-
Radsatzführung für ein Schienenfahrseug, insbesondere für Schnellverkehr
Die Erfindung bezieht sich auf eine Radsatzführung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere
für Schnellverkehr, entsprechend dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
-
Es ist im Schienenfa'nrzeugbau allgemein bekannt, die Radsatzwellen
in Laufwerken solcher Fahrzeuge mittels Radsatzführungen zu führen und diese-Radsatzfl1hrungen
derart-auszugestalten, daß die jeweilige Radsatzwelle sowohl auf dem geraden Gleis
als auch im Kreisbogen parallel zur lotrechten Mittelquerebene durch den Laufwerkrahmen
gehalten wird, so daß die Radsatzwellen am Laufwerk starr geführt sind.
-
Bei einer bekannten Radsatzführung dieser Art ist die Radsatzwelle
mittels Lenkern am Laufwerk eines Schienenfahrzeuges
angelenkt,
wobei die Lenker als federnde Blattlenker ausgebildet sind, welche wiederum mit
ihrem einen Ende am Achslagergehäuse der Radsatzwelle und mit ihrem anderen Ende
am Laufwerksrahmen befestigt sind. Diese federnden Rlattlenker sind in Fahrzeuglängsrichtung
gesehen, entgegengesetzt gerichtet, wobei der eine^Blattlenker oberhalb und der
andere unterhalb einer waagrechten, die Mitte des Achslagergebauses schneidenden
Geraden liegt. Mittels dieser Radsatzführung wird die Radsatzwelle sowohl in Fahrzeuglängs-
als auch -querrichtung relativ starr geführt, wobei die Anlenkpunkte der Blattlemker,
die zumindest am Achslagergehäuse als Silentblocs ausgeführt sind, den Grad der
starren Anlenkung bestimmen. Neuere Untersuchungen haben indessen ergeben, daß diese
Radsatzführung für die Radsatzwelle beim Lauf in der Geraden sehr günstig ist, daß
sich aber in der Kurve keine Einstellungsmöglichkeit der Radsatzwelle ergibt, so
daß die Spurkränze der Radscheiben des-Radsatzes infolge der starren Pührung einem
größeren Verschleiß unterworfen sind und in der Kurve höhere Führungskräfte aufzunehmen
haben.
-
Dieser Mangel konnte auch nicht durch die schon vorgeschlagene Ausgestaltung
der Lauffläche einer jeden Radscheibe gemäß dem sogenannten Verschleißprofil behoben
werden.
-
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, die
bekannten Radsatzführungen dahingehend weiterzubilden, daß in geradem Gleis eine
starre Führung des Radsatzes bzw. der Radsatzwelle gewährleistet und in der Kurve
eine radiale Einstellung derselben ermöglicht wird.
-
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Radsatzführung durch
die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Mittel gelöst.
-
Durch die Anwendung mindestens eines als steuerbares Halteglied ausgebildeten
Führungsmittels je Achslager läßt sich die Radsatzwelle und somit auch der Radsatz
derart optimal im Gleis führen, daß je nach Gleisverlauf, also im geraden Gleis
oder in der Kurve eine entsprechende Einstellung der Radsatzwelle möglich ist. Hierdurch
werden die Spurführungskräfte günstig beeinflußt, wodurch sich Radreifen- sowie
Gleisflankenverschleiß spürbar verringern. Als weiterer Vorteil ergibt sich für
die Fahrgäste bzw. die Ladung ein stoßfreierer Fahrzeuglauf. Bei vorzugsweiser Ausführung
der Führungsmittel als doppeltwirkender Hydraulikzylinder bzw. als Solenoid lassen
sich diese von einer Steueranlage, wie zum Beispiel der gleisbogenabhängigen Steuerung
der agenfederung oder aber auch der SZB entsprechend beeinflussen. Die Beeinflussung
des Hydraulik-Zylinders kann so erfolgen, daß mit dem Einfahren des Laufwerkes in
einen Gleisbogen der Steuerimpuls ein in eine die beiden Zylinderbögen verbindende
Leistung geschaltetes Ventil geöffnet oder aber das -Solenoid stromlos wird. In
normalen Betrieb oder in mit voller Geschwindigkeit durchfahrenen Kurven führt also
das steuerbare Halteglied die Radsatzwelle starr am Laufwerk. Im Gleisbogen dagegen
ist dieser Radsatzwelle deren radiale Einstellung frei ermöglicht.
-
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können insbesondere
den Neben- bzw. Unteransprüchen entnommen werden.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine Radsatzführung mit einem als Hydraulik-Zylinder
und einem als Blattlenker ausgeführten
Führungsmittel, Fig. 2 eine
Radsatzführung mit am Zylinder des steuerbaren Haltegliedes angeschlossenen Nachspeiseleitungen
für Hydraulik-Flüssigkeit und Fig. 3 eine Radsatzführung mit unter äußerem Druck
stehenden Hydraulik-System.
-
Eine Radsatzführung zum Führen einer Radsatzwelle 1 am Laufwerk 2
eines Schienenfahrzeuges wird im wesentlichen von zwei an jeder Laufwerkseite vorgesehenen
Führungsmitteln 4 gebildet, von denen jedes Führungsmittel mit seinem einen Ende
am Laufwerk und mit seinem anderen Ende an einem die Enden der Radsatzwelle aufnehmenden
Achslagergehäuse 3 angelenkt ist. Die Führungsmittel 4, die gemäß den hier dargestellten
Ausführungsbeispielen in Fahrtrichtung gegeneinander gerichtet sind, sind zwischen
dem Achslagergehäuse 3 und dem Laufwerkrahmen 2 derart angeordnet, daß ein Führungsmittel
oberhalb und das andere Führungsmittel unterhalb einer durch die Mitte des Achslagergehäuses
verlaufenden Waagerechten liegen. Um die Radsatzwelle 1 und somit den jeweiligen
Radsatz gegen den Laufwerksrahmen abzustützen, ist zwischen jedem Achslagergehäuse
3 und dem Laufwerkrahmen mindestens eine Tragfeder 5 vorgesehen.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist das eine, das oberhalb
der Waagerechten liegende Führungsmittel 4 als ein steuerbares Halteglied 6 ausgeführt,
und es ist dieses Halteglied als ein an sich bekannter doppeltwirkender Hydraulik-Zylinder
ausgeführt. Dieses Halteglied 6 ist z.B. über seinen Zylinder an einer Lasche 7
des Laufwerkrahmens 2 und mit der Kolbensange ebenfalls an einer
Lasche
8 des Achslagergehäuses 3 gelenkig angeschlossen.
-
Beide gelenkigen Anschlüsse sind verschleißfrei ausgebildet. Um für
die Radsatzwelle 1 die an sich bekannte Bemniskatenführung beizubehalten, ist das
Achslagergehäuse 3 über eine Lasche 11 und eine Gusmi-Metall-Buchse 10 mit einem
rederblattlenker 9 gelenkig verbunden. Das diesem Anschluß bzw. dieser Lasche 11
abgewandte Ende des Blattlenkers 9 ist vorzugsweise am Læufwerkrahmen 2 fest eingespannt,
so daß der Blattlenker um dieses fest eingespannte Ende nach oben und unten ausfedern
kann. Die der Abstützung der Radsatzwelle 1 gegenüber dem Laufwerkrahmen 2 dienende
Tragfeder 5 ist bei di dieser Ausführung auf dem Achslagergehäuse 3 angeordnet und
stützt sich zwischen diesem und einem Längsträger des Laufwerkrahmens 2 ab.
-
Die Steuerung-des Haltegliedes 6 ist derart, daß mittels diesem und
dem Blattlenker 9 die Radsatzwelle 1 im geraden Gleis starr geführt wird, in der
Kurve hingegen sich nachgiebig einstellen kann. Der jeweilige Beginn der radialen
Einstellungsmöglichkeit für die Radsatzwelle 1 ist in die Steueranlage eingegeben,
die nicht Gegenstand dieser Erfindung bildet.
-
Bei Ausbildung des Haltegliedes als Hydraulik-Zylinder 6 ist dieser
doppeltwirkend ausgebildet, wobei der Hydraulik-Kolben in Grundstellung eine mittige
Lage einnimmt.
-
Nahe an den Zylinder-Böden mündet in Zylinderräume 13 und 18 eine
Verbindungsleitung ein, die durch ein Ventil dann verschlossen ist, wenn das Fuhrungsmittel
4 als ein starres wirken soll. Das Ventil wird vorzugsweise elektromagnetisch gesteuert.
Unter bestimmten Voraussetzungen ( entsprechende Übergangsbogen) ist auch eine mechanische
Ventilsteuerung
über den Drehgestellausschlag denkbar, wobei die
eramnschte Wirkung erst ab einem vorbestimmten Ausdrehwinkel~des Drehgestelles eintritt.
Eventuell infolge von Undichtigkeiten in Verlust geratene Hydraulik-Flüssigkeit
wird in bekannter Weise aus einem VorratsbehäiteÄinter Zwischenschaltung von Rückschlagventilenßin
den jeweils drucklosen Teil des Systems nachgespeist.
-
Ein anderes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im wesentlichen
von dem Vorgenannten dadurch, daß hier eine besondere Steuerungsanlage für das FührungsmiUel
4, welches als Halteglied 12 ausgeführt ist, vorgesehen ist.
-
Wie in der Zeichnung dargestellt, sind die Zylinderräume t8, 13 dieses
Haltegliedes 12 über eine Zulaufleitung 20 und eine Rücklaufleitung 21 sowie in
diesen Leitungen vorgesehene Ventile 22, 23 und eine in der Zulaufleitung eingeschaltete
Pumpe 24 mit einem Drucknittel-Sammelbehälter 25 verbunden. Je nach Führung der
Radsatzwelle 1 im Gleis werden die Pumpe 24 und mit ihr auch die Ventile 22, 23
betätigt, so daß im Halteglied 12 ein entsprechender Druck aufgebaut wird. Dieser
Druck entspricht einer Nachstellung im vorgenannten Sinne, wie auch bei auf dem
gleichen-Prinzip beruhenden, aber zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispielen,
wobei in jedem Falle die Führung der Radsatzwelle 1 im geraden Gleis starr, die
Führung derselben in der Kurve dagegen nachgiebig ist. Je nach Verlauf des Gleises
werden die Ventile 22 oder 23 in der Zu- bzw. Rücklaufleitung 20, 21 gesteuert und
der Druck im Zylinder 19 oder 18 entsprechend auf bzw. abgebaut. Auf diese Weise
läßt sich das Halteglied 12 so einstellen, daß es im geraden Gleis einen starren
Lenker, in der Kurve hingegen einen in Fahrzeuglängsrichtung nachgiebigen Lenker
bewirkt.
-
Um die Einstellung und Führung der jeweiligen Radsatzwelle 1 zu ermöglichen,
sind die Führungsmittel 4 zumindest an ihrem einen Ende mit den elastisch nachgiebigen
Gelenken, d.h. Silentblocs 10 an den entsprechenden Bauteilen, wie Achslagergeh?use
3 bzw. Laufarerkrahmen 2 angeschlossen. Die Radialstellung des Radsatzes in der
Kurve wird bewirkt durch die von dem Hohlprofil seiner Lauffläche ausgeübten Kräfte
zwischen Rad und Schiene. Die Rückstellung der Radsatzwelle 1 nach erfolgter radialer
Einstellung in der Kurve kann nach entsprechender Steuerung der Ventile 22, und
23 von der eigentlichen Achsfederung und den Kräften zwischen Rad und Schiene übernommen
werden, wozu ein Hohlprofil an der Lauffläche erforderlich ist.
-
Der Gegenstand dieser Erfindung ist nicht nur auf diese hier dargestellte
und beschriebene Ausführung beschränkt, sondern läßt sich mit gleichgutem Erfolg
auch dann anwenden, wenn statt der in Fahrtrichtung entgegengesetzten Anordnung
der Führungsmittel diese in die gleiche Fahrtrichtung weisen. In einem solchen Fall
würde die Radsatzwelle 1 statt auf einer Bemniskate auf einem Kreisbogen mit im
Laufwerksrahmen 2 liegenden Drehpunkt verlaufen.
-
Die Anordnung-beider Führungsmittel 4 kann der gleichen Fahrtrichtung
hin hätte den Vorteil, daß bei Anordnung der Führungsmittel 4 zur Mitte des Laufwerkrahmens
2 dieser kürzer ausgeführt werden könnte.
-
Entscheidend für die Erfindung ist es also, daß die Radsatzweile
1 im geraden Gleis mittels der erfindungsgemäßen Führungsmittel 4 weitgehend starr,
im Gleisbogen hingegen so nachgiebig geführt wird, daß sich die Radsatzwelle radial
zun Gleisbogen einstellen und dadurch mit geringerer Reibung und somit geringeren
Y-Kräften durch den Gleisbogen geführt werden kann. Durch die starre Führung der
Radsatzwelle
1 mittels der erfindungsgemäßen Radsatzführung wird
zudem erreicht, daß die Radsatzwelle auch im geraden Gleis so geführt bleibt, daß
der übliche Sinuslauf sich nicht mehr nachteilig auf den Fahrkomfort auswirkt. Durch
die starre Anlenkung der Radsatzwelle 1 kann wie Sinuswelle so weit gestreckt werden,
daß ein ständgeshin und her Pendeln nur in längeren Intervallen möglich ist.
-
Als Druckmedium im Halteglied 12 ist HydrauliR-2lüssigkeit vorgesehen.
Bei Beeinflussung des Haltegliedes vom Gleis her ist auch eine elektropneumatische
Einrichtung in der Art zweckmäßig, daß Druckluft das Ventil in der Verbindungsleitung
zwischen den Zylinder-Räumen 13 und 18 steuert.
-
Anstelle der Kolben-Zylinder-Einheit kann auch eine an sich bekannte
elektromagnetische Einrichtung (Solenoid) treten.
-
Diese kann dann besonders vorteilhaft sein, wenn die erfindungsgemäße-
Radsatzführung in elektrisehe Triebfahrzeuge für Schnellverkehr eingebaut wird.
Ein unter Spannung stehendes Solenoid bewirkt in diesem Falle eine starre Führung,
ein spannungsloses hingegen eine nachgiebige Radsatzführung.
-
Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, die Radsatzführung induktiv
vom Gleis her zu beeinflussen. Entsprechende Steuer-Impulse können in diesem Falle
von zur automatischen Zugsteuerung vorgesehenen Mitteln (z.B. LZB ) ausgehen.
-
Aus Sicherheitsgründen erfolgt bei jedem Ausführungsbeispiel der Erfindung
die Steuerung der Radsatzführung derart, daß bei Ausfall eines Teiles der Anlage
die Radsatzwelle 1 in Richtung senkrecht zur lotrechten Mittellängsebene des Drehgestelles
weniger nachgiebig-geführt ist.