Grad) haben. Dies wird in der Praxis vielfach von Vorteil sein, zumal ein nachlaufender Radsatz immer günstigere Anlaufverhältnisse aufweist. Durch Wahl der Länge der Stange 5 bzw. 9 können auch beliebige Zwischenstellungen des jeweils zweiten Radsatzes erzielt werden. Der Antrieb der Spindel 9 wird hier durch denMotor io bewirkt, was insbesondere bei Zügen wegen der Vereinfachung der Bedienung empfehlenswert ist.
In Abb. 3 ist dargestellt, wie sich zwei Losräder eines Radsatzes durch eine Welle 17 zwangläufig verbinden lassen, um die Drehbewegung des einen Losrades mit derjenigen des anderen Losrades zu kuppeln. Zu diesem Zweck ist durch jeden an der rohrförmigen Festachse i i waagerecht schwenkbaren Achsschenkel 12 eine Welle 13 geführt, die auf der Außenseite durch die Scheibe 14. mit dem Radkörper 15 und auf der Innenseite mit dem Kardangelenk 16 verbunden ist. Die durchlaufende Welle 17 verbindet beide Kardangelenke 16. Durch die zwangläufige Verbindung beider Losräder und die Konizität der Radreifen ist der Radsatz bestrebt, stets von der Schiene abzulaufen. Hierdurch wird der Spurkranz vor Verschleiß geschützt. Durch das auf der Welle 17 fest sitzende Zahnrad 18 ist beispielsweise angedeutet, daß die Welle 17 auch als Antriebs-,velle benutzt werden kann.
Die Losräder der Radsätze können auch durch das Einschlagen der Drehgestelle zum Wagenlasten in die kurvenrichtige Stellung gebracht werden, während bei der Fahrt in der Geraden in erwünschter Weise die Winkelstellung o°, somit kein Verschleiß der Spurkränze vorhanden ist.
Nach Abb. q. hat der Drehschemel i9 des Untergestells 6 die in Mitte des Wagens liegenden Verlängerungsarme 21. An diese sind mittels der Stangen 22 die in Drehgestellängsmitte gelenkig vereinigten Achsschenkel 2 angeschlossen. Sind nach einem Gedanken der Erfindung die Tragachsen der Radsätze mit einem vertikal gefederten oder ungefederten Steifrahmen starr verbunden und dreht sich der Rahmen des Drehgestells um den Punkt 24 des Untergestells 6, so sind die Anlenkpunkte der Stangen 22 an den Radsätzen und den Verlängerungsarmen 21 des Untergestells 6 genau festgelegt. Beim Einschlagen der Drehgestelle in Kurvenstellung werden die Achsschenkel 2 nach Drehgestellmitte gezogen und dadurch die zur Drehgestellängsachse spiegelbildliche Einsteuerung der Losräder jedes Radsatzes vollzogen. Beim Auslauf aus der Kurve stellen sich die Losräder wieder parallel zueinander und wirken bei der Fahrt im geraden Gleis wie Räder normaler Radsätze.
Erhält das Fahrzeug eine Wiege mit seitlicher Federung, so wird der Wiegebalken unmittelbar und drehbar auf dem horizontal starren Drehgestellrahmen angeordnet und mit Verlängerungsarmen 21 versehen. Dabei erfolgt die Lenkung der Losräder in gleicher Weise wie in Abb. 4 über die die Anlenkpunkte der Verlängerungsarme 21 des Wiegeträgers und die die Achsschenkel 2 verbindende Stange 22. Der gegenüber dem Untergestell 6 vertikal und quer zur Fahrtrichtung gefederte Wiegebalken wird in diesem Fall in Querführungen des Untergestells so geführt, daß er stets senkrecht zur Fahrtrichtung liegt. Trotz seitlicher und vertikaler Federung des Wagenkastens bzw. Untergestells 6 zum Steifrahmen des Drehgestells ist somit keine Verfälschung der Radsteuerung gegeben.
Bei der Ausführung nach Abb. 5 wird die Losradsteuerung lediglich durch den Anlauf des Spurkranzes an der Schiene herbeigeführt. Tragachse i, Achsschenkel 2 und Räder 3 sind wie bei Abb. i ausgeführt. Der mittlere Anlenkpunkt 4 der Achsschenkel 2 steht jedoch mit einem Flüssigkeitsdämpfer 25 in Verbindung, dessen Kolben durch die beiderseits angeordneten Federn stets in die Mittelstellung zurückgeführt wird. Beim schrägen Anlauf des Spurkranzes an die Schiene dreht sich das anlaufende Losrad um die Gelenke der Tragachse und bewirkt durch die Achsschenkel 2, die in der Fahrzeuglängsmitte verbunden sind, die entgegengesetzte Drehung des gegenüberliegenden Losrades. Der an den Achsschenkeln 2 angreifende Flüssigkeitsdämpfer 25 hat die Aufgabe, etwaige Flatterbewegungen der Losräder zu bekämpfen und die Raddrehung erst nach Übersteigen einer gewissen Anlaufkraft am Spurkranz einzuleiten. Derartige Achssteuerungen können für Fahrzeuge jeglichen Radstandes ausgeführt werden. Die Einsteuerung wird begünstigt, wenn die aufrechte Drehachse der Achsschenkel 2 zur Tragachse i etwas schräg nach vorn oder hinten angeordnet wird, was man im Automobilbau mit Vor- und Nachlaufen bezeichnet.
Abb. 6 zeigt die Anwendung einer Querschwingachse an Stelle der in Abb. 3 behandelten starren Tragachse i i. Hierbei ist das die Achszapfen 27 mittels der Drehzapfen 28 aufnehmende Querhaupt oben durch Lenkstangen 29 und unten durch die Blatttragfeder 30 gegenüber dem Mittellängsträger 31 des Drehgestells oder Fahrzeugs parallelog-ammartig geführt. Die angeführte Bauweise ist eine der vielen im Automobilbau bekannten Ausführungen, die sich aber mit Vorteil auf Fahrzeuge nach der Erfindung übertragen läßt. Die zwangläufige Verbindung der Losräder nach Abb.6 ist die gleiche wie bei Abb. 3, jedoch mit dem Unterschied, daß sich die mittlere Welle aus drei kardanisch verbundenen Teilstücken 32, 33 und 34 zusammensetzt, deren Mittelteil am Dreh- oder Untergestellrahmen gelagert ist. Hierbei kann die Kupplungswelle ebenfalls zu Antriebszwecken benutzt werden.
Die Einsteuerung der Losräder kann schließlich auch durch seitliche Bewegungen des Wagenkastens zu den Radsätzen als Folge der Zentrifugalkraft oder der Massendrehträgheit beim Ein-, Aus- und Durchlaufen von Kurven erzielt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE. i. Laufwerk für schienengebundene Fahrzeuge oder Fahrgestelle, insbesondere für solche, die für hohe Geschwindigkeiten bestimmt sind, mit waagerecht schwenkbaren Laufrädern, von denen die einen Radsatz bildenden Räder (vorteilhaft über nach der Fahrzeuglängsmittelebene hin verlängerte Achsschenkel) so gesteuert werden, daß die Achsmittellinien der Räder mit der durch ihre Schwenkachsen gelegten Fahrzeugquerebene, von oben gesehen, einen Winkel bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer festen Tragachse (i) abgestützten Losräder (3) eines Radsatzes spiegelbildlich zur Fahrzeuglängsmittelebene verstellbar sind.
2. Laufwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerecht schwenkbaren Losräder (3) in die für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt günstigste Winkelstellung einstellbar sind, indem sämtliche Losräder jeder Wagenlängsseite gleichsinnig und gleich stark oder die führenden Losräder in die Winkelstellung größer als null Grad und die nachlaufenden Losräder in die Stellung o° oder eine Stellung innerhalb dieser beiden Grenzen geschwenkt werden.
3. Laufwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Losräder (3) beim Durchfahren einer Kurve durch individuelle Lenkung von Hand oder durch motorischen Antrieb, durch den Winkelausschlag des Drehgestells (6), durch die Querbewegung des Wagenkastens zu den Losrädern oder durch den Spurkranzdruck in die erforderliche Winkelstellung schwenkbar sind.
4. Laufwerk nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die, wie bekannt, in oder in der Nähe der Laufkreisebene um die lotrecht oder annähernd lotrecht liegenden Zapfen (28) schwenkbaren Losräder eines Radsatzes an den freien Enden der Verlängerungen ihrer Achsschenkel (2) in der Fahrzeuglängsmittelebene gelenkig miteinander verbunden sind (Abb. 3). Laufwerk nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen der Achsschenkel (2) von je zwei einen Radsatz bildenden Losrädern (3) durch eine Spindel (5, 9), die im Rahmen des Fahrzeugs oder Fahrgestells in dessen Längsmitteiebene in einer Spindelmutter (7) gelagert ist, mit den Achsschenkeln eines zweiten Radsatzes verbunden sind (Abb. i und 2).-6. Laufwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Spindelverbindungsstange (5) so groß ist wie der Radstand der Losräder (Abb. i). 7. Laufwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Spindel (9) kleiner ist als der Radstand der Losräder (Abb. 2). B. Laufwerk nach den Ansprüchen i und 4. bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen der Achsschenkel (2) mit einer vorgespannten Feder, einem Flüssigkeitsdämpfer (25) oder beiden Aggregaten, die beim Eindrehen der Losräder (3) wirksam werden, in Verbindung stehen (Abb. 5). 9. Laufwerk nach den Ansprüchen i, 3 und 4., dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (4.) der Verlängerungen der Achsschenkel (2) durch je eine Stange (22) gelenkig mit einem in der Horizontalebene in bezug auf den Drehgestellrahmen (6) nur Drehbewegungen ausführenden Wiegebalken oder unmittelbar mit dem Schemelträger des Fahrzeugs verbunden ist, wobei die Stange kürzer ist als der halbe Abstand der Losräder von Mitte Wiegebalken bzw. Schemelträger (Abb.4). io. Laufwerk nach den Ansprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Losräder eines Radsatzes durch kardanisch oder kupplungselastisch gelagerte Wellen (13, 17 bzw. 32 bis 34) verbunden sind (Abb. 3 und 6). i i. Laufwerk nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungswelle der Losräder gleichzeitig die Antriebswelle ist (Abb. 3 und 6). 12. Laufwerk nach den Ansprüchen i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß das Querhaupt eines jeden Achszapfens (27) gelenkig mit den am Drehgestell oder Wagenkasten eingespannten Tragblattfedern (30), dort angeordneten Querlenkern (29) oder Tragblattfedern und Lenkern in Verbindung steht (Abb. 6). 13. Laufwerk nach den Ansprüchen i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Teile der sich nicht drehenden Tragachse (i) durch zum Dreh- oder Untergestell (6) gehörige, in waagerechter Ebene steife Rahmen (31) gebildet werden, die, gegebenenfalls unter Einschaltung von Federn (30), Lenkern (29) od. dgl., mit den Losrädern (3) verbunden sind, so daß die Parallelität dieser Radsatzteile stets gesichert ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 666 703, 63o 461, 637 924, 654 562; schweizerische Patentschriften Nr. 17q.857, i99 63o.