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Schienenfahrzeug, insbesondere Lokomotive, mit vier Radsätzen, von
denen zwei seitenverschieblich sind Bekanntlich wird ein Schienenfahrzeug mit zwei
festgelagerten Radsätzen, die also weder schwenkbar noch seitenverschieblich sind,
in Gleisbögen dadurch geführt, daß beide Radsätze die Tendenz haben, in ihrer Rollrichtung
geradeaus zu laufen. Ein solches Schienenfahrzeug stellt sich bei genügend großer
Spurerweiterung und genügend kurzem Radstand so sein, daß der vorauslaufende Radsatz
an der Außenschiene läuft, wobei die Führungskräfte über den Spurkranz von der Schiene
auf den Radsatz und auf das Fahrzeug übertragen werden, während der hintere Radsatz
sich radial einstellt und innerhalb des Gleises frei, d. h. ohne Berührung des inneren
oder äußeren Spurkranzes, läuft. Ist der Radstand länger, so läuft der hintere Radsatz
nicht mehr tangential zu der kurve, sondern er läuft innen an, und die Führungskräfte
werden auch in diesem Fall durch den Spurkranz auf das Fahrzeug übertragen, während
sie bei radialem Lauf natürlich nur durch die Querreibung zwischen Rad und Schiene,
also bis zu einem gewissen Höchstwert übertragen werden können.
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Bei mehrachsigen Schienenfahrzeugen, beispielsweise bei einer fünfachsigen
Lokomotive, erfolgt die Führung im Gleis durch den i. und d.. Isuppelradsatz. Dabei
läuft der i. Radsatz außen und der 4.. Radsatz innen an. Fällt man dann von dem
Mittelpunkt der Gleiskurve ein Lot auf die durch die beiden genannten Radsätze bestimmte
Mittelachse der Lokomotive, so haben alle vor dem Fußpunkt dieses Lots angeordneten
Radsätze die Tendenz, nach außen, alle hinter dem Lot angeordneten Radsätze die
Tendenz, nach innen zu laufen.
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Da alle diese Radsätze durch den starren Einbau daran gehindert sind,
bis an die Außen- bzw.
Innenschiene anzulaufen, üben sie Seitenkräfte
auf den Rahmen aus, die eine Erhöhung der Richtkräfte an den führenden Radsätzen
verursachen.
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Um diese Richtkräfte zu verkleinern und den, Spurkranzverschleiß an
den führenden Radsätzen zu verringern, versucht man, mehrere Radsätze zur Führung
des Fahrzeugs hinzuzuziehen. Main hat beispielsweise bei einer fünfachsigen Lokomotive
zwei Beugniot-Gestelle vorgesehen, durch welche der i. und 2. Kuppelradsatz einerseits
und der q.. und 5. Kuppelradsatz andererseits gegenläufig seitlich verschiebbar
gemacht wurden, mit dem Erfolg, daß der i. und 2. Radsatz an der Außenschiene und
der 4.. und 5. Radsatz an der Innenschiene anlaufen und so die Richtkräfte vorn
und hinten auf jeweils zwei Radsätze verteilt werden.' Es ist ferner bekannt, daß
_ auch eine gewisse Entlastung eintritt, wenn man in dem angeführten Beispiel einer
fünfachsigen Lokomotive dem 2. und 5. Radsatz nur Seitenverschieblichkeit gibt,
die diesen Radsätzen gestattet, an die Außen- bzw. Innenschiene anzulaufen. Diese
beiden Radsätze übernehmen dann aber keine Richtkräfte, da sie nicht im Sinn der
Aufnahme solcher Kräfte kraftschlüssig mit dem Rahmen verbunden sind. Auch die Hinzufügung
einer Rückstellkraft an diesen beiden Radsätzen würde nicht zweckentsprechend sein.
weil durch sie während des Kurvendurchgangs Kräfte auf den Rahmen ausgeübt würden,
die, genau wie bei der Festlagerung dieser Radsätze, der Schwenkung entgegenwirken,
wodurch der Anlaufdruck der führenden Radsätze nicht entlastet, sondern im Gegenteil
verstärkt würde.
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Eine andere Lösung geht dahin, daJ3 man den Kuppelradsatz und den
nachlaufenden Laufradsatz zu einem Kraus-Helmholtz-Gestell mit seitenverschieblichem
Drehzapfen vereinigte. Auch in diesem Fall läuft der Kuppelradsatz innen an. Wenn
nun am seitenverschieblichen Drehzapfen des Kraus-Helmholtz-Gestelles eine Rückstellvorrichtung
wirksam ist, so wirkt diese als unechte Rückstellkraft auf den Lokomotivrahmen,
also nicht im Schwenksinn.
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Bei einer Lokomotive mit vier gekuppelten. Rad-, sätzen;
von denen zwei seitenversehiehlich Fiber
Hebelgestänge am Rahmen.
.so gelagert sind, daß
beint Bogenlauf Richtkräfte wirksam
werden, die
den Rahmen kurvengerecht einzustellen versuchen,
sind gemäß der Erfindung die seitettverschieblichert
Radsätze miteinander durch einen an sich bekann-
ten Beugniot-Hebel
verbunden, wobei die die Ver-
bindung mit dem Fahrzeugrahmen herstellende
Hebelschwenkachse,
auf die Vorwärtsfahrt der
Lokomotive bezogen, von
Hebelmitte an. so zurrt
nachlaufenden Radsatz hin verlegt ist, daß das
1Tometttanzentrttrtt
in an ,sich bekannter Weise zwi-
schen die beiden seitenverschiebliehen
Radsätze zu
liegen. kommt. Dabei i%bt der Drehzapfen des
Beugniot-Hebels
eine Richtkraft auf den Rahmen
aus. Als Richtkraft wird dabei eine
Kraft verstan-
dest, deren Moment um den Fußpunkt des obenerwähnten.
Lots, also um den nach » Ü b el a ck er «
als Reibungsmittelpunkt
bezeichneten momentanen
,S'ehwenkpunkt des- Schienenfahrzeuges,
im Sinne
der Schwenkung in die Tangente an den Gleisbogen
wirkt.
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.. Die zeit der Erfindung erzielte Wirkung ist schon
bei
einem bekannten Schienenfahrzeug mit vier
Kuppelachsen und eine-nt
vorauslaufenden Bisset-Gestell erreicht, dessen beim Kurvenlauf ausschwenkender
Gestetlrahvnen mittels an ihm angrei-
fender Längslenker, die wiederum
an einem in. sei-
nem Drehpunkt gelagerten Querhebel angelenkt
sind, über weitere längslaufende Lenkerstangen und
querliegende Balanziers
den zweiten und vierten.
Kuppelradsatz steuern. DieseAusführung
vermochte
jedoch keine Anregung für die Erfindung
zu bieten..
bei der es gerade darauf ankommt, die Verkleinerung
der Richtkräfte und die Verringerung des
Spurkran zversehleißes
an Bett führenden Radsätzen
ohne ein vorauslaufendes, steuerndes
Deiehselgestell od. dgl. und ohne umständliches Steuerungsgestänge
zu. erreichen.
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Eine Ausführung ohne steuerndes Deiehselgestell ist zwar
z. B. bei einer 3l¢ oder ¢l¢ gekuppelten
Lokomotive auch schon
bekannt. Bei dieser Über-
nimmt ebenfalls die vorauslaufende Laufachse
bzw.
die vordere Kuppelachse die Einstellung der nach-
laufenden
verschiebbaren Achsen mit Hilfe von
Lenkern und Querlenkern. Dieser
Ausführung ist
aber nichts darüber zu. entnehmen, wo das Momentanzentrttm
der Lokomotive bei der Kurvenfahrt liegen soll, welche Lage der Drehpunkt
des aus den. Balanziers und Stangen gebildeten Gestänges, das
in
seiner Wirkung eineng Beugniot-Hebel eittspricht., haben muß und wie
diese Punkte zueinan-
der liegen miissen, damit der Lokomotivrahmen
bei
der Vorwärtsfahrt in der Gleiskurve durch- den.
Drehpunkt
des Hebels in Richtung der Tangente
an diese Kurve geschwenkt wird.
DieseAusführung vermag daher gleichfalls nicht zur F_rfindung an-=regen.
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Der Abstand zwischen dein nachlaufenden Rad-
satz
und dein Fußpunkt des 111ittellots kann ver-
ringert werden, es muß
nur die Bedingung erfüllt
sein, daß die erwähnte Richtkraft
entsteht.
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In der Zeichnung wird der Erfindungsgegenstand an dem Beispiel einer
i D i-(Mikado-)Lokomotive erläutert.
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Fig. i ist die Draufsicht auf das Fahrgestell, die Fig.2 bis 5 sind
schematische Zeichnungen in der bekannten verzerrten Darstellung nach Vogel.
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Die Kuppelradsätze i und 3 sind fest im Rahmen gelagert, um dem System
der Kuppelstangen eine feste Basis zu geben (Fig. i und 2). Die Kuppelradsätze 2
und .4 sind dagegen entgegengesetzt seitlich verschiebbar im Rahmen gelagert. Der
vordere Laufradsatz 5 und der hintere Laufradsatz 6 sind in der üblichen Weise in
Lenkgestellen 7 bzw. S üblicher Bauart angeordnet.
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Der Reibungsmittelpunkt des Schienenfahrzeugs, also das Momentanzentrum,
ist in den Fig. 3 und 4. der Zeichnung mit i i bezeichnet.
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Bezüglich des Kuppelradsatzes 2 ist zu erkennen, daß die für diesen
bekannte einfache Verschieblichkeit ihn an die Außenschiene gelangen läßt, so daß
er
sich an dieser abstützen kann und daher keine Kräfte auf den Rahmen der Lokomotive
mehr ausübt. I-Jätte er nicht diese bekannte Seitenverschieblichkeit oder wäre er
mit einer Rückstellvorrichtung an den Rahmen gekoppelt, so würde er, wie leicht
einzusehen ist, Kräfte auf den Rahmen ausüben, die die Führungs- oder Richtkraft
am Spurkranz des vorauslaufenden Kuppelradsatzes i verstärken würden. Eine gewisse
Entlastung des Spurkranzdruckes am Kuppelradsatz i tritt also bereits ein, wenn
dem Kuppelradsatz 2 in bekannter Weise volle Freiheit gegeben wird, gegen den äußeren
Schienenstrang anzulaufen. Ferner läßt die Zeichnung erkennen, daß eine freie Seitenverschieblichkeit
des Kuppelradsatzes -. in ähnlicher Weise zu einer Entlastung des führenden innen
anlaufenden Kuppelradsatzes 3 beitragen würde. Auch hier wäre bei feister Lagerung
des Kuppelradsatzes 3 oder bei Anbringung einer Rückstellkraft, die den Radsatz
.I in seine Mittellage zurückbringen möchte, eine Vergrößerung des Spurkranzdruckes
bzw. der Richtkraft am Kuppelradsatz 3 die Folge.
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I-Irfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Kuppelradsätze 2 und
d., wie an sich bekannt, durch einen um einen festen Drehpunkt 9 waagerecht schwenkbaren
Hebel io so zu kuppeln, daß ein Bcugniot-Gestell entsteht und der Drehzapfen
9
dieses Hebels 1o den Rahmen um das Momentan-
zentrum
1i in die Tangente an den Gleisbogen zu
schwenken
sucht. Es ist dann leicht zu erkennen, daß der Kuppelradsatz 2, der die Tendenz
hat, nach außen zu laufen, am vorderen Hebelende eine Kraft ausübt, die ebenfalls
nach außen gerichtet ist; das andere Hebelende wird dagegen von dem Kuppelradsatz
.4 mitgenommen und kann sich ebenfalls auf diesem abstützen, weil er mit dem Spurkranz
gegen die Innenschiene läuft. Nach dem Hebelgesetz ergibt sich am Drehpunkt 9 des
Hebels io eine nach außen gerichtete Kraft, die auf den Rahmen im Sinn der Schwenkung
in die Tangente au den Gleisbogen wirkt (vgl. Fig. 3).
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß eine
auf den Rahmen wirkende Richtkraft geschaffen wird, die mit den bisher bekannten
Methoden nicht erzielt werden konnte. Es ist dabei für die Wirkungsweise der Erfindung
unerheblich, ob im behandelten Beispiel der Kuppe:lradsatz 2 so viel Seitenspiel
hat, daß er wirklich an die Außenschiene gelangt, oder ob er infolge Spielbegrenzung
aus konstruktiven Rücksichten vorher in der seitlichen Bewegung zum Stillstand kommt,
weil schon der der Querverschiebung entgegenwirkende Reibungswiderstand genügt,
am Hebel io die erwünschte Stützkraft auszuüben. Man nutzt bei der Erfindung also
nicht nur den vollendeten Außenlauf dieses Radsatzes 2 aus, sondern bereits die
durch die Rollrichtung gegebene immer vorhandene Tendenz zum Außenanlauf.
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Es bleibt nur noch nachzuweisen, ob die angegebene Anordnung, die
ihrer Natur nach für Lokomotiven entwickelt wurde, die vornehmlich in Vorwärtsfahrtrichtung
betrieben werden, auch bei der Rückwärtsfahrt im richtigen Sinn, d. h. im Sinn der
Schwenkung, wirkt. Bei der Rückwärtsfahrt (vgl. Fig. 4) hat der Kuppelradsatz q.
die Tendenz, außen anzulaufen, der Kuppelradsatz 2 die Tendenz, innen anzulaufen.
Im gleichen Sinn, wie oben angeführt, ergibt sich eine kraftschlüssige bestimmte
Lage für den Drehzapfen 9 des Schwenkhebels io. Die Kräfte am Drehzapfen sind so
gerichtet, daß sie im Sinn der beabsichtigten Schwenkung der Lokomotive wirken.
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Es ist auch möglich, gemäß Fig. 5 in einem Fahrzeugrahmen zwei Lenkgestelle
der erfindungsgemäßen Bauart anzubringen. Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt
darin, daß die Längsachse der Lokomotive weniger schräg zur Tangentialrichtun.g
der Kurve geführt wird, so daß sich der Anlaufwinkel am ersten Kuppelra,dsatz 2
und der Ausschlag des vorderen Rahmenendes verkleinert.
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Anspruch 2 ist eilt achter Unteranspruch,
der nur
in Verbindung mit Anspruch i gilt.