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Drehgestellschienenf ahrzeug, insbesondere Drehgestellokomotive Die
Erfindung bezieht sich auf ein Drehgestellschienenfahrzeug, insbesondere Drehgestellokomotive,
mit zwei um je eine lotrechte Drehachse gegenüber dem Hauptrahmen verschwenkbaren
Drehgestellen mit kurzem Radstand, deren Drehachsen außerhalb der lotrechten Quermittelebene
jedes Drehgestells im Bereich des innenliegenden Radsatzes angeordnet sind.
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Bei den bekannten Drehgestellschienenfahrzeugen dieser Art haben die
Drehgestelle infolge ihres kurzen Radstandes die Neigung, sich bei Geradeausfahrt
im Gleis schief zu stellen, d. h. einseitig anzulaufen. Das hat einen erheblichen
Verschleiß an Radreifen und Schienen zur Folge. Weiterhin ergeben sich bei
Drehgestellen mit kurzem Radstand beim Bogenlauf große Anlaufwinkel, die ebenso
wie das Schiefstellen bei Geradeausfahrt die Entgleisungsgefahr erhöhen. Durch die
bekannte außermittige Anordnung des Drehzapfens tritt zwar beim vorauslaufenden
Triebdrehgestell eine gewisse;wenn auch keine grundsätzliche Verbesserung ein, beim
nachlaufenden Triebdrehgestell jedoch das Gegenteil.
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Es ist daher für Drehgestellschienenfahrzeuge schon bekanntgeworden,
den Drehzapfen jedes Triebdrehgestells jeweils im Bereich des nachlaufenden Radsatzes
vorzusehen, so daß für jedes Drehgestell zwei Drehzapfen und eine fahrtrichtungsabhängige
Schaltvorrichtung vorgesehen werden müssen. Dies bedingt einen hohen baulichen Aufwand,
der die Verwirklichung eines solchen Drehgestellschienenfahrzeuges von vornherein
praktisch ausschließt. Außerdem ist damit bei Drehgestellen mit kurzem Radstand
weder ein einwandfreier Lauf bei Geradeausfahrt noch ein kleiner Anlaufwinkel beim
Bogenlauf grundsätzlich mit Sicherheit zu erzielen.
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Bei Drehgestellen mit großem Radstand und mittigem Drehzapfen ist
dies zwar ohne weiteres möglich, insbesondere wenn für jedes Drehgestell eine das
Drehgestell in Fahrtrichtung haltende Rückstellvorrichtung, gegebenenfalls mit degressiver
Federcharakteristik, vorgesehen wird. Nun ist es jedoch nicht immer möglich, Drehgestellokomotiven
mit Drehgestellen großen Radstandes zu versehen. So ist beispielsweise bei elektrischen
Drehgestellokomotiven mit Gruppenantrieb für jedes Drehgestell eine Kupplung der
Drehgestellradsätze durch Zahnradgetriebe nicht zu verwirklichen, ohne untragbar
schwere und große Getriebe zu erhalten, obwohl gerade dieser Antrieb eine Reihe
ganz wesentlicher Vorteile bietet.
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Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt,
die Drehgestellschienenfahrzeuge der eingangs genannten Gattung so zu verbessern,
daß ihre Laufeigenschaften die Güte der Drehgestellschienenfahrzeuge mit Drehgestellen
großen Radstandes erreichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß zum Ausgleich der dadurch bedingten Unsymmetrie jedes Drehgestell durch eine
Rückstellvorrichtung in an sich bekannter Weise in Richtung des Hauptrahmens gehalten
wird. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß jede Rückstellvorrichtung in an sich bekannter
Weise eine degressive Federcharakteristik aufweist.
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Durch diese erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen wird nicht nur
eine vorteilhafte Lösung der Erfindungsaufgabe gewährleistet, darüber hinaus ergibt
sich der wesentliche Vorteil, daß die vorgeschlagenen Maßnahmen einen äußerst einfachen
und in seinen Grundzügen erprobten Aufbau für ein Drehgestellschienenfahrzeug erlauben.
Außerdem ist das Unterbringen von Motoren und Getrieben im Drehgestellrahmen infolge
der außermittigen Anordnung des Drehzapfens und des dadurch geschaffenen freien
Raumes verhältnismäßig einfach. Eine Berücksichtigung der Fahrtrichtung sowie des
Umstandes, ob es sich um ein Lauf- oder Triebdrehgestell handelt, wie dies bei den
bekannten Drehgestellen erforderlich ist, ist nun nicht mehr notwendig.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Es zeigt
Abb. 1 die Seitenansicht einer
Drehgestellokomotive der Achsanordnung BB, Abb. 2 die Draufsicht auf die Drehgestellokomotive
im waagerechten Längsschnitt gemäß der Linie iI-11 in Abb. 1, Abb. 3 die Draufsicht
auf zwei einfach und in einander entgegengesetzte Richtung wirkende Rückstellvorrichtungen,
Abb. 4 die Draufsicht auf eine beidseitig wirkende Rückstellvorrichtung, Abb.5 die
Stirnansicht der Rückstellvorrichtung nach Abb. 4 mit weggelassener Rollbahn, Abb.
6 eine entlastete Rückstellvorrichtung in der Draufsicht und Abb. 7 die Draufsicht
auf eine in sich geschlossene doppelseitig wirkende Rückstellvorrichtung.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 1 und 2 handelt es sich
um eine in der Zeichnung nur mit ihren Drehgestellen 1 und 2 und ihrem Hauptrahmen
3 dargestellte Drehgestellokomotive der Achsanordnung BB mit elektrischem Antrieb.
Dabei ist in jedem Drehgestell 1 und 2 ein quer zur Fahrtrichtung angeordneter Antriebsmotor
4 vorgesehen, der über ein Zahnradgetriebe 5 mit beiden Radsätzen 6 und 7 des Drehgestells
1 bzw. 2 gekuppelt ist. Jedes Drehgestell 1 und 2 ist mit dem Hauptrahmen
3 über einen innerhalb der lotrechten Längsmittelebene x der Drehgestellokomotive
liegenden Drehzapfen 8 verbunden, der außerhalb der lotrechten Quermittelebene
y des Drehgestells 1 bzw. 2 im Bereich des innenliegenden Radsatzes 7 des Drehgestells
1 bzw. 2 vorgesehen ist. Der Drehzapfen 8 kann dabei belastet oder entlastet sein.
An Stelle des körperlichen Drehzapfens 8 kann auch eine bekannte drehzapfenlose
Drehgestellführung vorgesehen werden, deren lotrechte Drehachse an der Stelle des
Drehzapfens 8 liegt.
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Jedes Drehgestell 1 und 2 ist in bekannter Weise mit einer symmetrisch
zur lotrechten Längsmittelebene x in Fahrtrichtung angeordneten Deichsel 9 versehen,
die an der der Quermittelebene z des Hauptrahmens 3 zugewandten Stirnseite des Drehgestells
1
bzw. 2 fest angebracht ist. Am freien, der Quermittelebene z zugewandten
Ende der Deichsel 9 sind zwei einfach wirkende oder eine doppelseitig waagerecht
und quer zur Fahrtrichtung wirkende Rückstellvorrichtungen 10 angelenkt, die andererseits
fest mit dem Hauptrahmen 3 verbunden sind. Die Rückstellvorrichtungen 10 bzw. deren
Rückstellfedern sind, um das Drehgestell 1 bzw. 2 bei Geradeausfahrt mit Sicherheit
am einseitigen Anlaufen zu hindern, vorgespannt und weisen im wesentlichen eine
degressive, d. h. bei Belastung abfallende Federcharakteristik auf. Vorteilhaft
kann es dabei noch sein, in an sich bekannter Weise die Federcharakteristik der
Rückstellvorrichtung 10 zunächst für einen kleinen Bereich ; schwachen Ausschlages
progressiv und dann erst über den weiteren Bereich degressiv auszubilden.
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Als Rückstellvorrichtungen 10 mit degressiver bzw. progressiver-degressiver
Federcharakteristik können pneumatische, hydraulische oder pneumatisch-hydraulische
Rückstellvorrichtungen Verwendung finden; bei denen sich ohne Schwierigkeiten, gegebenenfalls
unter Zuhilfenahme von Steuerventilen, solche Federcharakteristiken verwirklichen
lassen. Derartige Rückstellvorrichtungen sind in der Wirkung zwar sehr gut. Sie
sind jedoch verhältnismäßig teuer, so daß mechanisch wirkende Rückstellvorrichtungen
10 meist vorgezogen werden.
der Stirnseite des zugehörigen Drehgestells 1 bzw. 2 verbunden
und durch Rippen 22 seitlich verstärkt sind. An der lotrechten Innenfläche jeder
Platte 20 ist im
Bereich des zur lotrechten Quermittelebene z des Hauptrahmens
3 gerichteten Endes ein plattenförmiges Gummimetallstück
23 angeschraubt.
Die beiden inneren Metallplatten
24 der beiden an den Platten
20
befestigten
Gummimetallstücke 23 sind mit einer in Fahrtrichtung liegenden Zugstange
25 verbunden. Das der lotrechten Quermittelebene z des Hauptrahmens 3 zugewandte
innenliegende Ende der Zugstange 25 ist mit einem Gabelkopf 26 versehen, der zur
Lagerung einer Druckrolle
27 mit lotrechter Achse dient. Die Druckrolle
27 liegt auf einer waagerechten und symmetrisch zur lotrechten Längsmitteiebene
x des Hauptrahmens 3 ausgebildeten Rollbahn 28 auf, die durch den Gabelkopf 26 hindurchgeführt
und am Hauptrahmen 3 befestigt ist.
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Das andere Ende der Zugstange 25 ist mittels eines zylindrischen Schaftes
29 auf einer auf Druck beanspruchten Feder abgestützt, z. B. auf einer Gummifeder
30 bis 32, die aus einem kegelstumpfförmigen äußeren Abstützkörper 30 und
einem kegelstumpfförmigen inneren Abstützkörper 31 mit einem dazwischen gelagerten
Gummihohlkegelstumpf 32 besteht. Der kegelstumpfförmige Abstützkörper 31 ist dabei
auf einer Verbindungsplatte 33 zwischen den beiden Platten 20 der
Deichsel 9 abgestützt. Durch Verdrehen einer sicherbaren Mutter 34 am Ende des zylindrischen
Schaftes 29 kann der Gummihohlkegel 32 mehr oder weniger vorgespannt werden,
so daß die Druckrolle 27 mit mehr oder weniger Druck auf der Rollbahn 28
aufliegt. Die Rollbahn 28 ist entsprechend der gewünschten Kennlinie der
Rückstellvorrichtung 10 ausgebildet, die sich nach der jeweiligen Neigung
der Rollbahn 28 zur Längsachse der Zugstange 25 richtet. Ist der Radius der
Rollbahn 28
gleich dem Radius des Berührungspunktes der Druckrolle
27 um die Drehachse des Drehgestells 1 bzw. 2, so ist die Rückstellkraft
gleich Null. Durch entspre-chende Zusammensetzung der Rollbahn
28 aus verschieden geneigten Kurvenstücken ist sowohl eine progressive als
auch eine degressive Rückstellkraft, und zwar sowohl positiv wie negativ wirkend
zu verwirklichen.
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Bei dieser Art von Rückstellvorrichtune 10 ist zwischen dem
Drehzapfen 8 und der Rollbahn 28 eine dem Anpreßdruck der Druckrolle
27 auf der Roll-bahn 28 entsprechende Zugkraft wirksam, die in bestimmten
Fällen sogar vorteilhaft sein kann, da sie auf den Drehzapfen 8 ein seiner
üblichen Belastung infolge der Antriebs- oder Bremskräfte entgegenwirkendes Moment
ausübt. Ist jedoch eine solche Belastung aus irgendwelchen Gründen unerwünscht,
so kann die Rückstellvorrichtung nach Abb.6 vorgesehen werden. Diese unterscheidet
sich grundsätzlich von der vorherbeschriebenen nur dadurch, daß noch eine zweite
lotrecht gelagerte Führungsrolle 34 mit einer kulissenartigen und symmetrisch
zur Längsmittelebene x angeordneten Führungsbahn 35 zur Aufnahme der Längskräfte
vorgesehen und die Druckrolle 27 durch eine in der Zugstange 25 gelagerte
Feder 36 an ihre Rollbahn 28 angepreßt wird. Die Führungsbahn 35 ist
mit der Rollbahn 28 baulich vereinigt und am Hauptrahmen 3 befestigt. Der
Radius der Führungsbahn 35 entspricht dem Radius zwischen der Bolzenachse der Führungsrolle
34 und der Drehachse des Drehgestells 1 bzw. 2, so daß keine Rückstellkräfte
hervorgerufen werden, da für diese nur die Druckrolle 27 und die Rollbahn 28 vorgesehen
sind. Diese Rückstellvorrichtung 10 ist von besonderem Vorteil, wenn für
das Drehgestell eine drehzapfenlose Drehgestellführung, z. B. mit einem die
Querkräfte übertragenden offenen Gelenkviereck oder einer Winkelhebel-Lenkeranordnung,
vorgesehen ist, da hierbei die Längsführung des Drehgestells 1 bzw.
2
durch die Führungsrolle 34 und die zugehörige Führungsbahn 35 übernommen
werden kann.
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Es ist nicht notwendig, daß die Rückstellvorrichtungen 10 an
einer Deichsel 9 des Drehgestells 1
bzw. 2 angreifen. Sie können
ebenso an irgendeiner anderen Stelle des Drehgestellrahmens angelenkt werden, wobei
ihr Federweg und ihre Rückstellkraft lediglich dem Radius zwischen Drehachse und
Rückstellvorrichtung 10 angepaßt werden müssen, um die gleiche Rückstellkraft
wie mit einer Deichsel 9 zu erzielen. In gleicher Weise ist es auch nicht
erforderlich, daß die Rückstellvorrichtungen 10 am Hauptrahmen 3 gelagert
werden müssen. Sie können in kinematischer Umkehr auch am Drehgestellrahmen gelagert
werden und am Hauptrahmen 3 angreifen, wie es z. B. in Abb. 7 dargestellt ist.
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Die Rückstellvorrichtung 10 gemäß Abb. 7 weist einen lotrecht
im Drehgestellrahmen gelagerten Zapfen 37 auf, an dem einerseits ein in Fahrtrichtung
angeordneter Hebelarm 38 und andererseits eine Nockenscheibe 39 fest angebracht
ist. Das freie Ende des Hebelarmes 38 ist am Hauptrahmen 3 angelenkt. Die
Nockenscheibe 39 ist zur lotrechten Längsmittelebene x symmetrisch ausgebildet
und außerdem so angeordnet, daß die Symmetrieebene quer zur Fahrtrichtung liegt.
Auf dem Außenmantel der Nockenscheibe 39 liegen diametral gegenüberliegend
zwei Druckrollen 27 auf, von denen jede in einem Gleitstück 40 gelagert
ist, das in je einer Gleitführung des Gehäuses 41 der Rückstellvorrichtung
10 gelagert ist und unter der Wirkung einer Rückstellfeder steht. Im Beispielsfalle
sind als Rückstellfedern zwei Blattfedern 42 vorgesehen, deren Enden in bekannter
Weise durch nachstellbare Zuganker 43 aufeinander verbunden sind. Es können
auch Schrauben- oder Gummifedern vorgesehen werden, wobei es auch nicht notwendig
ist, die Federn beider die Druckrollen 27 aufnehmenden Gleitstücke
40 miteinander zu verbinden. Durch entsprechende Ausbildung des Außenmantels
der Nockenscheibe 39 analog der Ausbildung der Rollbahn 28 gemäß dem
Ausführungsbeispiel nach den Abb. 4 bis 6 kann jede beliebige Federkennlinie für
die Rückstellvorrichtung 10 verwirklicht werden.
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Gegenstand des Anspruchs 1 ist nur die Gesamtkombination der in diesem
Anspruch enthaltenen Merkmale.