DE920728C

DE920728C - Zugeinheit, insbesondere Schienenzugeinheit

Info

Publication number: DE920728C
Application number: DEK13833A
Authority: DE
Inventors: Ernst Florian Kreissig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-03-15
Filing date: 1952-04-09
Publication date: 1954-11-29
Also published as: CH315790A

Description

Zugeinheit, insbesondere Schienenzugeinheit Bekannt sind Zugeinheiten, insbesondere Schienenzugeinheiten, die durch mehrere gelenkig verbundene Wagenkästen gebildet werden und sich trotz der Gelenkverbindungen bei der Fahrt wie ein Fahrzeug verhalten. Erreicht ist dies dadurch, daß in der Mitte der Wagenkästen, die an ihrem Hinterende auf einem Radsatz ruhen und mit ihrem Vorderende auf dem Hinterende des voranlaufenden Wagenkastens abgestützt sind, um lotrechte Zapfen schwenkbare Kupplungen vorgesehen sind, die kein Gewicht übertragen und höhenverstellbar, aber in der Querrichtung unverschiebbar sind, während die Seiten der Wagenkästen durch das Wagenkastengewicht übertragende, höhenunveränderliche, aber längs bewegliche Kupplungen gelenkig verbunden sind.
Die Erfindung betrifft demgegenüber eine neue Zugeinheit, insbesondere für Schienenzüge, die sich von bekannten dadurch unterscheidet, daß sie ein Laufwerk besitzt, das durch einen durchlaufenden Träger gebildet wird, an dem starr bzw. biegungssteif Achsen oder Halbachsen für Losräder oder Gehäuse für Radsätze mit sich drehender Achswelle und fest darauf sitzenden Rädern (Festrädern) befestigt sind. Bei Krümmung dieses Trägers in der Horizontalebene stehen alle Achsen bzw. Radsatzwellen senkrecht zur Tangente im Anschlußpunkt der Achsen an den Träger. In den weitaus überwiegenden Fällen dürfte die Verwendung von Losrädern zweckmäßig sein, da diese im ungebremsten Zustand keine gleitende Radreibung in Gleisrichtung erzeugen, wogegen bei Radsätzen, bei denen die Räder über die Achswelle starr miteinander gekuppelt sind (Festräder), so daß durch die unvermeidlichen Unterschiede der Laufkreise hohe Reibungswerte in Gleisrichtung, aber in beiden Rädern mit verschiedener Richtung entstehen, sehr hohe Drehmomente im Radsatz erzeugt werden, die versuchen, ihn spießgängig zum Gleis einzustellen. Wenn auch der erwähnte Träger ein verhältnismäßig hohes Trägheitsmoment besitzt und sich daher unter diesen schwachen Kräften praktisch nicht nennenswert verbiegt, so steht die Tendenz zum Spießgang der Radsätze mit Festrädern doch der genauen senkrechten Einstellung hindernd entgegen. Der Achse mit Losrädern wohnt dagegen diese Tendenz nicht inne. Um beim üblichen Eisenbahnradsatz mit Festrädern den Kurvendurchgang möglichst ohne Gleitreibung längs der Schiene, also rein rollend zu gestalten, werden kegelige Laufflächen und ausgerundete Hohlkehlen zwischen Lauffläche und Spurkranz vorgesehen. Bei Achsen mit Losrädern ist der reine Rollvorgang ohne solche Maßnahmen schon durch die Senkrechtstellung der Achsen zur Gleistangente bzw. zu vorerwähnter Trägertangente, die beide bis auf verschwindend kleine Abweichungen identisch sind, gesichert.
Der die Achsen bzw. Radsatzgehäuse verbindende Träger kann wegen seiner großen Länge verhältnismäßig große Abmessungen erhalten und wirkt trotzdem noch als ideale Feder, da die Krümmung des Schienenstranges bei Normalbahnen sehr gering ist. So z. B. wird man auf der Strecke solcher Bahnen mit kleinsten Bogenhalbmessern von R1 = 25 000 cm (25o m) im Horizontalen und R2 = 20000o cm (2ooo m) im Vertikalen (Gefällsbruch) rechnen können. Geht man von dem üblichen Werkstoff für Träger St 37 mit einer Streckgrenze von 22ookg/cm2 aus und läßt z. B. für die Beanspruchung einen Wert ß zu, welcher gleich 2o olo der Streckgrenze ist, so ergibt sich für den bei Stahl üblichen Elastizitätsmodul von 2 ioo ooo kg/cm2 bei einer horizontalen Breite b und der Höhe lz des Trägers oder Da ß = 0,2 - 22oo = q4o kg/cm2 ist, so wird und Bei der geringen Beanspruchung von u = 440 kg/ cm2 ergeben sich also bei den bei Normalbahnen kleinsten Krümmungshalbmessern zulässige Trägerabmessungen von ä4-. - 10,5 cm, die für die durch die Gleiskrümmung gegebenen Kräfte viel zu groß sind. Werden aber die Trägerabmessungen auf das für die Kraftaufnahme notwendige Maß verkleinert, so können noch kleinere Kurven mit Sicherheit befahren werden. In gleicher Weise wirkt die Verwendung von Material höherer Festigkeit (hochwertiger Stahl) oder kleineren Elästizitätsmoduls (Leichtmetall, Holz u. a.). Zweckmäßig wird der die Achsen bzw. Radsatzgehäuse verbindende Träger als Hohlträger ausgeführt, damit er Verdrehungsmomente besser aufnehmen kann.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in fünf Abbildungen dargestellt.
Abb. i zeigt das Laufwerk mit Radsätzen mit Festrädern bzw. Achsen mit Losrädern in Drauf Sicht; Abb. 2 ist die Draufsicht einer abgeänderten Ausführung mit versetzten Halbachsen und Losrädern; Abb. 3 zeigt die Verbindung der Achsen mit Losrädern bzw. der Radsätze mit Festrädern mit dem mittleren Träger entsprechend Abb. i in vergrößertem Maßstab; Abb. 4 zeigt die Verbindung der Halbachsen mit dem Träger nach Abb. 2, ebenfalls vergrößert, und Abb. 5 ist ein Querschnitt durch die Zugeinheit einschließlich der Abfederung zwischen Laufwerk und Kasten.
Wie aus Abb. i hervorgeht, sind die die Losräder tragenden Achsen a bzw. die Gehäuse für Radsätze mit fest auf der Achswelle sitzenden Rädern einer Zugeinheit fest und biegungssteif mit dem Träger b verbunden, so daß bei der Durchfahrt dieser Zugeinheit durch ein gekrümmtes Gleis der Träger b sich der Krümmung des Gleises weitgehend anpassen muß. Geringe Unterschiede in der Krümmung von Träger b und Gleis können nur an den Endachsen der Zugeinheit eintreten oder aber durch Einwirkung einer Spurerweiterung im Gleisbogen. Jedoch läßt sich rechnerisch nachweisen, daß diese Abweichung für die Beurteilung des Führungseffektes so gering ist, daß sie außer Betracht bleiben kann. An den Enden des Trägers b sind Mittelkupplungen c selbsttätiger oder nicht selbsttätiger Art vorgesehen, die zwei oder mehrere mehr oder weniger lange Zugeinheiten zu einem Zug verbinden. Diese Kupplungen sind so starr miteinander verbunden, daß sie die im Träger auftretenden Momente aufnehmen und übertragen können.
Auf das durch Achsen a, Träger b und Kupplungen c gebildete Laufwerk werden die Wagenkästen d unter Zwischenschaltung von Federungen e gesetzt, wobei die Kästen d in bekannter Weise gelenkig, d. h. um eine vertikale Achse drehbar miteinander verbunden sind, um sich beim Bogenlauf der Gleiskrümmung anpassen zu können. Durch den Bogenlauf findet eine Verschiebung der die Losräder tragenden Achsen gegenüber dem Wagenkasten senkrecht zu dessen Längsachse statt, und zwar in verschiedenem Sinn, je nachdem die Achsen an den Enden oder in der Mitte des Kastens angeordnet sind. Diese Verschiebungen werden von den Federn e aufgenommen, die die Achsen mit dem Wagenkasten verbinden.
In Abb.2 sind Halbachsen f versetzt an den Träger a biegungssteif angeschlossen und die Räder g als Losräder am freien Ende der Halbachsen f angeordnet. Diese Anordnung hat den großen Vorteil, daß die Ungenauigkeiten in der vertikalen Gleislage durch die höhere Torsionselastizität des Trägers b besser ausgeglichen werden. Im Fall der Abb. 3 sind sowohl Achsen mit Losrädern als auch Radsätze mit Festrädern anwendbar. In letzterem Fall wird der Träger b aber zweckmäßig über oder unter dem Gehäuse für den Radsatz angeordnet.
Zwischen Laufwerk a, b, f und Wagenkasten d sind starre oder federnde Anschläge vorgesehen, die eine Längsverschiebung zwischen Laufwerk und Kasten in zulässigen Grenzen halten und den Kasten mitnehmen. jeder Träger b kann aus mehreren Stücken zusammengesetzt sein, die biegungssteif miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann jedes Stück aus Elementen durch Schrauben, Schweißen, Nieten oder andere Verbindungsarten zu beliebiger Profilgestaltung, vornehmlich als Hohlträger, zusammengesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Zugeinheit, insbesondere Schienenzugeinheit, gekennzeichnet durch ein Laufwerk, das durch einen durchlaufenden Träger (b) gebildet wird, an dem starr bzw. biegungssteif Achsen (a) oder Halbachsen (f) für Losräder oder Gehäuse für Radsätze mit sich drehender Achswelle und fest daraufsitzenden Rädern (Festrädern) befestigt sind.
2. Zugeinheit nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (b) bzw. auf den Achsen (a, f) oder Radsatzgehäusen Federn (e) angeordnet sind, die den oder die Fahrzeugkästen (d) tragen und beim Bogenlauf die Verschiebung der Achsen bzw. Radsätze senkrecht zu den Längsachsen der Fahrzeugkästen (d) aufnehmen.
3. Zugeinheit nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Laufwerk (a, b, f) und Kasten (d) starre oder federnde Anschläge vorgesehen sind, die eine Längsverschiebung zwischen Kasten und Laufwerk in zulässigen Grenzen halten und den Kasten mitnehmen. q..
Zugeinheit nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (b) jeder Zugeinheit an jedem seiner beiden Enden eine Kupplungshälfte (c) besitzt, die beim Verbinden mit der Kupplungshälfte der Nachbareinheit eine biegungssteife Verbindung zweier oder mehrerer Zugeinheiten zu einem Zug herbeiführt.
5. Zugeinheit nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (b) aus mehreren Stücken zusammengesetzt ist, die biegungssteif miteinander verbunden und vorteilhaft als Hohlträger ausgebildet sind. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 253 86o; deutsche Patentschrift Nr. 723 559.