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Zweiachsiges Schienenfahrzeug mit Einachsdeichselgestellen und innen
gelagerten Radsätzen Einzelfahrende und gezogene zweiachsige Schienenfahrzeuge für
Personenbeförderung benötigen häufig Achsstände von 6 bis 8,5 m. Sie sind deshalb
mit sogenannten Vereinslenkachsen versehen. Diese Vereinslenkachsen in der üblichen
Ausführung erfüllen erfahrungsgemäß nicht die heutigen Anforderungen, die an das
Laufwerk hinsichtlich Laufruhe, Bogeneinstellung und Verschleißminderung gestellt
werden.
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Zur Verbesserung der Eigenschaften dieser Laufwerke sind einachsige
Laufgestelle verschiedener Konstruktionen bekanntgeworden, die bisher aber nicht
immer befriedigt haben. Es ist beispielsweise ein Schienenfahrzeug mit Einachsdeichselgestellen
und innen gelagerten Radsätzen bekanntgeworden, bei dem die Gehäuse der Radsatzlager
fest mit der jeweiligen Deichsel verbunden sind, wobei sich der Wagenkasten an jedem
Ende über einen Zapfen auf einem Gleitstück abstützt, das bei der Radialstellung
des Deichselgestelles in der Kurve zwischen Führungsstücken auf dein Achsgehäuse
quer zur Fahrtrichtung gleiten kann und so die Bewegung des Deichselgestelles gegenüber
dem Wagenkasten ermöglicht. Durch die Gleitvorrichtung ist eine
Freihaltung
der lotrechten Federung der Deichselgestelle von den horizontalen Querkräften beim
Ausschwenken der Deichselgestelle erzielt. Die Federung braucht also nur die lotrechten
Stöße federnd aufzunehmen. Eine Rückstelleinrichtung zwischen Wagenkasten und jedem
Deichselgestell gewährleistet bei dem bekannten Fahrzeug, daß die Deichselgestelle
nach dem Durchfahren einer Kurve wieder in ihre Mittelstellung zurückgebracht werden.
Die bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß infolge der Gleitvorrichtung
bei der Radialeinstellung der Deichselgestelle erhebliche Reibungswiderstände zu
überwinden sind. Dies ergibt erhöhten Verschleiß der Bauteile und bedingt hohe Reibungswiderstände.
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Die Erfindung geht aus von einem zweiachsigen Schienenfahrzeug mit
Einachsdeichselgestellen und innen gelagerten Radsätzen, wobei das Achsgehäuse für
die Innenlager mit der Deichsel fest verbunden ist, die über eine Rückstellyorrichtung
mit dem Fahrzeugrahmen in Verbindung steht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Einachsdeichselgestell zu schaffen, bei dem sich der Radsatz mit dem Deichselgestellrahmen
beim Befahren von Kurven durch horizontales Ausschwenken um den Anlenkpunkt des
Deichselgestelles am Wagenkasten radial einstellt, während eine Wiege, der Wagenkasten
und die Federung durch diese Bewegungen nicht behindert werden. Durch die Trennung
der Federung von den Querbewegungen bei der Kurvenfahrt soll die Federung ausschließlich
der gefederten Übertragung von lotrechten Kräften zwischen Wagenkasten und Deichselgestell
dienen, wie es auch bei dem bekannten Fahrzeug mit Deichselgestellen der Fall ist.
Jedoch soll der Verschleiß der Bauteile geringer sein als bei dem bekannten Fahrzeug,
und die beim Ausschwenken der Deichselgestelle zu überwindenden Reibungswiderstände
sollen geringer sein. Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung die
gleichzeitige Anwendung folgender Merkmale vor: z. In an sich bekannter Weise ist
über jedes Achslagergehäuse und dem daran befestigten Teil der Deichsel eine am
Achslagergehäuse über räumliche, quer zur Fahrtrichtung frei beweglich schwingende
Pendel aufgehängte Wiege gestülpt; 2. die gesamte Tragfederung ist zwischen der
Wiege und dem Wagenkasten angeordnet; 3. die Wiege ist gegenüber dem Wagenkasten
mittels Längs- und Querlenkern geführt.
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Bei einem Fahrzeug mit Deichselgestellen gemäß der Erfindung schwenken
beim Durchfahren einer Kurve die Deichselgestellrahmen mit den Radsätzen gegenüber
der jeweiligen Wiege, der Federung und dem Wagenkasten aus. Die Federung wird durch
diese Schwenkbewegungen nicht beeinflußt. Sie dient ausschließlich der lotrecht
gefederten Übertragung von lotrechten Kräften zwischen Wagenkasten und Deichselgestellen.
Das Ausschwenken der Deichselgestelle wird durch die Abstützorgane des Wagenkastens
in Form der an Pendeln aufgehängten Wiege in nur geringem Maße beeinflußt, da die
Pendel mit nur geringer Reibung behaftet sind. Auch der Verschleiß der Pendel ist
entsprechend gering. Schließlich sind auch die Lenker zum Führen der Wiege gegenüber
dem Wagenkasten nur mit geringem Verschleiß behaftete Bauteile.
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Die Anwendung einer Wiege bei einem Deichselgestell mit außen gelagerten
Radsätzen, bei dem die Deichsel mit den Achslagergehäusen fest verbunden ist und
über eine Rückstellvorrichtung mit dem Fahrzeugrahmen in Verbindnug steht, ist zwar
bekannt. Diese bekannte Anordnung kann jedoch trotzdem keine Anregung zur Lösung
der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe geben, da die der lotrechten Federung
dienenden Blattfedern in normaler Weise zwischen den Radsatzlagergehäusen und dem
Gestellrahmen vorgesehen sind und daher die Querbewegungen der Radsätze aufnehmen
müssen. Es ist auch nicht ohne weiteres die Möglichkeit gegeben, die durch das erstgenannte
bekannte Deichselgestell ohne Wiege bekanntgewordene Entlastung der Federung von
den Horizontalkräften auf die bekannte Anordnung mit einer Wiege zu übertragen.
Denn bei der Anordung mit einer Wiege ist diese wohl quer zur Fahrtrichtung durch
Lenker festgelegt, über die Festlegung der Wiege in Fahrtrichtung ist der bekannten
Anordnung aber nichts zu entnehmen. Diese baulichen Unterschiede beweisen, daß die
bekannte Anordnung mit Wiege nicht zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden
Aufgabe dient und daß diese bekannte Ausführungsform keine Anregung für die vorgeschlagene
Kombination geben kann.
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Auch andere bekannte Deichselgestelle mit einer Wiege, die von dem
Deichselgestellrahmen über Pendel getragen wird, kommen dem Erfindungsgegenstand
nicht näher als die oben beschriebene Anordnung mit einer Wiege. Die Wiegenpendel
bei diesen bekannten Deichselgestellen haben nämlich ausschließlich die Aufgabe,
das Deichselgestell beim Verlassen einer Kurve infolge der durch die Pendelaufhängung
erzeugten Rückstellkräfte in die Normallage zurückzuführen. Die Tragfedern sind
zwischen dem Deichselgestellrahmen und den jeweiligen Radsatzlagergehäusen angeordnet.
Die Pendelaufhängung der Wiege dient somit einem anderen Zweck als beim Gegenstand
der Erfindung, bei dem die Pendel frei beweglich eingeordnet sind und die Beweglichkeit
des jeweiligen Radsatzes gegenüber der in der Horizontalebene gegenüber dem Wagenkasten
festgelegten Wiege ermöglichen sollen. Die Federanordnung der vorgenannten bekannten
Deichselgestelle ist daher im Gegensatz zu der Federanordnung bei der Erfindung
abhängig von den Seitenbewegungen des jeweiligen Radsatzes bei dessen radialer Einstellung
in der Kurve.
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Zu einer sinngemäßen Beurteilung muß schließlich ein ebenfalls bekanntes
Deichselgestell führen, bei dem beidseitig der Achse des Radsatzes quer liegende
Blattfedern angeordnet sind. Selbst wenn man unterstellt, daß diese mit Federgehängen
aufgehängten Blattfedern eine Wiege darstellen sollen, so ergibt sich bezüglich
der Lenkeranordnung keine andere Wirkung als die bei den bereits genannten
bekannten
Deichselgestellen dargelegte Wirkung. Die als Dreieckpendel wirkenden Federgehänge
haben ebenfalls die Aufgabe, Rückstellkräfte auf das ausgewanderte Deichselgestell
bei der Ausfahrt aus der Kurve zu erzeugen. Zwar scheinen auch hier die Blattfedern
infolge ihrer Aufhängung an einem besonderen Tragglied über einen Mittelzapfen am
Rahmen der Lokomotive, zu der das Deichselgestell gehört, und ihrer Abstützung gegenüber
dem Achslagergehäuse bzw. dem Deichselgestellrahmen von den seitlichen Kräften entlastet
zu sein, aber die Ausführung dieses Gestelles ist doch wesentlich anders als die
beanspruchte, zumal die Veröffentlichung über das bekannte Deichselgestell keine
genauen Einzelheiten über diese Aufhängung und die damit verbundene Wirkungsweise
enthält. Die Übertragung dieser bekannten Deichselgestellanordnung auf zweiachsige
Schienenfahrzeuge mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Wiege und ihre federnde
Abstützung scheint daher besondere Überlegungen zu erfordern, so daß die mit der
Erfindung vorgeschlagene Kombination nicht nahegelegen hat. Auch ist noch zu beachten,
daß das letzterwähnte wie auch die meisten der vorerwähnten bekannten Deichselgestelle
ausschließlich für Lokomotiven bestimmt sind und ausschließlich für Lokomotiven
bestimmte Deichselgestelle nicht ohne weiteres für zweiachsige Schienenfahrzeuge
verwendet werden können, da bei den Lokomotiven noch andere feste, d. h. in Fahrzeuglängs-
und -querrichtung spielfrei gelagerte Radsätze an der Führung des Fahrzeuges beteiligt
sind, während die Deichselgestelle bei zweiachsigen Fahrzeugen ausschließlich die
Fahrzeugführung übernehmen müssen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Deichsel des Einachsdeichselgestelles
etwa in Achshöhe mit dem Wagenkasten über Kreuzgelenke, die mit Silentblocks ausgerüstet
sind, verbunden.
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Weiterhin wird der Wagenkasten auf dem Federsystem der übergestülpten
Wiegen beider Deichselgestelle statisch bestimmt abgestützt, was sowohl durch einen
Querausgleich als auch durch einen Längsausgleich erfolgen kann.
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Die hochfrequenten Schwingungen werden durch entsprechende Ausgestaltung
der letzten Feder gegenüber dem Wagenkasten gedämpft.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Achsgehäuse gleichzeitig
als Gehäuse für den Antrieb von Triebwagen ausgebildet, wobei die Deichsel als Drehmomentstütze
außer für das Bremsmoment auch für das Drehmoment dient und das beide Innenlager
verbindende Achsgehäuse gleichzeitig in an sich bekannter Weise den Achsantrieb
aufnimmt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Es zeigt Fig. i einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig.2
die Draufsicht auf das Einachsdeichselgestell, teilweise im Schnitt, Fig. 3 einen
Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 die Ansicht eines Querausgleiches
mittels Feder in Richtung des Pfeiles in Fig. 2, Fig. 5 eine Ansicht eines Längsausgleiches
mittels Gestänge, teilweise im Schnitt, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie IV-IV
in Fig. 2 und Fig.7 einen waagrechten Schnitt durch eine Hälfte des Einachsdeichselgestelles,
das gleichzeitig als Triebgestell ausgebildet ist.
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Nach der Zeichnung besteht das Einachsdeichselgestell aus der Achswelle
i, den damit fest verbundenen Rädern 2, dem rohrförmigen Achslagergehäuse 3, das
an den Enden die Lager 4 des Radsatzes i, 2 trägt, der über die Achswelle i gestülpten
Wiege 5, die am Achslagergehäuse 3 in räumlich schwingend gelagerten Pendeln oder
Pendelrahmen 6 aufgehängt ist, dem Federsystem 8, 1o, i i und der mit dem Achslagergehäuse
3 fest verbundenen Deichsel 7. Das Federsystem wird von je einer Blattfeder 8, die
sich mit ihren Bunden auf die Enden der quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordneten
Wiege 5 stützt, von an die Blattfederenden aufgehängten Schraubenfedern io und von
über den Schraubenfedern befindlichen, mit diesen in Reihe geschalteten Gummischubfedern
i i gebildet. Auf den Gummischubfedern i i ist der Wagenkasten i2 abgestützt. Die
bekannte Einschaltung der Gummischubfeder i i zwischen der Schraubenfeder io und
dem Wagenkasten 12 hat den Vorteil, daß die hochfrequenten Schwingungen von dem
Wagenkasten ferngehalten werden. Die Deichsel ? ist etwa in Achshöhe über mit Silentblocks
ausgerüstete Kreuzgelenke 13, 14 kardanisch mit einer Konsole 15 des Wagenkastens
12, verbunden. Durch diese Anordnung der Deichsel 7 werden die auf den Wagenkasten
i2 wirkenden Kräfte in vorteilhafter Weise in Achshöhe übertragen. Es ist aber auch
möglich, die Deichsel in anderer Höhe anzuordnen.
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Die Wiege 5 ist durch einen Querlenker 2o (Fig. 6) über den Bock 2
1 und durch einen Längslenker i9 (Fig. 2 und 3) über die Deichsel 7 und deren Kreuzgelenke
13, 14 am Wagenkasten 12 mittels verschleißfreier Gummilager angelenkt. Dadurch
ist sie in ihrer Horizontalebene mit dem Wagenkasten i2 und dem Federsystem '8,
io, il praktisch fest verbunden. Längs- und Querlenker i9 und 2o ermöglichen das
Federspiel zwischen Wagenkasten 12 und Wiege 5 unter Freihaltung des Federsystems
von allen horizontalen Kräften.
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Das Achslagergehäuse 3 bewegt sich zusammen mit dem Radsatz i, 2 radial
um das lotrechte Gelenk 14 der Deichsel 7. Die Radialbewegung des Radsatzes i, 2
gegenüber der Wiege 5 wird durch die räumlich schwingenden Pendel 6 ermöglicht.
Der Pendelrahmen 6 hängt mit seiner Oberseite über die Kugel 17 (Fig. i) am Tragarm
18 des Achslagergehäuses 3 und trägt mit seiner Unterseite über die Kugel 16 die
Wiege 5.
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Der Radialausschlag der Deichsel 7 und des Radsatzes i, 2 gegenüber
dem Wagenkasten 12 wird beim Anlaufen des Spurkranzes an der Schiene dadurch federnd
aufgenommen, daß zwischen dem
Achslagergehäuse 3 und der Wiege 5
eine Rückstellvorrichtung 29, 30, 31 in an sich bekannter Weise eingebaut
ist. Das mit dem Achslagergehäuse 3 fest verbundene Gehäuse 29 der Rückstellvorrichtung
enthält die nicht dargestellte Rückstellfeder. Horizontale Führungskräfte wirken
demgemäß vom Spurkranz des Rades 2 über die Achswelle i und das Achslagergehäuse
3 auf die im Gehäuse 29 enthaltene Rückstellfeder, die sich über den Druckstempel
30 und die Druckpfanne 3 i gegen die Wiege 5 abstützt. Da also die horizontalen
Führungskräfte federnd auf den Wagenkasten 12 übertragen werden, kann sich der Radialausschlag
des Radsatzes i, 2 dem ausgeübten Führungsdruck anpassen, wodurch eine gute Kurvenläufigkeit
des Deichselgestelles und eine Verringerung des Anlaufwinkels erreicht wird.
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Die Rückstellfeder im Gehäuse 29 kann, wie bekannt, zur Erzielung
der erforderlichen Charakteristik vorgespannt und mit einer Dämpfungseinrichtung
versehen sein.
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Die Laufeigenschaften der Einachsdeichselgestelle werden weiter dadurch
verbessert, daß der Wagenkasten i2, wie bekannt, statisch bestimmt auf dem Federsystem
8, io, ii abgestützt ist. Als Beispiel für einen Querausgleich ist in Fig. ,4 zwischen
den vorderen Gummischubfedern i i eine Blattfeder oder einfacher ein gleichschenkliger
Balken 22 geschaltet, dessen Mitte am Wagenkasten i? -in Lagern 23 drehbar gelagert
ist.
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Die Fig. 5 zeigt ein Beispiel für einen Längsausgleich. Hierbei ist
einer der hinteren Federtöpfe i i an gegenüberliegenden Seiten mit Zapfen 24 versehen,
über die die hakenförmig ausgebildeten Enden des Gabelschenkels 25 eines Winkelhebels
25, 26 greifen, der im Lager 27 am Wagenkasten 12 drehbar gelagert ist und dessen
anderer Schenkel 26 an eine Zugstange 27 a angelenkt ist, die zu einem gleichen
Winkelhebel 25, 26 am anderen Wagenende führt.
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Soll das Einachsdeichselgestell angetrieben werden, dann wird zweckmäßig
das rohrförmige Achslagergehäuse 3 nach Fig. 7 gleichzeitig als Gehäuse 28 für den
Antrieb ausgebildet. Hierbei kann die Deichsel 7 außer als Drehmomentstütze für
das Bremsmoment auch als solche für das Antriebsmoment dienen. Der in dem Gehäuse
28 untergebrachte Antrieb kann beliebiger Art sein.
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Die Ansprüche :2 bis 7 genießen keinen selbständigen Schutz, sondern
gelten nur in Verbindung mit dem Anspruch i. j