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Hydraulische Anlage für Kippvorrichtungen von Fahrzeugen, insbesondere
Schienenfahrzeugen Für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit kippbarem
Wagenaufbau ist bereits eine hydraulische Anlage vorgeschlagen worden, bei der ein
Druckmittelspeicher, der unter Wirkung von Druckgas steht, von einer Druckmittelpumpe
aufgeladen wird, die beim Fahren des Fahrzeuges von einem Radsatz aus angetrieben
wird. Bei der vorgeschlagenen Anlage soll die Pumpenförderung in Abhängigkeit von
dem im Druckmittelspeicher erzielten Druck ausgeschaltet werden. Eine Anlage mit
einer solchen Regelung der Pumpenförderung ist für Eisenbahnfahrzeuge nicht geeignet.
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Eisenbahnfahrzeuge werden im allgemeinen erst nach einer Zeit von
3 Jahren überholt, so daß .die hydraulische Anlage auch in einem so langen Zeitrauen
ohne besondere Wartung betriebsfähig bleiben muß. Bei einer Anlage mit in Abhängigkeit
vom Förderdruck der Pumpe geregelter Pumpenförderung machen sich die Temperaturunterschiede,
wie sie zwischen Sommer und Winter bestehen, insofern nachteilig bemerkbar, als
der Druck, auf den der Pumpenregler eingestellt ist, bei hoher Außentemperatur bereits
erreicht wird, wenn der Druckspeicher noch gar nicht ganz, beispielsweise nur halb,
gefüllt ist, während dieser Druck bei kalter Außentemperatur erst erreicht wird,
wenn der Speicher ganz gefüllt ist, oder sogar bereits Druckmittel aus dem Speicher
in den Druckgasbehälter übergetreten ist. Da es natürlich nicht tragbar ist, den
Druckregler jeweils entsprechend der Außentemperatur
verschieden
einzustellen, ergibt sich bei der druckabhängigen Regelung eine durchaus ungenügende
Ausnutzung des Volumens des mit Rücksicht auf die dargelegten Verhältnisse beson-,
ders groß zu bemessenden Speichers.
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Außer den erwähnten Schwierigkeiten ist bei einer hydraulischen Anlage
für Kippvorrichtungen von Fahrzeugen auch noch folgendes Problem zu lösen: Wenn
bei stillstehendem Fahrzeug Druckmittel aus dem. Speicher entnommen wird, so kann
es, beispielsweise wenn mehrere Kippungen des Wagenaufbaues nacheinander durchgeführt
werden, vorkommen, daß der Speicher vollständig entleert wird. Wird in einem solchen
Falle eine zu einem Kippzylinder führende Leitung abgekuppelt, so besteht die Gefahr,
daß bei ganz geleertem Speicher beim Abkuppeln Luft in den Speicher eintritt, was
unbedingt vermieden werden muß.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Anlage für Kippvorrichtungen
von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, beider ein Druckmittelspeicher,
dessen Kolben unter Wirkung von Druckgas steht, von einer beim Fahren des Fahr-,
zeuges angetriebenen Druckmittelpumpe aufgeladen wird, und befaßt siech mit der
Beseitigung der obenerwähnten Schwierigkeiten. Die Erfindung wendet das bei stationären
Anlagen für die selbsttätige Abschaltung der Pumpe bei gefülltem Speicher bekannte
Prinzip, den Kolben des Speichers auf einen Anschlag treffen zu lassen und die dadurch
bedingte Druckänderung im Speicher für die Steuerung auszunutzen, bei einer fahrbaren
Anlage der erwähnten Art an, und zwar auch für das Steuern von bei ganz entleertem
Speicher durchzuführenden Vorgängen. Gegenstand der Erfindung ist daher eine hydraulische
Anlage der erwähnten Art, bei der die Verschiebebewegung des Kolbens beim Aufladen
des Speichers durch einen Endanschlag begrenzt ist und der beim Erreichen des Endanschlages
eintretende Druckanstieg zum Abschalten der Pumpenförderung dient. Gemäß der Erfindung
dient der nach Entladen des Speichers durch Auftreffen des Kolbens auf einen zweiten
Endanschlag auftretende Druckabfall des Druckmittels dazu, mit Hilfe eines Steuerspeichers
die Entnahmeleitung des Speichers zu sperren. , Durch den bei der Anlage nach der
Erfindung vorgesehenen Steuerspeicher wird einerseits die Förderpumpe bei gefülltem
Speicher auf Leerlauf geschaltet bzw. abgeschaltet und: andererseits bei ganz entleertem
Speicher die Entnahmeleitung des Speichers gesperrt. Auf diese Weise sind alle eingangs
erwähnten Schwierigkeiten behoben.
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Der Steuerspeicher nach der Erfindung wird vorteilhaft so ausgeführt,
daß ein durch Federn od. dgl. in einer mittleren Stellung gehaltener Kolben des
zusätzlichen Steuerspeichers mittels einer Kolbenstange einerseits die Pumpenförderung
und andererseits ein Absperrventil für die Druckmittelentnahme aus dem Speicher
steuert.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
hervor, in der die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert ist. Es
zeigt Fig. i ein Schema einer hydraulischen Anlage nach der Erfindung, " Fig. 2
eine geänderte Reglerausführung zu Fig. i, Fig. 3 ein Schienenfahrzeug mit hydraulisch
kipp--baren Wagenaufbauten in Seitenansicht und Fig.4 eine Draufsicht auf das gleiche
Fahrzeug. - " In Fig. i fördert eine Pumpe i Drucköl aus einem Vorratsbehälter 2
in drei Druckmittelspeicher 3, deren jeder einen Kolben 4 aufweist, der auf seiner
oberen Seite unter Wirkung von Druckgas steht. 5 ist ein Druckgasbehälter. Die Speicher
3 sind parallel geschaltet und liegen einerseits an der von der Pumpe i kommenden
Druckmittelleitung 6 und andererseits an der mit dem Druckgasbehälter 5 verbundenen
Leitung 7.
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Unterhalb der Pumpe z ist liegend ein kleinerer Speicher 8 (Steuerspeicher)
mit einem Kolben 9 angeordnet, dessen Kolbenstange io mit einem doppelarmigen Hebel
i i in Verbindung steht, der die Förderung der Pumpe regelt, während das rechte
Ende der Kolbenstange io als Ventilkörper ausgebildet ist und eine Abflußöffnung
12 des Speichers 8 verschließen kann. Der Kolben 9 steht beiderseits unter Wirkung
von Federn, die ihn in seiner Mittellage _ zu halten suchen, bei der die Pumpe i
auf normale Förderung eingestellt und die Öffnung 12 freigegeben ist. Der rechte
Zylinderraum des Speichers 8 steht über eine Leitung 13 mit der Druckleitung 6 in
Verbindung, während der linke Zylinderraum des Speichers 8 über einen Druckmittelvorratsbehälter
14 an* die Druckgasleitung 7 angeschlossen ist. Der Vorratsbehälter 14 ist mit Druckmittel,
vorzugsweise Öl, gefüllt und hat eine solche Größe, daß die Füllung des linken Zylinderraumes
des Speichers 8 bei allen Stellungen des Kolbens 9 sichergestellt ist.
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An die Abflußö.ffnung 12 ist eine Leitung 15 angeschlossen, die zu
zwei Steuerventilen 16, 17 führt. Diese Steuerventile stehen über Leitungen i8;
i9 mit dem Vorratsbehälter 2 in Verbindung und dienen dazu, über Leitungen 2o, 21
zwei Arbeitszylinder 22, 23 mit Druckmittel zu beaufschlagen bzw. das Druckmittel
aus diesen in den Vorratsbehälter 2 abzulassen.
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Von besonderer Bedeutung ist die Form der Kolben 4 der Druckmittelspeicher
3, die mit in beiden Richtungen, wirksamen Dichtungen versehen und auf ihrer Oberseite
mit Druckmittel, vorzugsweise Öl, bedeckt sind. Durch die .dargestellte Wölbung
der Kolben ist sichergestellt, daß; auch wenn von dem auf der Oberseite befindlichen
Druckmittel etwas verlorengeht, die Dichtungen immer noch unter Öl liegen. Zugleich
ist durch den unteren Hohlraum der Kolben 4 und die in diesen hineinragenden Anschlußleitungen
erreicht, daß, falls einmal auf die Unterseite eines Kolbens 4 Luft oder Gas gelangen
sollte, dieses durch die Entnahmeleitung abgeführt wird, so daß Unregelmäßigkeiten
in der Arbeitsweise der Hydraulik durch Luftkissen vermieden werden.
Die
Wirkungsweise der beschriebenen Anlage ist folgende: Der Druckgasbehälter 5 enthält
Druckgas von etwa- 25o atü. Beim Fahren des Fahrzeuges wird durch die Pumpe i Drucköl
aus dem Vorratsbehälter 2 über die Druckleitung 6 unter die Kolben 4 der Speicher
3 gefördert. Die Kolben 4. verschieben sich daher je nach dem Verschiebewiderstand
ihrer Dichtungen unterschiedlich nach oben und drängen das über ihnen befindliche
Druckgas durch die Leitung 7 in den Druckgasbehälter 5, dessen Druck bei voll aufgeladenen
Speichern 3 schließlich etwa 3oo atü beträgt. Beim Aufladen der Speicher 3 erreichen
deren Kolben 4 schließlich alle ihre obere Endlage. Die durch die Pumpe i weiterhin
noch geförderte Flüssigkeit fließt nunmehr über die Leitung 13 in die rechte Zylinderhälfte
des zusätzlichen Speichers 8 und bewirkt eine Verschiebung des Kolbens 9 aus seiner
Mittellage nach links. Über den Hebel i i wird hierbei durch die Kolbenstange io
die Pumpe i auf Leerlauf bzw. Förderung Null geschaltet.
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In den Speichern 3 steht nunmehr Druckflüssigkeit von hohem Druck
für die Beaufschlagung der Arbeitszylinder 22, 23 zur Verfügung. Soll ein Wagenaufbau
des Fahrzeuges gekippt werden, so wird durch entsprechende Einstellung des betreffenden
Steuerventils 16 bzw. 17 der Arbeitszylinder 22 bzw. 23 mit Druckflüssigkeit über
die Leitungen 6, 13, 15, 2o bzw. 21 beaufschlagt. Für das Absenken des Wagenaufbaus
wird das Steuerventil 16 bzw. 17 so eingestellt, daß der Arbeitszylinder 22 bzw.
23 mit dem Vorratsbehälter 2 über die Leitung 18 bzw. i9 verbunden wird.
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Falls durch mehrmaliges Betätigen eines Arbeitszylinders 22, 23, ohne
daß die Speicher inzwischen wieder aufgeladen wurden, z. B. bei stillstehendem Fahrzeug,
der in den Speichern 3 vorhandene Flüssigkeitsvorrat aufgebraucht wird, tritt nach
Erreichen der unteren Endlage durch sämtliche Kolben 4 eine Druckmittelentnahme
aus der rechten Zylinderseite des zusätzlichen Speichers 8 ein, wodurch dessen Kolben
9 nach rechts verschoben wird. Dabei schließt die an ihrem Ende als Ventilkörper
ausgebildete Kolbenstange io die Austrittsöffnung 12 und verhindert so weitere Entnahme
von Druckmittel. Zugleich wird von der Kolbenstange io mittels des Hebels i i die
Pumpe i auf größte Fördermenge eingestellt. Durch das Absperren der Austrittsöffnung
12 wird sogar bei Defektwerden der Leitung 15 sicher verhindert, daß der Druck rechts
vom Speicherkolben 9 ganz absinkt. Völlige Druckentlastung und damit Undichtwerden
der unteren Dichtungen durch Abheben der Dichtlippen von der Speicherwand werden
also vermieden.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Regeleinrichtung ist der zusätzliche
Speicher 8 mit Sicherheitsendanschlägen für die Bewegung des Kolbens 9 ausgeführt.
Die Kolbenstange io ist in diesem Falle nicht selbst als Ventilkörper ausgebildet,
sondern wirkt über den Hebel i i auf ein besonderes federbelastetes Absperrventil
24. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß eine an dem Hebel i i vorgesehene
Einstellschraube auf den Schaft des durch eine Feder in die Schließstellung gezogenen
Ventilkörpers einwirkt. Das Ventil 24 dient dazu, die von der Druckleitung 6 kommende
Leitung 25 mit der zu den Steuerventilen 16, 17 führenden Leitung 15 zu verbinden.
Als Regeleinrichtung für die Förderung der Pumpe ist in diesem Falle eine Lamellenkupplung
vorgesehen, die durch Verschieben einer Bluffe mittels des Hebels i i ein- und ausgerückt
werden kann.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von
der oben beschriebenen der Anlage nach Fig. i, abgesehen von dem Abschalten der
Förderung durch Stillsetzen der Pumpe., dadurch, daß das durch den Kolben 9 gesteuerte
Ventil mit diesem nicht starr in Verbindung steht und daher eine freiere Beweglichkeit
hat. Bei der Entnahme von Druckflüssigkeit aus den Speichern 3 fließt diese nicht
erst durch die Leitung 13 und den rechten Zylinderraum des zusätzlichen Speichers
8, sondern durch die Leitung 25 und das Ventil 24 zur Leitung 15.
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Fig. 3 und 4 zeigen die Anordnung der wichtigsten Teile der hydraulischen
Anlage auf einem Schienenfahrzeug. Von einem Radsatz 26 aus wird über Schraubenräder
od. dgl. mittels einer Teleskopwelle 27 die Pumpe i angetrieben, die vorzugsweise
als schnell laufende Mehrzylinderpumpe ausgeführt ist. Die Pumpe i lädt im Bereich
der Plattformen des Fahrzeuges angeordnete Speicher 28, 29 auf. Die Speicher 28
sind unterhalb der Plattform angeordnet, während die Speicher 29 auf der anderen
Stirnseite des Fahrzeuges derart in die Plattform eingebaut sind, daß ihr oberer
Teil noch über die Plattform herausragt. 5 ist der in Längsrichtung des Fahrzeuges
am Fahrgestell befestigte Druckgasbehälter. Das dargestellte Fahrzeug hat zwei Kippbehälter
3o, die mittels Arbeitszylinder 22, 23 gekippt werden können.
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Wie aus Fig. 3 und 4 ohne weiteres zu ersehen ist, können die Druckspeicher
nach der Erfindung leicht so auf dem Fahrzeug angeordnet und untergebracht werden,
daß sie nicht stören. Durch die senkrechte Anordnung der Speicher 28, 29 ergibt
sich zusammen mit der besonderen Art der Kolbendichtung der Vorteil, daß die ganze
hydraulische Anlage unbedingt zuverlässig arbeitet und eine Wartung oder gar Überholung
erst nach einer Zeit erforderlich wird, die der üblichen Überholungsfrist von Schienenfahrzeugen
entspricht.