DE918390C - Schienengelenkzug mit einer Mehrzahl kurzer, sattelschlepperartig aufeinander abgestuetzter Einzelwagen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 27. SEPTEMBER 1954

P 4150 II120 d

Die Erfindung bezieht sich auf Schienengelenkzüge aus kurzen, starren, sattelschlepperartig auf den vorhergehenden abgestützten Einzelwagen, die an ihren Enden gelenkig miteinander verbunden sind und an ihren hinteren Enden ein Räderpaar haben, dessen Achse senkrecht zur Wagenlängsmittelebene verläuft. Bei diesen Gelenkzügen wird nach einem älteren Vorschlag die Gefahr eines Entgleisens in Kurven durch eine solche Führung der Räder des Zuges vermieden, daß beim Durchfahren einer Kurve mit hoher Geschwindigkeit die äußeren Räder an dem Schienenstrang unter einem negativen Aufsetzwinkel angreifen, wodurch die nachfolgende Kante des Spurkranzes in Berührung mit der Schiene gebracht wird, und die Reibung zwischen diesen Teilen das Rad auf der Schiene zu halten sucht.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Verbindung der Räderpaare mit den Wagen, die relative Bewegungen zwischen einem' jeden Räderpaar und dem Schienenzug zuläßt, die für ein bequemes Reisen erwünscht sind, während gleichzeitig die wichtige Sicherheit gegen. Entgleisen auch 'bei der Fahrt in der Geraden gewährleistet wird. Diese Aufgabe wird durch eine solche Verbindung zwischen einem jeden Räderpaar und dem davorliegenden Wagen gelöst, die eine seitliche Bewegung (Querbewegung) des Räderpaares ermöglicht und die geometrische Drehachse des Räderpaares während dieser Bewegung senkrecht zur Wagenlängsmittelebene hält; dabei kommen elastische Mittel zur Verwendung, die dieser seitlichen Bewegung der Räder einen Widerstand entgegensetzen, wodurch eine seitliche Kraft, die auf

den Zug an irgendeiner seiner Gelenkstellen, wirkt, zur Folge hat, daß das diese Kraft aufnehmende Rad an der Schiene unter einem negativen Winkel angreift, auch wenn der Zug eine gerade Strecke durchfährt.

In den Zeichnungen ist
Fig. ι eine Seitenansicht eines Schienengelenkzuges, bei dem einige Teile weggebrochen sind;

Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf den ίο in einer Kurve befindlichen! Schienenzug;

Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht auf den Schienenzug auf gerader Strecke und veranschaulicht die Wirkung eines an einem der 'Gelenkpunkte ausgeübten Seitendruckes;

Fig. 4 ist eine schaubildliche Ansicht des hinteren Endes eines Einzelwagens und veranschaulicht die Federaufhängung, und

Fig. 4a ist eine schaubildliche Ansicht der die Zugkraft übertragenden Verbindung; Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine der aufrecht stehenden Streben und das Universalgelenk an deren oberem Ende;

Fig. 6 ist ein Schnitt der waagerechten. Strebe und des Universalgelenkes an deren rechtem Ende; Fig. 7 und 8 sind eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht auf eine der Radiusstangen, mit den Universalgelenken an deren Enden;

Fig. 9 ist eine schaubildliche Ansicht der feststehenden Achse und veranschaulicht die waagerechte Strebe und deren Stoßdämpfer;

Fig. 10· ist ein in einem vergrößerten Maßstabe gezeichneter Schnitt durch das eine Ende dieser unbeweglichen Achse und das darauf sitzende Rad. Der dargestellte Schienengelenkzug besteht aus einer Anzahl starrer Einzelwagen α mit die Zugkraft übertragenden Verbindungen c, von denen jede einen aufrecht stehenden Lagerzapfen C₁ hat (vgl. besonders Fig. 4). Die Lagerzapfen C₁ sind die Gelenkstein des Schienenzuges. Die Einzelwagen α werden durch in Fahrzeuglängsrichtung gleitende, das Gewicht aufnehmende seitliche Verbindungen d ausgerichtet gehalten. Die Verbindungen d sind im wesentlichen Gleitverbindungen, von denen jede aus einem gleitenden Teil d₁ und einem Führungsteil d_% besteht, in 'welchen der gleitende Teil d_x passend eingreift. Der gleitende Teil· d_t ist auf einem aufrecht stehenden Zapfen d₃ befestigt, welcher in aufrechtem Lagern d₅ sitzt, die zu beiden Seilen an dem hinteren Ende jedes der Einzelwagen α angebracht sind. Der Führungsteil d_z sitzt auf einem aufrechten Lagerzapfen d_it welcher in aufrechten Lagern d_e gelagert ist, die zu beiden Seiten an dem vorderen Ende jedes der Einzelwagen α angebracht sind (vgl. Fig. 4, bei 'der der Wagen a, an dem die Lager d₆ angebracht sind, zum Zwecke der klaren Darstellung fortgelassen ist).

Ein Räderpaar 20 sitzt am hinteren Ende eines jeden Einzelwagens α in der Nähe einer der Lagerzapfen C₁. Die Räder 20 eines jeden Paares sitzen auf nach oben· gekröpften Zapfen, 31, die einen Teil der unbeweglichen Achse 30 bilden (vgl. auch Fig. 9). Die Verbindung gemäß der Erfindung (vgl. wieder Fig. 4) weist eine Reihe von Teilen auf, welche eine jede feste Achse 30 mit dem hinteren Ende eines der Einzelwagen α verbinden. Die Verbindungsteile weisen ein Paar im wesentlichen aufrecht stehender Streben 40 (vgl. auch Fig. 5), ein Paar waagerechter Radiusstangeni 50 (vgl. auch Fig. 7 und 8), die gewöhnlich parallel zur Längsmittel ebene des Zuges verlaufen, und eine waagerechte Strebe 60 auf, -welche ausbalancierte Federn enthält und im wesentlichen parallel zu der Achse 30 verläuft (Fig. 4 und 6). An jedem Ende eines jeden VerbindungsteilessindUniversalgelenkevorgesehen.

Die Feder streben 40 'tragen das Gewicht der angrenzenden Enden der beiden Einzelwagen a, welche durch die seitlichen Längsverbindungen d miteinander verbunden sind. Die Universalgelenke ermöglichen den Federstreben 40, unabhängig zu wirken, d. h. eine relative Kipplbewegung des Einzelwagens α und der Achse 30 zu erlauben. Die Universalgelenke gestatten auch eine relative seitliche Bewegung, d.h. Querbewegung des Einzelwagens α und der Achse 30 beim Auftreten von Seitendrücken. Während dieser Querbewegung aber wird die Achse 30 infolge der waagerechten Parällelogrammbauart der Radiusstangen 50 senkrecht zu der Längsmittelebene des Wagens α gehalten, an dem diese Radiusstangen 50 angreifen. Jeder seitlichen Bewegung des Wagens α mit Bezug auf die Achse 30 wird go durch die eine oder andere der ausbalancierten Federn der waagerechten Strebe 60 ein Widerstand entgegengesetzt. Diese Federn stellen die Achse 30 gewöhnlich so ein, daß die Radiusstangen' 50 parallel zu der Wagenlängsmittelebene und die Federstreben 40 etwas schräg nach außen verlaufen.

Das System der Verbindungsglieder ermöglicht eine relative lotrechte Bewegung der Räder 20 und des Einzelwagens α und sieht somit jede denkbare Lage der Räder 20 mit Bezug auf den Wagen innerhalb der für gute Reisebedingungen erforderlichen Grenzen vor und ferner auch Rückstellkräfte, die den Wagen und die Räder in ihre normale Lage zurückbringen, sobald die Ablenkungskräfte zu wirken aufhören.

Die Anordnung der waagerechten Streben 60 mit den ausbalancierten Federn macht das System vollständig stabil.
Die besondere Bauart der unbeweglichen Achse

30 !und ihrer Verbindungsteile mit dem Wagen, die u₀ in den Zeichnungen dargestellt ist, bringt eine Anzahl Vorteile und soll daher im einzelnen beschrieben werden.

Die Achse 30 (vgl. besonders Fig. 9) ist starr und besteht aus zwei nach oben gekröpfte» Zapfen

31 und einer mittleren Stange 32, die durch winkelförmige Wangen33 miteinander verbunden sind, die dazu dienen, die Zapfen 31 von der Stange 32 abgekröpft zu halten, um den Schwerpunkt des Wagens α tief zu legen.

Jede Federstrebe 40 (vgl. Fig. 5) besteht aus zwei -.eleskopartigen rohrförmigen Teilen 41, 42, die von einer Schraubendruckfeder 43 umgeben sind. Das obere Ende einer jeden Strebe 40 ist an einem Lagerbock 44 befestigt (s. auch Fig. 4), der an dem Einzelwagen α auf jeder Seite seines hinteren Endes

und am besten in der Nähe oder über dem Schwerpunkt und dicht neben einer der seitlichen Längsverbindungen d angebracht ist.

Das obere Ende einer jeden Strebe 40 greift an ihrem Lagerbock 44 mittels eines Universalgelenkes 45 nach Art eines Kugellagers an. Das untere Ende einer jeden Strebe 40 ist an einem der äußeren Enden der festen Achse 30 mittels eines Universalgelenkes 45' angebracht, welches in Achsrichtung und Fahrtrichtung liegende Drehzapfen 31 und 48 hat. Der in Achsrichtung liegende Zapfen ist hierbei das. freie Ende des Zapfens 31, auf dem eine Muffe 46 gelagert ist. Ein abwärts gerichteter Ansatz der Muffe 46 trägt das Lager 47 für einen in Fahrtrichtung liegenden Gelenkzapfen 48, der in einer Gabel 49 an dem· unteren Ende der Strebe 40 gelagert ist.

Die Radiusstangen 50 (vgl. auch Fig. 7 und 8) sind mit dem Einzelwagen α durch Universalgelenke

ao 51 nach Art eines Kugellagers verbunden. Die Universalgelenke, welche die äußeren Enden der Stange 50 mit der festen Achse 30 verbinden, sind von solcher Bauart, die eine Drehung um lotrechte und waagerechte Zapfen vorsieht. Die lotrechten Lageras zapfen 52 verbinden die äußeren, d. h. vom Wagen abgewand'ten Enden der Radiusstangen 50 mit Platten 53 (Fig. 7), welche die inneren Glieder einer Einrichtung 54 bilden, deren äußere 'Platten 55 auf einem Vierkant 34 an den einander zugekehrten Enden der Zapfen. 31 sitzen, so daß sie gegen Drehung auf der festen Achse 30 gesichert sind. Die inneren und äußeren Platten 53, 55 einer jeden Einrichtung 54 sind durch ringförmige Gummischeiben 56 verbunden, die an beiden Platten anvulkanisiert sind, so daß eine geringe Drehung der inneren Platte 53 mit Bezug auf die äußeren Platten 55 entgegen einem starken Federwiderstand ermöglicht wird. Diese Drehung erfolgt um die geometrische Achse der Zapfen 31, jedoch erlauben die Gummischeibeni 56 auch ein geringes Abweichen von der Ausrichtung der inneren und äußeren Platten 53 und 55, wodurch eine wahre Universalwi.rkumg geschaffen wird ohne Rücksicht darauf, daß die geometrische Achse der Zapfen 31 und die geometrischen' Achsen der lotrechten Lagerzapfen 52 sich nicht schneiden. Diese geringe Universalbewegung, die durch die Gummischeiben 56 ermöglicht wird, ist ausreichend, um eine geringe Kippbewegung der Achse 30 zuzulassen·, wie dieses· für die unabhängige Wirkung der Federstreben 40 für ein bequemes Reisen erforderlich ist. Die erwähnte Gummi.soheiibenanordnung 54 hat, abgesehen davon, daß sie als ein Teil der Universalgelenke an den äußeren Enden der Radiusstangeso dient, noch eine zusätzliche Funktion, die weiter unten noch näher erläutert wird.

Jede waagerechte Federstrebe 60 weist einen rohrförmigen Teil 61 (Fig. 6) auf, der einen Kolben 62 aufnimmt. Ausbalancierte Druckfedern, 63, 64 halten den Kolben 62 gewöhnlich in der Mitte des rohrförmigen Teiles όΐ und stellen ihn nach einer Verschiebung wieder in diese Lage ein. Die Befestigungsmittel 65, 66 an den Enden der Strebe 60 greifen an dem rohrförmigen Teil 61 bzw. mittels einer Stange 67 an dem Kolben 62 an. Das Befestigungsmittel' 66 ist mittels eines Universalgelenkes nach Art eines Kugellagers mit einem Lagerbock 35 verbunden, der an einer der Wangen 33 der festen Achse 30 sitzt (vgl. auch Fig. 9). Das andere Befestigungsmittel 65 ist mittels eines ähnlichen Universalgelenkes an einem Klotz 11 angelenkt, der an dem Ende des mittleren Wagenlängsträgers befestigt ist, der einen Teil des Wagens ο bildet. Die Federstrebe 60 begrenzt die seitliche Bewegung der Achse 30 mit Bezug auf den Einzelwagen α in ausreichender Weise, um ein Schwenken einer jeden aufrechten Federstrebe 40 in eine lotrechte Stellung oder über diese hinaus zu verhindern, und sichert dadurch die Stabilität der Aufhängung.

Es sind unabhängige Stoßdämpfer vorgesehen, welche die Wi-rkung der aufrechten Federstreben 40 und der waagerechten Federstreben 60 beeinflussen. Die Stoßdämpfer für die aufrechten Federstreben 40 sind innerhalb ihrer Rohre 41, 42 vorgesehen. Diese Rohre werden mit einer Flüssigkeit gefüllt, welche durch eine einstellbare Bohrung eines Kolbens 42' hindurchfließt, wenn die Streben 40 auseinandergezogen oder zusammengedrückt werden. Ein üblicher Stoßdämpfer 68 (Houdaillesche Bauart) ist in Verbindung mit der Federstrebe 60 in der aus den Zeichnungen ersichtlichen Form vorgesehen (Fig. 9). Der Arm, 69 des Stoßdämpfers 68 ■ist mit dem Klotz 11 des Einzelwagens α durch eine Stange 70 verbunden, so daß jede relative seitliche Bewegung der Achse 30 und des Wagens a, der durch eine der Federn 63 oder 64 der Streben 60 ein Widerstand entgegengesetzt wird, auch noch durch den Stoßdämpfer 68 gedämpft wird.

Für die Räder 20 sind Bremsen vorgesehen, die vorzugsweise hydraulisch betätigt werden. Sie weisen Bremsbacken 80 (Fig. 10) auf, die auf den Zapfen 31 der feststehenden Achse 30 sitzen und hydraulisch betätigt werden, um mit der Innenfläche einer von den Rädern 20 getragenen Bremstrommel 81 zusammen zu wirken. Wenn die Bremsen 80, 81 angezogen werden, so sucht die Reaktionskraft die ganze unbewegliche Achsenbauart um die geometrische Achse der Räder 20 zu drehen. Dieser Drehung wird durch die Gummischeibenanordnung 54einDre'hwiderstand entgegengesetzt, deren innere no Platten 53 an dem äußeren Ende der Radiusstangen 50 befestigt sind. Die Gummischeiben 56 geben genügend nach, um diesen bei der Bremsung auftretenden Gegendruck abzudämpfen, so daß auf den Wagen kein Stoß übertragen wird,

Bei dem beschriebenen Schienengelenkzug ist während der Fahrbewegung bei jeder in Querrichtung auf ihn einwirkenden Kraft die Gefahr eines Entgleisens behoben. Die Räder 20 sind so geführt, daß, wie der Spurkranz eines Rades auch iao gegen die Seite der äußeren Schiene gedruckt wird, dieses Rad an der Schiene unter einem negativen Winkel angreift, so daß die Reibung zwischen der nachfolgenden Seite des Spurkranzes und der Schiene das- Rad auf die Schiene niederzudrücken sucht. Diese Wirkung ist in den Fig. 2 und 3 dar-

gestellt, in denen der Betrag der seitlichen Bewegung der Wagen α mit Bezug auf die Räder 20 zum Zweckeder Klarheit stark übertrieben dargestellt ist. Fig. 2 veranschaulicht den Schienenzug in einer Kurve. In dieser Lage werden die Einzel wagen a mit Bezug auf die Räder 20 durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrückt, wodurch die Gelenkpunkte C₁ auf einem Kreise O von etwas größerem Radius· als dem des mittleren Kreises des Schienenstranges zu liegen kommen. Die Längsmittelebenen α' der Wagen liegen auf Sehnen des Kreises O, und die Radachsen 30 werden durch die Radiusstangen 50 senkrecht zudiesen Sehnendes zugehörigen Wagens α gehalten, so daß jedes äußere Rad mit dem Schienenstrang unter einem negativen Winkel (Fig. 2) in Eingriff kommt. Die Verbindung der Räder 20 mit dem Wagen, welche eine seitliche Bewegung ermöglicht, verringert also beim Befahren von Kurven nicht, wie man befürchten müßte, die Sicherheit,

»a welche bei den bisherigen Zügen dieser Art erzielt wurde, bei denen keine solche seitliche Bewegung erlaubt war.

Fig. 3 veranschaulicht den Scbienengelenkzug beim Durchfahren einer geraden Strecke und ver-

»5 anschaulieht die Wirkung eines aus irgendeinem Grunde auf den Zug ausgeübten Seitendruckes an einer seiner Gelenkstein C₁. Die Wirkung eines solchen seitlichen Druckes besteht darin, eines der Räder 20 gegen eine der Schienen R' zu werfen und

gleichzeitig das hintere Ende des Einzelwagens a_x nach der Seite zu werfen, so daß seine Längsmittelebene a! mit Bezug auf die Schiene 2U₁ schräg verläuft. -Bei dieser Bewegung des Einzelwagens O₁ stellen die Radiusstangen 50 die Achse 30 schräg, um die Räder parallel zur Wagenlängsmittelebene zu halten. Demzufolge wird das belastete Rad 20 derart schräg· gestellt, daß es an der Schiene R₁ unter einem negativen Winkel angreift. Der Druck zwischen dem Spurkranz des Rades 20 und der Schiene R₁, welcher durch diesen Seitendruck verursacht wird, stellt eine Reibung zwischen der nachfolgenden Kante des Spurkranzes und der Schiene her, wodurch das Rad auf die Schiene'niedergedrückt gehalten wird.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Schienengelenkzug mit einer Mehrzahl kurzer, starrer, sattelschlepperartig aufeinander abgestützter Einzelwagen mit Räderpaaren, die an oder in der Nähe der Gelenkpunkte der Wagen angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine solche Verbindung (40, 50) zwischen einem jeden Räderpaar (20) und dem davor liegenden Wagen (α), die eine seitliche Bewegung (Querbewegung) des Räderpaares ermöglicht und die geometrische Drehachse des Räderpaares während dieser Bewegung senkrecht zur Wagenlängsmittelebene hält, und weiter durch elastische Mittel. (60), die dieser seitlichen Bewegung der Räder einen Widerstand entgegensetzen, wodurch eine seitliche Kraft, die auf den Zug an irgendeiner seiner'Gelenkstellen (C₁) wirkt, zur Folge hat, daß das diese Kraft aufnehmende Rad an der Schiene unter" einem negativen Winkel angreift, auch wenn der Zug eine gerade Strecke durchfährt.
2. 2. Schienengelenkzug nach Anspruch 1 mit zwei durch einen mittlerenlotrechtenDrehzapfen und durch seitliche, das Gewicht aufnehmende Verbindungen vereinigten Einzelwagen, gekennzeichnet durch im wesentlichen lotrechte Federstreben (40), die sich, γοη den Endteilen der die Räderpaare (20) tragenden Achse (30) zu Punkten des Einizelwagens in der Nähe von dessen Seitenverbindungen (d) erstrecken und das Gewicht der angrenzenden Wagenenden aufnehmen, ferner durch ein Paar paralleler waagerechter Stangen (50), die die Achse mit einem der Einzelwagen verbinden, um die Achse senkrecht zu dessen Längsmittelebene zu halten, sowie durch Mittel (60), um die seitliche Bewegung der Achse mit Bezug auf den Einzelwagen zu begrenzen.
3. 3. Schienengelenkzug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Universalgelenke (45, 45') die Enden der Federstreben (40) mit dem Ekizehvagen und der Achse (30) verbinden, wobei die Federstreben unabhängig zusammendrückbar sind und eine Kippbewegung des Einzelwagens (α) ermöglichen, und daß Universalgelenke (51 bzw. 52, 54) die Enden der waagerechten Stangen (50) mit dem Einzelwagen und der Achse verbinden, wobei die Universalverbindungen an dem einen Ende dieser Stangen lotrechte Drehzapfen (52) aufweisen und die elastischen Verbindungen (54) einer Drehkraft um eine waagerechte Achse Widerstand leisten, so daß eine seitliche Bewegung der Achse (30) mit Bezug auf den Einzelwagen ermöglicht und einer Kippbewegung dieses Wagens durch die lotrechten Federstreben (40) Widerstand entgegengesetzt wird.
4. 4. Schienengelenkzug nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewichtstragenden lotrechten Federstrebeii (40) zu beiden Seiten des Einzelwagens in der lotrechten Ebene dfer Achse (30) und dabei in entgegengesetzten Richtungen etwas schräg zu der Normalen verlaufen und daß ferner Mittel (60) vorgesehen sind, um die seitliche Bewegung der Achse in jeder Richtung auf einen Betrag zu begrenzen, der kleiner ist als derjenige, welcher das Schwenken einer der Federstreben in oder durch eine lotrechte Stellung hindurch ermöglichen würde.
5. 5. Schien en gelenkzug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe auf Platten od. dgl. aufvulkanisierter Gummischeiben (Gummizwischenlagen 56) gegenseitige kleine Bewegungen der Achse (30) gegenüber ihren Verbindungselementen mit den Einzelwagen ermöglicht werden (Fig. 8).

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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