Steuervorriebtung für Drehgestelle. Die Erfindung betrifft eine Steuervor richtung für Drehgestelle, insbesondere von Eisenbahn- und Trambahnfahrzeugen. Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen dieser Art für Fahrzeuge mit drei Achsen. be kannt, bei denen die Einstellung der äussern Drehgestellachsen mechanisch durch die Querverschiebungen der mittleren Achse ge steuert und die hierfür notwendige Energie durch die Querverschiebungen geliefert wird.
Bei diesen Vorrichtungen muss die Mittel- achse erheblich belastet werden, um ein Ent gleisen zu verhindern, da eine ziemlich er hebliche Kraftwirkung erforderlich ist, um die Drehgestellachsen in der Kurve zu halten. Ferner müssen bei diesen Vorrichtungen die Achsen nach der Ausrichtung in der ge wünschten Drehgestelleinstellung verblockt werden.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wird bei der den Gegenstand der Erfindung bil denden Steuervorrichtung für Drehgestelle die Anordnung so getroffen, dass die für die Winkelverstellungen .der zu verschwenken- den Achsen in der Kurve erforderliche Ener gie von der den Antrieb des Fahrzeuges be wirkenden Energiequelle entnommen und mittelst eines durch die Änderungen der Kurve der Fahrzeugbahn beeinflussten Or gans gesteuert wird.
Dieses Überwachungs organ kann dabei in der Weise von der von ihm gesteuerten Energie abhängig gemaeht sein, dass eine Benutzung dieser Verstellungs- energie zur Schwenkung der Achsen die Wir kung des Einflusses der Kurvenänderungen aufzuheben, das heisst diese Verstellungs- energie unwirksam zu machen sucht.
Die Energie für die Verstellung der Ach sen in der Kurve kann beispielsweise durch ein Zwischenmedium von gasförmiger, flüs siger oder elektrischer Natur geliefert wer den, das durch eine von den Fahrzeugachsen angetriebene Pumpe oder Dynamo oder sonst wie vom Fahrzeugantrieb aus auf Druck bezw. Spannung gebracht wird und pneu matische, hydraulische oder elektrische Mo toren speist, deren Arbeiten durch einen Ver teiler, zum Beispiel ein Ventil, einen Schie ber oder einen Kontaktgeber unter dem Ein fluss der Änderungen der Kurve der Fahr zeugbahn gesteuert wird. Hierbei können die Verstellungen des Verteilers von den Be wegungen des Motors abhängig gemacht sein,
um die Energiespeisung nach Erreichung der ;;ewünschten Verstellung zu unterbrechen.
Die zur Verstellung der Achsen notwen dige Energie kann auch unmittelbar durch die Drehbewegung der Räder der Fahrzeug achsen unter Vermittlung einer geeigneten mechanischen; Verbindung geliefert werden, ohne dass ein Zwischenmedium zur Kraft übertragung verwendet wird. Auch kann die Verstellungsenergie für die Achsen auch den das Fahrzeug antreibenden Motoren selbst entnommen =werden.
Im Falle .der Anwendung der Erfindung bei einem Fahrzeug mit drei Achsen können die Querverschiebungen, welche die Mittel- achse beim Eintritt des Fahrzeuges in eine Kurve erfährt, dazu benutzt werden, den Ver teiler zu steuern;
der seinerseits die die Achs verstellungen hervorrufende Energie steuert. Damit hierbei die vordere Achse sich nicht erst nach dem Eintritt des Fahrzeuges in die Kurve und die hintere Achse sich nicht be reits vor dem Eintritt in die Kurve verstellt, kann die Verstellungsenergie mit Hilfe eines Zwischenmediums bei jeder Achse durch einen unabhängigen Motor zur Wirkung ge bracht- werden, dessen Arbeiten durch einen Verteiler überwacht wird,
der durch einen zwangläufig den wageechten Krümmungen der Fahrzeugbahn folgenden Fühler beein flusst wird. Dieser Fühler kann durch eine Rolle gegeben sein, die vor der zu verstellen den Achse angeordnet ist und auf einer der Schienen des Geleises läuft. Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen mit starrem, in einer Rolle oder Kerbe, endenden Stromab nehmer kann dieser als Fühler dienen, wenn der Fahrdraht hinreichend genau den wag rechten Krümmungen,des Geleises folgt.
Sowohl bei gleichzeitiger Verstellung der beiden Drehgestellachsen, als auch bei unab hängiger Verstellung jeder dieser Achsen können die die Verteiler für die die Achsver stellung bewirkenden Motoren durch Fühler in Form von magnetischen Pendeln beein flusst werden, die zum Beispiel aus Elektro magneten oder Dauermagneten bestehen kön nen, die in einer zur Bewegungsrichtung .des Fahrzeuges senkrechten Ebene schwingen kön nen und über einer der beiden .Schienen des Geleises angeordnet sind, gegen welche ihre äussern freien Enden dauernd gezogen werden.
Als Fühler kann auch die zu verstellende Achse selbst nutzbar gemacht werden. Be kanntlich kommt, wenn die Vorderachse in .eine Kurve eintritt, das äussere Rad zum An liegen an der äussern Schiene und sucht unter der Einwirkung der Reibung der Schiene an dem Radwulst zurückzubleiben. Die Achse wird daher entgegengesetzt zu dem eine rich tige Verstellung herbeiführenden Richtungs sinn abgelenkt. Diese Ablenkung sucht sich allmählich in dem Masse zu vergrössern, wie das Fahrzeug sich vorwärtsbewegt, infolge des grösseren Weges, welchen das äussere Rad durchlaufen muss.
Diese Winkelverstellun gen können dazu benutzt werden, einen Ver teiler zu beeinflussen, der einen Motor für die Verstellung der Achse derart steuert, dass auf einen Antrieb des Verteilers durch die Achse ein Antrieb .der Achse durch den Mo tor im entgegengesetzten .Sinn, -das heisst in der richtigen Drehrichtung folgt.
Es ist dann nicht mehr erforderlich, die Achse, weleche den Verteiler beeinflusst, oder das sonst da für vorgesehene Organ besonders zu belasten, da die einzige aufzubringende Kraftwirkung der Antrieb des Verteilers ist, wozu nur eine sehr geringe Kraft erforderlich ist. Ferner. können die Drehgestellachsen in der richtigen Einstellage in Übereinstimmung mit der Krümmung der Geleisekurve verblockt sein.
Um zu vermeiden, dass ein Nichtarbeiten der Steuervorrichtung nach der Erfindung ein Entgleisen oder einen Bruch von Organen infolge der verblockten Stellung -der Drehge- stellachsen hervorruft, kann man in die Vor- richtung zur Verstellung der Achsen eine elastische Verbindung, wie zum Beispiel eine Feder einschalten, welche eine Teilverstel- iung der Achsen trotz des Nichtarbeitens der Vorrichtung gestattet.
Wenn zum Beispiel die Verstellung .der Achsen durch die Lagen änderungen des Wagenrahmens, die durch die beim Fahren in der Kurve auftretende Flieh kraft veranlasst werden, gesteuert wird, kann man durch eine solche elastische Verbindung erreichen, da.ss diese Lagenänderungen des Wagenrahmens entweder in Verbindung mit der Vorrichtung nach der Erfindung oder unabhängig davon in einem bestimmten Masse wirken, sobald diese Vorrichtung aus irgend einer zufälligen Ursache nicht arbeitet.
Die Zeichnung zeigt die Nachstellvorrich tung nach der Erfindung in mehreren bei spielsweisen Ausführungsformen.
Abb. 1 und 2 lassen ein Anordnungs schema der Vorrichtung erkennen; Abb. 3 bis 9 beziehen sich auf den Fall, wo ein Zwischenmedium, zum Beispiel eine nicht zu- sammendrückbare Flüssigkeit verwendet wird; Abb. 3 betrifft im besonderen die gleichzeitige Steuerung zweier Drehgestell achsen durch eine quer verschiebbare mitt lere Achse; Abb. 4 zeigt in Ansicht die -teuernde mittlere Achse der Vorrichtung nach Abb. 3;
Abb. 5 und 6 veranschaulichen eine Vorrichtung für die unabhängige Ver stellung jeder Drehgestellachse mittelst eines Fühlers, zum Beispiel einer vor der Achse angeordnetan Rolle, und Abb. 7 und 8 lassen eine ähnliche Anordnung erkennen, bei der dieser Fühler durch ein oder mehrere elektro magnetische Pendel gegeben ist; Abb. 9 gibt eine Vorrichtung zur Selbststeuerung der richtigen Einstellung einer Drehgestellaehse durch das Bestreben dieser Achse zur umge kehrten Einstellung bei Änderung der Geleis- kurve wieder;
Abb. 10 veranschaulicht sche matisch die verschiedenen Stellungen einer Drehgestellachse in der Kurve; Abb. 11 bis 13 beziehen sich auf die Anwendung der Er findung zur Steuerung der Nachstellung von zwei Drehgestellachsen durch eine mittlere Achse und auf die Selbststeuerung einer un- abhängigen Achse im Fall der Benutzung der Drehbewegung der Räder oder eines Motors als unmittelbar wirkende Energiequelle ohne Zuhilfenahme eines Zwischenmediums.
Abb. 1 zeigt ein Fahrzeug 2 mit drei Achsen, von denen die äussern Achsen 3 um die Zapfen 3' schwenkbar sind und die mitt lere Achse 4 keine Winkelverstellungen aus führen kann und in bestimmten Grenzen in der Querrichtung im Sinn und entgegenge setzt dem .Sinn des Pfeils A verschiebbar ist. Abb. 2 lässt eine Achse 3 erkennen, die in der Geleiskurve verschwenkt werden kann und die dazu erforderliche Energie wird durch einen Verteiler 7 gesteuert, der durch .die Änderungen der Krümmung der Fahrzeug bahn beeinflusst wird.
Diese Verstellungs- energie wird durch einen elektrischen oder hydraulischen Motor geliefert, der aus einem durch die Fahrzeugbewegung mit Hilfe von Dynamos oder Pumpen erzeugten Energie vorrat gespeist wird. Der Verteiler 7 wird durch einen Fühler 4 beeinflusst, der durch die mittlere Achse eines ausserdem zwei äussere versehwenkbare Achsen aufweisenden Fahrzeuges gebildet ist.
In Abb. 1 werden die Schwenkungen der Achsen 3 durch die Querverschiebungen der mittleren Leitachse 4 gesteuert, die mit Quer spiel in ihren Lagern geführt ist und gegen über dem Rahmen 2 keine Winkelverstellun gen ausführen kann.
Die mittlere Achse 4 arbeitet, wie Abb. 3 erkennen lässt, mit einem Hebel 5 zusammen, der um einen am Fahr zeugrahmen sitzenden Zapfen 6 schwenkbar ist. Der Hebel 5 beeinflusst,den Verteiler 7 mit Hilfe eines Hebels 8 und eines weiteren Hebels 9, der mittelst des Zapfens 9' an eine Platte 10 an gelenkt ist, die mit den Schwenk achsen 3 durch Gestänge 11 verbunden ist.
Der Hebel 9 wirkt durch eine Gabel 12 auf einen Hebel 13 ein, der mit der Drehachse des Verteilers 7 verbunden ist, der die eine der beiden Seiten eines unter der Einwirkung einer nicht zusammendrückbaren Flüssigkeit stehenden Kolbens 14 mit einem Ladebehälter 15 und die andere Seite dieses Kolbens 14 niit einem Entladebehälter 16 in Verbindung setzen kann.
Die Zwischenflüssigkeit wird in dem Ladebehälter 15 -durch eine Pumpe 17', die durch die Fahrzeugachsen angetrieben wird, unter Druck gesetzt. Der Kolben 14 ist in einem mit dem Fahrzeugrahmen fest verbun denen Zylinder verschiebbar und der so ge bildete hydraulische Motor steuert die Ver stellung der Achsen 3 durch Vermittlung der Platte 10, die an der Kolbenstange 14' dieses Kolbens befestigt ist.
Die Vorrichtung nach Abb. 1 bis 4 wirkt in folgender Weise: Wenn das Fahrzeug 2 in eine Kurve eintritt, wie Abb. 1 zeigt, wird die Leitachse 4 nach dem obern Ende der Abb. 1 in .der Richtung des Pfeils A ver schoben, was eine Verstellung des Verteilers 7 im Sinne einer Rechtsdrehung und die Verschiebung des Kolbens 14 und der Platte 10 nach dem .obern Ende der Abb. 1 und 4 hervorruft.
Die Schwenkachsen 3 werden daher in die der Kurve entsprechende richtige Lage gedreht, wie Abb. 1 zeigt.
Die Verstellungen des Verteilers 7 sind von gen Verschiebungen des Kolbens 14 mit- telst des Hebels 9 abhängig. Auf diese Weise wird nach einer aus einer Rechtsdrehung des Verteilers 7 sich ergebenden Verschiebung des Kolbens 14 nach oben der Verteiler -durch den Kolben 14 in die in Abb. 3 dargestellte Lage zurückgeführt werden, welche der neu tralen Stellung oder der Verblockung des Kolbens 14 entspricht.
Statt die Schwenkung der Achsen 3 mit Hilfe ,der in den Abb. 1 bis 3 wiedergege benen starren mechanischen Verbindungen zu steuern, kann man beispielsweise zwischen der Platte 10 und den Gelenkstangen 11 ela stische Zwischenglieder einschalten, so dass die Verstellung der Achsen 3 auch, wenn die ganze Vorrichtung aus irgend einer zufäl ligen Ursache nicht arbeiten sollte, trotzdem in .
,einem bestimmten Masse, zum Beispiel durch eine Lagenänderung des Wagenrah mens 2 nach dem obern Ende der Abb. 1 ausgeführt werden kann. Abb. 5 zeigt einen Trambahnwagen, der mit starrem Stromabnehmer mit Rolle 15 ver sehen ist und vor jeder der beiden Schwenk achsen 3 eine Rolle 4a aufweist, die als Füh ler .dient und dauernd an die Eisenbahn schiene angedrückt wird, deren wagrechten Krümmungen sie folgt. Diese Rollen 4a haben die gleiche Wirkung wie die Leitachse 4 der Abb. 1 bis 4.
Sie beeinflussen einen Verteiler 7 der Abb. 6, der ebenso wie die übrigen Teile der Abb. 6 dem Verteiler 7 der Abb. 3 entspricht. Die Rollen 4a können durch den Stromabnehmer 15 des Wagens 2 der Abb. 5 ersetzt werden, wenn der Fahr draht genügend genau den wagrechten Krümmungen des Geleises folgt.
Die Vorrichtungen nach Abb. 6 ist im Ruhezustand in dem Augenblick angenom men, wo die Winkelverstellung des Armes 5 der Rolle 4a den Verteiler in der der Ver schiebung des Kolbens 14 nach unten im Sinne des Pfeils A entsprechenden Richtung beeinflusst hat. \ach seiner Verschiebung führt der Kolben 14 die Stange 13 in die wagrechte Lage oder Verblockungslage des Kolbens 14 durch -den Hebel 9 zurück.
Abb. 7 zeigt ein Fahrzeuggestell 2 mit zwei Schwenkachsen 3, die durch Elektro magnete 17 gesteuert werden, die zwischen diesen Achsen angeordnet sind und um je einen Zapfen 18 in einer zur geraden Fahrt richtung ges Wagens querstehenden Ebene schwingen können.
Abb. 8 zeigt die Anwendung der Erfin dung zur Verstellung einer unabhängigen schwenkbaren Achse 3 mit Hilfe eines vor dieser Achse angeordneten Fühlers, der aus einem Elektromagneten 17 besteht. Wenn ,die Fahrbahn gemäss Abb. 8 aus der Geraden in die Kurve übergeht, wird der Elektro magnet 17 nach der Innenseite der Kurve gezogen, was die Drehung des Verteilers 7 in der Linksrichtung gemäss dem Pfeil B, die Verschiebung .des Kolbens 14 nach oben und die Ausrichtung der Achse 3 in die richtige Stellung im Sinne des Pfeils<B>C</B> zur Folge hat.
Abb. 9 veranschaulicht eine Vorrichtung zur Selbststeuerung einer Schwenkachse Diese Achse wird durch einen Kolben 14 ver stellt, der durch einen als Schieber ausgebil deten Verteiler 7 gesteuert wird, dessen Schieberspiegel mit der Kolbenstange 14' ver bunden ist. Die geradlinigen Verschiebungen des Schiebers 7' werden durch die Achse 3 mit Hilfe einer Stange 22 bewirkt.
Der Schieber 7' steht ausserdem unter der Ein wirkung zweier Gegenledern 23 und 24 von beschränktem Hub, welche an dem Schieber spiegel 7 abgestützt sind und den Schieber i' in seine mittlere Stellung zu bringen suchen, welche der Verblockung der Schwenk achse in der Verstellungsla.ge entspricht. Der Ladebehälter 15 und der Entladebehälter 16 sind wie bei Abb. 3 durch eine von der Fahrzeugachse aus angetriebene Speisepumpe 17 verbunden, und ausserdem an das Innere des Schieberspiegels 7 angeschlossen.
Die Vorrichtung nach Abb. 9 arbeitet wie folgt: Wenn .die Achse 3 in eine Kurve ein tritt, wie Abb. 10 zeigt, so hat sie das Be streben, sich in die Richtung 3' einzustellen, Evas durch die Reibungswirkung der Schiene an dem Radwulst veranlasst ist. Diese Win kelverstellung der Achse 3 wird das Zusam- inendrücken der Feder 24 und die Verschie bung des .,Schiebers 7' von links nach rechts in Abb. 9 hervorrufen.
Die rechte Seite des Kolbens 14, dessen Zylinder fest am Wagen rahmen sitzt, wird dann mit dem Ladebehäl ter 1,5 und die andere Seite des Kolbens 14 finit dem Entladebehälter 16 in Verbindung izommen und die Gesamtheit von Kolben, 5chieberspiegel und Schieber nach links ver schoben werden, -was eine Rechtsschwenkung iler Achse 3 im .Sinne des Pfeils A, das heisst eine richtige Schwenkung in die der Kurve entsprechende genaue Stellung 3" der Abb. 10 entgegen der bei der Verschiebung des Schiebers 7' erfolgten Schwenkung her beiführt.
Die Verschiebungen des Verteilerschiebers 7' sind anderseits abhängig von den Ver- seh-iebungen des Kolbens 14. Nach der Ver- schwenkung der Achse 3 in die richtige Lage 3" wird die Feder 24 den Schieber 7' genau in die in Abb. 9 dargestellte Lage oder die V erblockungslage infolge der vollständigen Unterdrückung des sich aus der Reibung des Rades an den Schienen ergebenden Drehmo mentes zurückführen.
Im Falle der Verwendung eines elek trischen Motors für die Einstellung .der ver- schwenkbaren Achsen kann diese Einstellung durch eine nicht umkehrbare mechanische Vorrichtung wie eine Schnecke und- ein Zahn rad erfolgen, um die Verblockung der Achse in der gewünschten Stellung zu erreichen. Bei Verwendung eines elektrischen Verteilers kann dieser durch elektrische Mittel von den Verschiebungen des Kolbens abhängig ge macht werden.
Abb. 11 zeigt eine mittlere Leitachse 4, welche zur Einstellung von zwei Schwenk achsen 3 dient, die um je einen Zapfen 3' ver- schwenkt werden können. Diese Vorrichtung ist insbesondere für Fahrzeuge bestimmt, welche dauernd in der gleichen Fahrtrich tung, zum Beispiel bei Abb. 11 ständig von links nach rechts laufen: Die für diese Ver stellung der Achse 3 erforderliche Energie wird unmittelbar der Drehung der-Räder der Achse 4 ohne Zuhilfenahme eines Zwischen mediums entnommen. Die Drehbewegung der Räder 4' der Achse 4 wird auf die Schei ben 31 und 31' übertragen.
Diese Scheiben sind auf der Achse 4 achsial verschiebbar angeordnet und an den Federn 32 und 32' abgestützt, welche einen beschränkten Hub besitzen. Die .Scheiben 31, 31' können mit einer Reibungsrolle 3.3 in Berührung kom men, welche die Verschwenkung der Achse 3 mit Hilfe einer Welle 34, .eines Zahnrad getriebes 35,<B>36</B> und eines Schneckengetriebes 37, 38 bewirken kann. Die Achse des Zahn rades 38, die am Fahrzeugrahmen gelagert ist, wird durch den Zapfen 3' gebildet.
Wenn das Fahrzeug von links nach rechts in eine Kurve mit einer Krümmung, wie sie Abb. 8 zeigt, eintritt, wird die Verschiebung ,der Achse 4 nach unten in Abb. 11 drisch Vermittlung der Scheibe 31' die Drehung ,der Rolle -33 im Rechtssinn für einen links- von der Welle 4 befindlichen Beobachter und in folgedessen -die Einstellung der Achse 3 in die richtige Lage zur Kurve im Sinne des Pfeils _A herbeiführen.
Die Rolle 33 folgt den Winkelverstellungen der Achse 3 und wird sich daher von der .Scheibe 31' wieder entfernen und von neuem zwischen die Scheiben 31 und 31' einstellen, so dass sie nach der Einstellung der Achse 3 ausser Be rührung mit diesen beiden Scheiben ist. Die Achse 3 ist in ihrer neuen Stellung infolge der Nichtumkehrbarkeit ,des Schneckenge triebes 37, 38 verblockt.
Abb. 12 zeigt eine der Anordnung nach Abb. 11 ähnliche Vorrichtungen, die für Fahrzeuge bestimmt ist, die nach zwei Rich tungen verkehren sollen, wie dies bei Eisen bahnwagen der Fall ist. Um in diesem Falle unabhängig von,der Fahrtrichtung des Wa gens die richtige -Einstellung .der Schwenk achsen in der Kurve herbeizuführen, sind die Rollen 31 und 31-', welche den Scheiben 30 und 31' der Abb. 11 entsprechen, in dem Gehäuse eines Differentialgetriebes 41 ge lagert,
durch das sie mittelst des Kronrades 42 und der Zahnräderübersetzungen 42' an getrieben werden.
Die Kegelräder 43 und-43' des Differen tialgetriebes 41 sind aizf der Mittelachse 4 lose drehbar, auf welcher das ganze Differen tialgetriebe entgegen der Wirkung der einen beschränkten Hub aufweisenden Federn 32 und 32' verschiebbar ist. Die Achse 4 nimmt bei der Drehung das eine oder das andere der gegenüber liegenden Kegelräder 43 oder 43' je nach -dem Drehsinn -der Räder 4' mit. Dies geschieht durch Vermittlung eines nur in einem einzigen Drehsinn wirksamen Mit nehmermechanismus, der beispielsweise nach Abb. 12a aus einem Zahnrad 44 und einer Klinke 45 bestehen kann.
Auf diese Weise bleibt der Drehsinn ,der Reibungsrolle 33 der gleiche für ein und dieselbe Kurve unab hängig von der Fahrtrichtung des Fahrzeuges von links nach rechts oder von rechts nach links.
Abb. 13 veranschaulicht eine Vorrich tung zur Selbststeuerung einer unabhängigen verschwenkbaren Achse ohne Mithilfe eines Zwischenmediums unter Verwendung einer durch die Drehung der Fahrzeugräder oder den Antriebsmotor, zum Beispiel den Benzin- oder Schwerölmotor von Schienenkraftwagen gelieferten Energie. Die Selbststeuerung wird dabei durch Ausnutzung der Neigung der Achsen zu schlechter Ausrichtung in der Kurve wie im Falle der Abb. 9 und 10 er reicht.
Gemäss Abb. 13 sind zwei Reibungs rollen 53 und 53' an einem gemeinsamen Rahmen 54 gelagert, der um den Zapfen 3' am Fahrzeugrahmen schwenkbar ist. Die Rollen 53; 53' sind durch Kettenräder 55 und eine Kette 56 miteinander gekuppelt. Die Rollen 53, 53' sind ferner mit der Achse 3' des Drehgestelles durch einen nicht umkehrbaren Mechanismus, zum Beispiel eine Schnecke 57 und einen Zahnsektor 58 ver bunden. Die Achse 3 ist um den Zapfen 3' schwenkbar und an dem Rahmen 54 mittelst der .einen beschränkten Hub aufweisenden Federn 59 und 59' abgestützt. Ein Reibungs rad 60 sitzt auf der Achse 3 und wird von dieser in Umdrehung versetzt.
Das Rad 60 kann auch unmittelbar durch den Benzin motor des Fahrzeuges, falls ein solcher vor handen ist, angetrieben werden, wie Abb. 13 in gestrichelten Linien bei 61 andeutet. Der Antrieb des Rades 60 kann auch durch Hilfs motoren erfolgen, di3 auf ,dem Fahrzeug vor gesehen sind und deren Antrieb vom Fahr zeugantrieb abgeleitet ist.
Die Vorrichtung nach Abb. 13 arbeitet für eine Fahrtrichtung wie folgt: Wenn der Einfluss der Reibungswirkung zwischen Schiene und Radwulst die Verschwenkung der Achse 3 in der unrichtigen Richtung her vorruft, die in Abb. 10 durch die Stellung 3' angegeben ist, wird die Feder 59 zusam mengedrückt werden und die Reibungsscheibe 60 die Rolle 53 antreiben. Dies ruft. eine Drehung des Rahmens 54 in dem dar ur sprünglichen Verstellung der Achse 3 ent- Wegengesetzten Drehsinn und ein Verschwen- ken der Achse 3 in diesem richtigen Dreh sinn durch Vermittlung der Feder 59 hervor.
Sobald die Kraftwirkung der Schiene an dem Radwulst Null oder ungenügend zur unrich tigen Verschwenkung der Achse 3 geworden. das heisst diese Achse in die richtige Stel lung versehwenkt ist, wird die Feder 59 wie der entspannt und das Rad 60 nimmt die in Abb. 13 wiedergegebene Mittelstellung von neuem ein.
Die Achse 3 wird durch den nicht umkehrbaren Mechanismus 57, 58 in seiner neuen Stellung gehalten, bis eine wei tere Anderung der Krümmung der Fahrzeug hahn auf die Reibungsscheibe 60 einwirkt.
Die Erfindung kann natürlich im Ein zelnen auch in einer von den Beispielen der Zeichnung abweichenden -reise ausgeführt werden.
Steering drive for bogies. The invention relates to a Steuervor direction for bogies, in particular of railroad and tram vehicles. There are already numerous devices of this type for vehicles with three axles. be known, in which the setting of the outer bogie axes is controlled mechanically by the transverse displacements of the central axis and the energy required for this is supplied by the transverse displacements.
With these devices, the center axle must be heavily loaded in order to prevent derailment, since a considerable amount of force is required to keep the bogie axles in the curve. Furthermore, in these devices, the axes must be locked after alignment in the ge desired bogie setting.
In order to avoid these disadvantages, the arrangement of the control device for bogies forming the subject of the invention is such that the energy required for the angular adjustments of the axes to be pivoted in the curve comes from the energy source that drives the vehicle taken and controlled by means of an organ influenced by the changes in the curve of the vehicle path.
This monitoring organ can be made dependent on the energy it controls in such a way that the use of this adjustment energy to swivel the axes seeks to cancel the effect of the influence of the curve changes, that is, to make this adjustment energy ineffective.
The energy for adjusting the Ach sen in the curve can, for example, by an intermediate medium of gaseous, liquid or electrical nature supplied to who, by a pump or dynamo driven by the vehicle axles or otherwise from the vehicle drive on pressure or. Voltage is applied and feeds pneumatic, hydraulic or electric motors, the work of which is controlled by a distributor, for example a valve, a slide or a contactor, under the influence of changes in the curve of the vehicle path. The adjustments of the distributor can be made dependent on the movements of the motor,
to interrupt the energy supply after the required adjustment has been achieved.
The energy required to adjust the axles can also be achieved directly by the rotational movement of the wheels of the vehicle axles with the help of a suitable mechanical; Connection can be delivered without an intermediate medium being used for power transmission. The adjustment energy for the axles can also be taken from the motors driving the vehicle themselves.
In the case of the application of the invention in a vehicle with three axles, the transverse displacements which the central axis experiences when the vehicle enters a curve can be used to control the distributor;
which in turn controls the energy causing the axis adjustments. So that the front axle does not only move after the vehicle has entered the curve and the rear axle does not move before it enters the curve, the adjustment energy can be brought into effect on each axis by an independent motor with the help of an intermediate medium - whose work is monitored by a distributor,
which is influenced by a sensor that inevitably follows the true curvature of the vehicle path. This sensor can be given by a role that is arranged in front of the axis to be adjusted and runs on one of the rails of the track. In electrically powered vehicles with a rigid pantograph that ends in a roller or notch, this can serve as a sensor if the contact wire follows the right curvature of the track with sufficient accuracy.
Both with simultaneous adjustment of the two bogie axes and with independent adjustment of each of these axes, the distributors for the motors causing the axis adjustment can be influenced by sensors in the form of magnetic pendulums, which can consist of electric magnets or permanent magnets, for example that can swing in a plane perpendicular to the direction of movement of the vehicle and are arranged above one of the two rails of the track, against which their outer free ends are constantly pulled.
The axis to be adjusted can also be used as a sensor. It is known that when the front axle enters a curve, the outer wheel comes to rest on the outer rail and tries to remain on the wheel bead under the action of the friction of the rail. The axis is therefore deflected in the opposite direction to the direction that brings about a correct adjustment. This distraction seeks to gradually increase as the vehicle moves forward, due to the greater distance that the outer wheel has to travel.
These Winkelverstellun conditions can be used to influence a distributor, which controls a motor for the adjustment of the axis in such a way that on a drive of the distributor by the axis a drive .the axis by the motor in the opposite sense means follows in the correct direction of rotation.
It is then no longer necessary to particularly load the axis, which influences the distributor, or the organ otherwise provided for, since the only force to be applied is the drive of the distributor, for which only a very small force is required. Further. the bogie axles can be locked in the correct setting in accordance with the curvature of the track curve.
In order to avoid a failure of the control device according to the invention to derail or break organs as a result of the blocked position of the bogie axes, an elastic connection, such as a spring, can be inserted into the device for adjusting the axes switch on, which allows a partial adjustment of the axes despite the device not working.
If, for example, the adjustment of the axles is controlled by the changes in position of the carriage frame, which are caused by the centrifugal force occurring when driving in the curve, one can achieve such an elastic connection that these changes in position of the carriage frame either in Connection with the device according to the invention or acting independently thereof to a certain extent as soon as this device does not work for any accidental cause.
The drawing shows the Nachstellvorrich device according to the invention in several exemplary embodiments.
Fig. 1 and 2 show an arrangement scheme of the device; Figs. 3 to 9 relate to the case where an intermediate medium, for example a non-compressible liquid, is used; Fig. 3 relates in particular to the simultaneous control of two bogie axes through a transversely displaceable central axis; Fig. 4 shows a view of the controlling central axis of the device according to Fig. 3;
Fig. 5 and 6 illustrate a device for the independent adjustment of each bogie axle by means of a sensor, for example a roller arranged in front of the axle, and Figs. 7 and 8 show a similar arrangement in which this sensor is controlled by one or more electro-magnetic Pendulum is given; Fig. 9 shows a device for self-control of the correct setting of a bogie axle by the effort of this axis to reverse setting when changing the track curve;
Fig. 10 schematically illustrates the various positions of a bogie axis in the curve; Figs. 11 to 13 relate to the application of the invention to control the readjustment of two bogie axles by a central axle and to the self-control of an independent axle in the case of using the rotary motion of the wheels or a motor as a direct energy source without assistance an intermediate medium.
Fig. 1 shows a vehicle 2 with three axes, of which the outer axes 3 are pivotable about the pin 3 'and the middle axis 4 cannot perform any angular adjustments and within certain limits in the transverse direction in the sense and in the opposite direction of arrow A is displaceable. Fig. 2 shows an axis 3 that can be swiveled in the track curve and the energy required for this is controlled by a distributor 7, which is influenced by the changes in the curvature of the vehicle path.
This adjustment energy is supplied by an electric or hydraulic motor, which is fed from an energy store generated by the movement of the vehicle with the aid of dynamos or pumps. The distributor 7 is influenced by a sensor 4, which is formed by the central axle of a vehicle which also has two outer pivotable axles.
In Fig. 1, the pivoting of the axes 3 are controlled by the transverse displacements of the central master axis 4, which is guided with transverse play in their bearings and can not perform Winkelverstellun conditions against the frame 2.
The central axis 4 works, as Fig. 3 shows, together with a lever 5 which is pivotable about a pin 6 seated on the vehicle frame. The lever 5 influences the distributor 7 with the help of a lever 8 and another lever 9, which is linked by means of the pin 9 'to a plate 10, which is connected to the pivot axes 3 by linkage 11.
The lever 9 acts through a fork 12 on a lever 13 which is connected to the axis of rotation of the distributor 7, which has one of the two sides of a piston 14 under the action of a non-compressible liquid with a loading container 15 and the other side of this Piston 14 can niit a discharge container 16 in connection.
The intermediate liquid is pressurized in the loading container 15 by a pump 17 'which is driven by the vehicle axles. The piston 14 is in one with the vehicle frame firmly verbun which cylinder slidable and the so-ge formed hydraulic motor controls the United position of the axes 3 by arranging the plate 10, which is attached to the piston rod 14 'of this piston.
The device according to Fig. 1 to 4 works in the following way: When the vehicle 2 enters a curve, as Fig. 1 shows, the guide axis 4 is pushed towards the upper end of Fig. 1 in the direction of the arrow A, what an adjustment of the distributor 7 in the sense of a clockwise rotation and the displacement of the piston 14 and the plate 10 after the .obern end of Figs. 1 and 4 causes.
The pivot axes 3 are therefore rotated into the correct position corresponding to the curve, as FIG. 1 shows.
The adjustments of the distributor 7 are dependent on the displacements of the piston 14 by means of the lever 9. In this way, after a clockwise rotation of the distributor 7 results in a displacement of the piston 14 upwards, the distributor will be returned to the position shown in Fig. 3 by the piston 14, which corresponds to the neutral position or the locking of the piston 14 .
Instead of controlling the pivoting of the axes 3 with the aid of the rigid mechanical connections reproduced in Figs. 1 to 3, you can, for example, switch on elastic intermediate links between the plate 10 and the articulated rods 11, so that the adjustment of the axes 3 also if the whole device should not work for any coincidental cause, still in.
, a certain mass, for example, by changing the position of Wagenrah mens 2 after the top of Fig. 1 can be performed. Fig. 5 shows a tram car, which is seen ver with a rigid pantograph with roller 15 and in front of each of the two pivot axes 3 has a roller 4a that serves as a Füh ler and is constantly pressed against the railroad track, the horizontal curvatures it follows . These rollers 4a have the same effect as the guide shaft 4 in FIGS. 1 to 4.
They influence a distributor 7 in FIG. 6 which, like the other parts of FIG. 6, corresponds to distributor 7 in FIG. The rollers 4a can be replaced by the pantograph 15 of the car 2 of Fig. 5 if the driving wire follows the horizontal curvatures of the track with sufficient accuracy.
The devices according to Fig. 6 is assumed in the rest state at the moment when the angular adjustment of the arm 5 of the roller 4a has affected the distributor in the direction of the displacement of the piston 14 downward in the direction of arrow A corresponding. After its displacement, the piston 14 returns the rod 13 to the horizontal position or the locked position of the piston 14 through the lever 9.
Fig. 7 shows a vehicle frame 2 with two pivot axes 3, which are controlled by electric magnets 17, which are arranged between these axes and can swing around a pin 18 in a transverse plane to the straight travel direction ges car.
Fig. 8 shows the application of the inven tion for adjusting an independent pivotable axis 3 with the aid of a sensor which is arranged in front of this axis and which consists of an electromagnet 17. If the roadway changes from the straight into the curve according to Fig. 8, the electric magnet 17 is pulled towards the inside of the curve, which causes the rotation of the distributor 7 in the left direction according to the arrow B, the displacement of the piston 14 upwards and the alignment of the axis 3 in the correct position in the direction of the arrow <B> C </B>.
Fig. 9 illustrates a device for self-control of a pivot axis. This axis is adjusted by a piston 14 which is controlled by a distributor 7 designed as a slide, the slide plate of which is connected to the piston rod 14 '. The linear displacements of the slide 7 ′ are effected by the axis 3 with the aid of a rod 22.
The slide 7 'is also under the action of two counter leathers 23 and 24 of limited stroke, which are supported on the slide mirror 7 and seek to bring the slide i' into its middle position, which the blocking of the pivot axis in the Verstellungsla. ge corresponds. The loading container 15 and the unloading container 16 are connected, as in FIG. 3, by a feed pump 17 driven from the vehicle axle, and are also connected to the interior of the slide mirror 7.
The device according to Fig. 9 works as follows: When the axis 3 enters a curve, as Fig. 10 shows, it has the tendency to adjust itself in the direction 3 ', Evas through the frictional effect of the rail on the Wheel bead is caused. This angular adjustment of the axis 3 will cause the compression of the spring 24 and the displacement of the 'slide 7' from left to right in FIG.
The right side of the piston 14, the cylinder of which sits firmly on the carriage frame, is then connected to the Ladebehäl ter 1.5 and the other side of the piston 14 finitely to the discharge container 16 and the entirety of the piston, slide mirror and slide to the left ver be pushed, -what a right-hand pivoting iler axis 3 in the sense of arrow A, that is, a correct pivoting into the exact position 3 "of Fig. 10 corresponding to the curve, counter to the pivoting that occurred when the slide 7 'was moved.
The displacements of the distributor slide 7 'are, on the other hand, dependent on the displacements of the piston 14. After pivoting the axis 3 into the correct position 3 ″, the spring 24 turns the slide 7 ′ exactly into the position shown in FIG Position or the blocked position as a result of the complete suppression of the torque resulting from the friction of the wheel on the rails.
If an electric motor is used to adjust the pivotable axes, this adjustment can be made by a non-reversible mechanical device such as a worm and a gear wheel in order to lock the axis in the desired position. If an electrical distributor is used, this can be made dependent on the displacements of the piston by electrical means.
Fig. 11 shows a central guide axis 4, which is used to set two pivot axes 3, each of which can be pivoted about a pin 3 '. This device is intended in particular for vehicles which are constantly running in the same direction of travel, for example in Fig. 11 constantly from left to right: The energy required for this adjustment of axis 3 is directly the rotation of the wheels of axis 4 without Taken with the aid of an intermediate medium. The rotation of the wheels 4 'of the axle 4 is transmitted to the discs 31 and 31'.
These disks are arranged axially displaceably on the axis 4 and are supported on the springs 32 and 32 ', which have a limited stroke. The .Disk 31, 31 'can come into contact with a friction roller 3.3, which causes the pivoting of the axis 3 with the aid of a shaft 34, .a gear drive 35, 36 and a worm gear 37, 38 can. The axis of the toothed wheel 38, which is mounted on the vehicle frame, is formed by the pin 3 '.
When the vehicle enters a curve with a curvature as shown in Fig. 8, from left to right, the displacement, of the axis 4 downwards in Fig. 11, is given by the disk 31 ', the rotation, of the roller -33 im Right direction for an observer located to the left of the shaft 4 and consequently the setting of the axis 3 in the correct position to the curve in the direction of the arrow _A.
The roller 33 follows the angular adjustments of the axis 3 and will therefore move away from the disk 31 'and set again between the disks 31 and 31', so that after the axis 3 has been set, it is out of contact with these two disks . The axis 3 is in its new position due to the irreversibility, the Schneckenge gear 37, 38 blocked.
Fig. 12 shows a device similar to the arrangement according to Fig. 11, which is intended for vehicles that are to travel in two directions, as is the case with railroad cars. In this case, regardless of the direction of travel of the car, the correct setting of the pivot axes in the curve are brought about by the rollers 31 and 31 ', which correspond to the discs 30 and 31' in Fig. 11, in the housing a differential gear 41 ge superimposed,
by means of the crown wheel 42 and the gear ratios 42 'are driven.
The bevel gears 43 and 43 'of the Differen tialgetriebes 41 are aizf of the central axis 4 loosely rotatable, on which the whole Differen tial gear against the action of a limited stroke having springs 32 and 32' is displaceable. The axis 4 takes one or the other of the opposite bevel gears 43 or 43 'along with it, depending on the direction of rotation of the wheels 4'. This is done by providing an effective only in a single sense of rotation with the slave mechanism, which can consist of a gear 44 and a pawl 45, for example according to Fig. 12a.
In this way, the direction of rotation, the friction roller 33 remains the same for one and the same curve regardless of the direction of travel of the vehicle from left to right or from right to left.
Fig. 13 illustrates a device for self-steering an independent pivoting axle without the aid of an intermediate medium using energy supplied by the rotation of the vehicle wheels or the drive motor, for example the gasoline or heavy oil engine of rail vehicles. The self-control is achieved by using the inclination of the axes to poor alignment in the curve, as in the case of Figs. 9 and 10.
According to Fig. 13, two friction rollers 53 and 53 'are mounted on a common frame 54, which can be pivoted about the pin 3' on the vehicle frame. The rollers 53; 53 'are coupled to one another by sprockets 55 and a chain 56. The rollers 53, 53 'are further connected to the axis 3' of the bogie by a non-reversible mechanism, for example a worm 57 and a toothed sector 58 connected. The axis 3 can be pivoted about the pin 3 'and is supported on the frame 54 by means of the springs 59 and 59' which have a limited stroke. A friction wheel 60 sits on the axis 3 and is set in rotation by this.
The wheel 60 can also be driven directly by the vehicle's gasoline engine, if one is available, as indicated in FIG. 13 in dashed lines at 61. The drive of the wheel 60 can also be done by auxiliary motors, di3 on, the vehicle are seen before and whose drive is derived from the vehicle drive.
The device according to Fig. 13 works as follows for one direction of travel: If the influence of the frictional effect between the rail and the wheel bead causes the axis 3 to pivot in the incorrect direction, which is indicated in Fig. 10 by the position 3 ', the spring becomes 59 are pressed together and the friction disc 60 drive the roller 53. This calls. a rotation of the frame 54 in the opposite direction of rotation to the original displacement of the axis 3 and a pivoting of the axis 3 in this correct direction of rotation through the intermediary of the spring 59.
As soon as the force of the rail on the wheel bead has become zero or insufficient for the incorrect pivoting of the axis 3. This means that this axis is pivoted into the correct position, the spring 59 is relaxed again and the wheel 60 takes up the middle position shown in Fig. 13 again.
The axis 3 is held in its new position by the non-reversible mechanism 57, 58 until a white direct change in the curvature of the vehicle cock acts on the friction disc 60.
The invention can of course also be carried out individually in a trip that differs from the examples in the drawing.