DE2106265C3 - Gelenkfahrzeug großer Länge, insbesondere Schienengliederfahrzeug - Google Patents

Description

pie Erfindung bezieht sich auf ein Gelenkfahrzeug großer Länge, insbesondere Schienengliederfahrzeug, mit paarweise über axiale Kugelgelenke miteinander gekuppelten Untergestellen, bei dem die freien Endteile jedes End-Unte«-gestells mit je einem Laufwerk verbunden sind and die miteinander ,gekuppelten Enden zweier aneinander anschließenden Untergestelle auf einem gemeinsamen Schemelgestell des Laufwerks ruhen, mit dem sie mittels eines Gelenkzapfenpaares mit vertikalen Achsen verbunden sind, dessen einer Gelenkzapfen in Längsrichtung des Fahrzeuges verschiebbar ist.

Beim Bahntransport von Automobiler oder ähnlichen Gütern ist zu beachten, daß diese Transportgüter ein relat-v zu ihrem Volumen geringes Gewicht aufweisen, weshalb die speziell für den Autotransport ausgelegten Güterwagen nur geringe Achsdriicke zeigen. Für eine bessere Ausnutzung des auf Bahngleisen zulässigen Achsdruckes hat man bereits die Ladeflächen derartiger Autotransportwagen bis zu denjenigen Grenzen verlängert, die mit dem Krümmungs Durchfahrtsprofil vereinbar sind. Um noch weiter gehen zu können, hat man zweiteilige Fahrzeuge oder Gelenkfahrzeuge konstruiert die über eine Kugelgelenkkupplung miteinander verbunden sind; au< Gründen der Wirtschaftlichkeit und des vorhandenen gtnngen Achsdruckes hat man dabei oft nur ein einziges mittleres Laufwerk vorgesehen, das die beiden miteinander gekuppelten Enden der beiden Untergestelle trägt die an ihren freien Enden von je einem normalen Laufwerk, et* a einem normalen Radsatz oder Drehgestell, getragen werden.

Bei einem bekannten Gelenkfahrzeug der eingangs erwähnten Gattung (CH-PS 1 54 012) kann sich zwar die Gelenkkupplung der beiden Untergestelle relativ zu einem gemeinsamen Schemelgestell, das den mittleren Radsatz enthält quer verschieben. Da nun aber nur einer der Gelenkzapfen verschiebbar ist und der andere nicht, kann sich zwangsläufig keine symmetrische Einstellung des mittleren Radsatzes ergeben. Durch diesen Verzicht auf die symmetrische Führung ergibt sich zwar eine verhältnismäßig einfache Bauart. Dieser geringfügige Vorteil wird aber aufgewogen durch die Tatsache, daß einmal die gesamte Länge begrenzt isi und ferner derartige Fahrzeuge im heutigen Schienenverkehr nicht mehr wirtschaftlich einzusetzen sind.

Ähnliches gilt für ein weiter bekanntes Gelenkfahr zeug (DTPS 885 245), bei dem ebenfalls keine symmetrische Führung der mittleren Radachse erfolgt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eit Gelenkfahrzeug der erwähnten Gattung so auszubilden daß die Verbindung jedes Untergestells mit den Schemelgestell dieses in einer symmetrischen Stellung gegenüber den beiden Untergestellen hält, insbesonden die Achse des mittleren Radsatzes auf der Winkelhalbie renden desjenigen Winkels liegt der von den Längsach sen der bieden Untergestelle gebildet wird, oder de Winkels zwischen den Achsen der beiden Endradsätzi

Ιλ.

der Gelenkfahrzeuges.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Schemelgestell eins Gleitführung Aufweist, die beide Gelenkzapfen in Längsrichtung des Fahrzeuges verschiebbar hält und die 1 ftttergestelle ein ^weites Gelenkzapfenpaar tragen, wobei jedem Untergestell ein Gelenkzapfen zugeordnet ist, dessen Achse jeweils gleichen Abstand von der Achse der entsprechenden Gelenkzapfens des ersten Gelenkzapfenpaares und einer durch das Zentrum der entsprechenden Kagelgelenkkupplung gehenden Vertikalachse hat und das Schemelgestell eine zweite Vorrichtung aufweist, die jede Achse des zweiten Gelenkzapfenpaares in einem gleichbleibenden Abstand von der vertikalen Symmetrieachse des Schemelgestells hält der gleich dem Abstand der Achsen beider Gelenkzapfen unterschiedlicher Gelenkzapfenpaare eines Untergestells ist

Bevorzugte Weiterbildungen des erfmdungsgemäßen Gelenkfahrzeuges sind in den Unteransprüchen festgelegt-

Es ist somit ein Gelenkfahrzeug geschaffen, das den oben gestellten Forderungen genügt; dadurch ist der Bau von Fahrzeugen größerer Länge möglich, die aber dennoch imstande sind, sich in übliche Gleiskrümmungen einwandfrei einzufügen. Diese Eigenschaften gestatten eine wesentlich wirtschaftlichere Ausnutzung der Fahrzeuge.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf ausgewählte Ausführungsbeispiele beschrieben, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. Es zeigt

Fig 1 und 2 je eine schematische Zusammenstellungszeichnung des erfmdungsgemäßen Gelenkfahrzeugs in Seitenansicht und Draufsicht; das erfindungsgemäß ausgeführte Gelenkfahrzeug setzt sich aus zwei Untergestellen zusammen, die miteinander gekuppelt sind und in dtr Mitte auf einem gemeinsamen Schemelgestell aufliegen, das sich auf einem mittleren Radsatz abstützt,

F i g. 3 und 4 eine erste Ausführungsform der Verbindung der beiden Untergestelle mit dem Schemelgestell unter Verwendung einer Gleitbahn mit zylindrischer Oberfläche; die F i g. 3 stellt eine Unteransicht des zentralen Wagenteils, die F i g. 4 einen Schnitt längs der gebrochenen Linie IV-IV in Fi g. 3dar,

F i g. 5 einen ScI nitt längs der Linie V-V in r i g. 3.

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie Vl-VI in F i g. 3, F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie VIl-VII in F i g. 3,

Fig.8 und 9 eine zweite Ausführungsform der Verbindung der beiden Untergestelle mit dem gemeinsamen Schemelgestell unter Verwendung eines Systems von Kuppelstangen; die F i g. 8 zeigt eine Unteransicht des zentralen Teils des Wagens, die F i g. 9 einen Schnitt längs der gebrochenen Schnittlinie IX-IX in F i g. 8,

Fig. 10 eine geometrische Darstellung, aus der die Verschiebungen der einzelnen Bauteile der Verbindungseinrichtung der Untergestelle mit dem mittleren Schemelgestell bei der Fahri durch eine Kurve ersichtlich sind.

Der Gelenkwagen nach den F i g. 1 und 2 hat zwei Untergestelle 1 und 2, die in ihrer gemeinsamen Längsachse durch eine Kugelgelenkkupplung 3 miteinander gekuppelt sind. Zum Zweck der vereinfachten Darstellung wurden die beiden Untergestelle 1 und 2 ohne Aufbauten dargestellt; sie dienen tatsächlich als Untergestelle für einen Aufbau, der für den Transport von Spezialgütern ausgelegt ist, die das Gelenkfahrzeug befördern soll, beispielsweise ein Fachwerk mit zwei Etaeen für den TransDort von Automobilen. An seinem freien Ende trägt das Untergestell 1 einen Radsatz 4, auf den es sich über ein übBches Federgehänge5 abstützt In !gleicher Weise wird das Untergestell von dem Radsetz 6üb?reia13)ijäiesFedergehänge7getragen.

In seinem mittleren Teil enthält das Gelenkfahrzeug ein Schemelgestefl 8, das von einem mittleren Radsatz 9 über ein Federgehänge 10 getragen wird, das den Federgehängen 5 und 7 gleich εεΐη kann. Die miteinander gekuppeltes Enden der Untergestells 1 und 2 ruhen alle beide auf dem mittleren Schemelgestell 8 tind sind mit diesem über erfindungsgemäße Einrichtungen verbunden, die weiter unten ausführlich beschrieben werdea

Aus den F i g. 3 und 4 ist ersichtlich, daß das mittlere Schemelgestell 8 einen Hauptrahmen 8a aufweist, der die Abstützkräfte aufnimmt und in Längsrichtung an jedem Ende durch einen freitragenden Schnabel 86 verlängert ist Der Rahmen 8a trägt vier Stützpunkte 12, auf denen die Gleitplatten 13 der Untergestelle 1 und 2 ruhen. Das Ende jedes der beiden Schnäbel 86 bildet eine Gleitführung in axialer Richtung mit ebenen vertikalen Gleitschienen 14, zwischen denen ein Gleitstein 15 verschiebbar ist Jeder Gleitstein 15 wird von einem vertikalen Gelenkzapfen 16 getragen, der fest mit dem entsprechenden Untergestell 1 oder 2 verbunden ist und sich in der Längsachse dieses Untergestells befindet.

Stützböcke 27 an jedem Ende des Rahmens 8a tragen jeder eine konka ν -zylindrische Gleitbahn 21. Die beiden Gleitbahnen 21 bilden Sektoren eines Rotationszylinders, dessen Achse mit der vertikalen Symmetrieachse des Schemelgestells 8 zusammenfällt, jede zylindrische Gleitbahn 21 dient als Abstützung für einen Gleitkörper 17, dessen Gleitfläche eine konvex-zylindrische Fläche ist, die den gleichen Halbmesser wie die konkave zylindrische Räche der Gleitbahn 21 hat. Jeder Gleitkörper 17 ist um einen vertikalen Gelenkzapfen 18 schwenkbar, der sich in einer fest mit dem Untergestell verbundenen Halterung 19 befindet. Jede Halterung 19 ist in der Längsachse jedes Untergestells 1 bzw. 2 und an der inneren Kante einer in dem Untergestell 1 bzw. 2 vorgesehenen öffnung 20 befestigt.

An jedem Untergestell 1 oder 2 ist der Abstand a (rechts in Fig.4) zwischen der Achse des Gelenkzapfens 18 und der vertikalen Achse, die durch das Zentrum der Kugelgelenkkupplung 3 geht, genau gleich dem Abstand zwischen der Achse des Gelenkzapfens 18 und der Achse des Gelenkzapfens 16. Dies bedeutet, daß der Halbmesser des Rotationszylinders, in dessen Umfangsfläche die beiden Gleitbahnen 21 liegen, gleich der Summe des Abstandes zwischen den beiden Gelenkzapfen 16 und 18 und des Abstandes zwischen der Gleitfläche des Gleitkörpers 17 und der Achse des zweiten Gelenk/apfens 18 ist.

Die F i g. 5 zeigt Einzelheiten der Anordnung des Gleitsteins 15 zwischen den Gleitschienen 14 und seine Schwenklagerung auf dem Gelenkzapfen 16. Der G leitstein 15, der auf dem Gelenkzapfen 16 durch eine Mutter 22 mit Unterlegscheibe 23 festgehalten wird, ist mit einer elastischen Zwischenbuchse 24 um den Zapfen 16 schwenkbar. Der Gleitstein 15 ist mit einer Gleitschichtauflage 25 an seinen beiden seitlichen Gleitflächen versehen, die in Berührung mit den Gleitschienen 14 der Gleitführung stehen.

Die Fig.6 gibt die Einzelheiten der Anordnung der zylindrischen Gleitbahnen 21 und der dazugehörigen Gleitkörper 17 wieder. Die zylindrische Gleitbahn 21 ist mit dem Stützbock 27. der am Rahmen Sa befestigt ist,

über eine Stützplatte 28 und einen elastischen Zwischenkörper 29 verbunden. Der Gleitkörper 17 ist auf dem Gelenkzapfen 18 über eine elastische Gelenkbuchse 30 schwenkbar. Der Gleitkörper 17 ist an seinen Flächen, die in Berührung mit der Gleitbahn 21 s kommen, mit einem Gleitschichtauftrag 31 versehen.

Die F i g. 7 zeigt Einzelheiten des Aufbaus der Stützpunkte 12. Jeder Stützpunkt enthält einen Gleitteller 33, der sich auf den Rahmen Sa über einen Pfannenkörper 34 und eine Kugelzapfenanordnung, bestehend aus dem kugeligen Pfannenring 35 und dem Kugelzapfenteil 36, abstützt der fest mit dem Teller 33 verbunden ist Die Gleitplatte 13 ist mit dem Untergestell 1 über eine Stützplatte 37 verbunden; der Gleitteller 33 ist mit einer Gleitschicht 38 versehen.

Bei der Ausführungsvariante nach den F i g. 8 und 9 wurde der gleiche Aufbau des Schemelgestells 8 wie bei der Ausführung nach den Fig.3 und 4 beibehalten, ebenso wurden die gleichen Stützpunkte 12 benützt, über die sich die Untergestelle 1 und 2 auf das Schemelgestell 8 abstützen. Die Gleitsteine 15, die einerseits mit dem Untergestell 1 oder 2 über den Gelenkzapfen 16 und mit dem Schemelgestell 8 über die Gleitschienen 14 in Verbindung stehen, sind ebenfalls die gleichen wie in den F i g. 3 und 4.

Der Rahmen 8a enthält in seinem Zentrum zwei Halterungsplatten 40 und 41, die in geringem Abstand übereinander angeordnet und durch seitliche Diagonalverstrebungen 42 gehalten sind. Die Platten 40 und 41 halten einen Bolzen 43, der die Symmetrieachse des Schemelgestelles 8 verkörpert Eine Kuppelstange 44 ist auf dem Bolzen 43 mit Hilfe einer Kugelgelenkanordnung gelagert; das andere Ende der Kuppelstange 44 ist ebenfalls über eine Kugelgelenkanordnung auf einem Gelenkzapfen 46 gelagert der in einer gabelförmigen Halterung 47 befestigt ist Die Halterung 47 ist in der Längsachse eines Untergestelles 1 oder 2 derart festgelegt daß der Gelenkzapfen 46 die gleiche Lage hat wie der Gelenkzapfen 18 in den F i g. 3 und 4.

Man erkennt daß bei der einen oder anderen der beiden oben beschriebenen Ausführungsformen beim Durchfahren einer Krümmung die Relativbewegung eines Untergestells 1 oder 2 relativ zum Schemelgestell 8 sich aus zwei zwingenden Bedingungen ergibt:

1. Der Gleitstein 15 zwingt die Achse des Gelenkzapfens 16, in der Mittelebene des Schemelgestelles 8 zu bleiben.

2. Die Gleitkörper 17 oder die Kuppelstange 44 zwingen jeweils den Gelenkzapfen 18 in F i g. 3 oder den Gelenkzapfen 46 in Fig.9, in gleichem Abstand so vom Zeatnnn des Schemelgestefles 8 zu bleiben.

Wie in der Fig. te dargestellt kann man die Bewegung der Unrestelle 1 and 2 relativ zu dem mittleren Schemelgestell 8 überprüfen, indem man als Bezugslinien zwei Koordinatenachsen XX und YY wählt, von denen die eine die Längsachse des Schemelgestefles 8 and die andere eine dazu senkrechte Achse darstellt, die durch das Symmetriezentrum Ode; Schemelgestelles 8 geht.Wenn man mit A beispielsweise die Achse des Gelenkzapfens 16 des Untergestells 1, mi ßdie Achse des Gelenkzapfens 18 des Gleitkörpers 17 oder die Achse des Gelenkzapfens 46 der Kuppelstange 44 bezeichnet und mit R das Zentrum der Kugelgelenk kupplung 3 zwischen den beiden Untergestellen 1 und 2 so erkennt man, daß der Punkt A sich auf der Achse XX und der Punkt B sich auf dem Kreis C bewegt, dessen Radius OB konstant ist. Durch die Konstruktion ist die Länge AB gleich der Länge BR und außerdem ist der Radius Oß gleich dem Abstand BR, weil bei Stellung de: Wagens in einer geraden Linie der Punkt R mit dem Punkt O zusammenfällt. Ein einfacher und bekannter geometrischer Zusammenhang gestattet es, zu zeigen daß bei einer Verschiebung des Punktes A auf der Achse XX Und des Punktes B auf dem Kreis C unter Gleichbleiben des Abstandes AB der in der Verlange rung von AB in einem Abstnad BR gleich AB liegende Punkt R sich auf der Achse YY bewegen muß. Die Relativbewegungen der beiden Untergestelle 1 und 2 gegenüber dem mittleren Schemelgestell 8 sind also symmetrisch.

Die beschriebenen Verbindungseinrichtungen gestat ten es also, den mittleren Radsatz 9, der in F i g. 10 durch die Achse YY versinnbildlicht ist in der Winkelhalbie renden des Winkels zu halten, der von den Längsachsen der beiden Untergestelle 1 und 2 eingeschlossen wird oder auch des Winkels, der von den Achsen der beiden Endradsätze 4 und 6 gebildet wird.

In ihren Bewegungen relativ zu dem mittleren Schemelgestell 8 verhalten sich die Untergestelle 1 und 2 so, als wenn sie sich je um eine momentane Drehachse drehen würden, die in dem Untergestell durch die Achse des Gelenkzapfens 16 gegeben ist Die in den Zapfen und Gleit-Gelenken eingebauten elastischen Buchsen 2' und 30 sowie Zwischenkörper 29 verhindern das Auftreten größerer Zwangskräfte, die beispielsweise durch schlechte Gleislage hervorgerufen werden könnten, wenn die Gelenke starr ausgeführt wären.

Die Erfindung ist nicht auf die einzigen dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die einen Eisenbahnwagen aus zwei miteinandei gekuppelten Untergestellen betreffen. Die Erfindung läßt sich in gleicher Weise bei einem Gelenkfahrzeug anwenden, das eine Folge von jeweils paarweise miteinander über Kugelgelenkkupplungen gekuppeltei Untergestellen aufweist die sich im Bereich jede Gelenkkupplung auf ein Schemelgesteil in der beschrie benen Weise abstützen.

Die Erfindung ist auch in denjenigen Fällen anwendbar, in denen die bisher dargestellten einfachen Radsätze durch Drehgestelle ersetzt weiden, sowohl aim Unterstützen der freien Enden der Untergestelle als auch der Zwischen-Schemelgestene. Schließlich laß' sich die Erfindung anch bei Straßenfahrzeugen verwen

HietzD 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprache:

   < t. Gelenkfahrzeng großer Länge, insbesondere Schiepengiiederfahrzeug, mif paarweise fiber axiale

   miteinander gekuppelten Unterge-, bei dem die freien Endtefle jedes End-Unter-

   » gestells mit je einem Laufwerk verbunden sind ond £Üe miteinander gekuppelten Enden zweier einander anschließenden Untergestelle auf einem gemeinsainen Schemelgestell des Laufwerks ruhen, mit dem sie mittels eines Gelenkzapfeapaares nut vertikalen Achsen verbunden sind, dessea^emer Geieakzapfen in Längsrichtung des Fahrzeuges verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schemelgestell <«) eins Gleitfyhrunf (14,15} aufweist die beide Geienkzapfen (16) in Längsrichtung des Fahrzeuges verschiebbar hält und die Uotergestelle (1 und 2) ein zweites Geienkzapfenpaar(18 bzw. 46)

   *tragen, wobei jedem Untergestell ein Gelenkzapfen (18 bzw. 46) zugeordnet ist dessen Achse jeweils gleichen Abstand von der Achse des entsprechenden Gelenkzapfens (16) des ersten Gelenkzapfenpaares und einer durch das Zentrum der entsprechenden Kugelgelenkkupplung (3) gehenden Vertikalachse hat und das Schemelgestell eine zweite Vorrichtung (17, 21, 27 bzw. 43, 44) aufweist, die jede Achse des zweiten Gelenkzapfenpaares in einem gleichbleibenden Abstand von der vertikalen Symmetrieachse des Schemelgestells hält, der gleich dem Abstand der Achsen beider Gelenkzapfen unterschiedlicher Gelenkzapfenpaare eines Untergestells ist
2. 2. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Gleitführung, die die Achse des ersten Gelenkzapfens (16) in der axialen Symmetrieebene des Schemelgestells (8) hält aus einem Satz von axial gerichteten Gleitschienen (14) mit vertikalen ebenen Gleitflächen besteht die fest mit dem Schemelgestell verbunden sind, und einem Gleitstein (15), der zwischen den Gleitschitnen geführt und auf dem ersten Gelenkzapfen schwenkbar gelagert ist.
3. 3. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß die Führung, welche die Achse des zweiten Gelcnkzapfens (18) in gleichbleibendem Abstand von der vertikalen Symmetrieachse des Schemelgestells (8) hält, aus einer konkaven Gleitbahn (21) besteht welche einen Abschnitt eines Zylinders bildet und fest mit dem Schemelgestell verbunden ist, sowie aus einem hohlzylindrischen Gleitkörper (17) entsprechender Krümmung, der auf so dem zweiten Gelenkzapfen (18) schwenkbar gelagert ist wobei der Zylinderabschnitt als Vertikalach se die vertikale Symmetrieachse des Schemelgestells hat und als Halbmesser die Summe des Abstandes zwischen den beiden Gelenkzapfen (16 und 18) und des Abstandes zwischen der Gleitfläche des Gleitkörpers und der Achse des zweiten Gelenkzapfens (F ί g. 1 bis 6).
4. 4. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung, welche die Achse des zweiten Gelenkzapfens (46) in konstantem Abstand von der vertikalen Symmetrieachse des Schemelgestells (8) hält, aus einer Kuppelstange (44) besteht, die an den zweiten Gelenkzapfen des Untergestells (1 bzw. 2) und an einen die vertikale Symmetrieachse des Schemelgestells verkörpernden Gelenkteil (Bolzen 43) angelenkt ist, wobei der Abstand der Achsen der beiden Anlenkstellen gleich dem Abstand zwischen den beiden Gelenkzapfen (16i Bolzen 46)4es Untergestells ist (F i g. 8 und 9).
5. 5. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützpunkte (12), über die sch die Untergestelle (1 bzw. 2) auf das Scheqielge-Stefl (β) abstützen, auf sphärischen Pfannen (35, 36) gelagert sind (F i g. 7).