DE2624719C3

DE2624719C3 - Vorrichtung zum Steuern eines lenkbaren Radsatzes an einem Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE2624719C3
Application number: DE2624719A
Authority: DE
Inventors: Hans Heiner Dipl.-Ing. Tuttwil Vogel
Original assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Current assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Priority date: 1976-05-07
Filing date: 1976-06-02
Publication date: 1981-08-27
Also published as: DE2660079C3; CH609292A5; CA1073269A; YU109977A; DE2660079B1; JPS52137808A; NL7608329A; NO144292B; DE2624719B2; NO771600L; ATA256677A; JPS571468B2; NO144292C; US4170179A; DE2624719A1; IT1084579B; ES458392A1; AT353835B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern eines lenkbaren Radsatzes an einem Schienenfahrzeug mit einem Fahrzeugkasten und mindestens zwei damit beweglich verbundenen Drehgestellen, welche je mindestens zwei in seitlichen Lagern gelagerte Radsätze aufweisen, wobei der lenkbare Radsatz um eine vertikale oder nahezu vertikale Achse drehbar und mindestens eines seiner Lager mit der Steuervorrichtung verbunden ist, welche zwei am Lagergehäuse oberhalb und unterhalb der Achsmitte gegeneinander versetzt angelenkte, in oder nahezu in Längsrichtung des Fahrzeuges weisende Lenker als Führungsleile enthält, von denen der erste an dem den betreffenden Radsatz enthaltenden, einen Drehgestell in Längsrichtung feststehend angelenkt und der zweite mit einem relativ zu dem einen Drehgestell in

ι ο Längsrichtung bev/eglichen Mitnehmer gekoppelt ist

Durch die Steuervorrichtung soll der betreffende Radsatz beim Durchfahren von Kurven bekanntlich jeweils bezüglich des Gleisbogens zumindest annähernd radial eingestellt werden, um eine Verringerung der

H zwischen Rad und Schiene quer zur Fahrtrichtung wirkenden Kräfte, und damit höhere Fahrgeschwindigkeiten bei möglichst geringem Verschleiß am Schienenfahrzeug und am Geleise zu erzielen.
Bei einer bekannten Steuervorrichtung der genannten Art ist der zweite Lenker mit dem Kolben einer hydraulischen Verstelleinrichtung verbunden, welche über eine eigene Steueranlage beeinflußt wird (DE-OS 23 20 323). Derartige Steueranlagen erfordern im allgemeinen eine relativ aufwendige, vielteilige Konstruktion Die für die Radialeinstellung der Achsen notwendigen, relativ kleinen Verstellbewegungen erfordern eine hohe Präzision der Steuerteile, welche über eine lange Betriebsdauer erhalten bleiben muß.
Bei einer bekannten Steuervorrichtung anderer Art, für zwei je durch einen einzigen Längslenker geführte Radsatzachsen, sind die Längslenker über einen am Drehgestellrahmen gelagerten, gemeinsamen Schwenkhebel mit einer am Fahrzeugkasten angelenkten Stange beweglich gekoppelt (DE-OS 6 57 293). Entsprechend werden die Verstellbewegungen der Radsatzachsen von den Relativbewegungen zwischen Fahrzeugkasten und Drehgestell abgeleitet. Dabei ist eine für die Erzielung der relativ kleinen Verstellbewegungen erforderliche Untersetzung der auftretenden Relativbewegungen nur im Verhältnis der Hebelarme des Schwenkhebels möglich, da jeweils die volle Längsbewegung der Längslenker auf die Radsatzachsen übertragen wird.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in dieser Hinsicht verbesserte, insbesondere für die Einleitung kleiner Verstellbewegungen geeignete Steuervorrichtung zu schaffen, welche einen geringen Wartungsaufwand erfordert und welche mit möglichst einfachen Bauteilen eine sichere Übertragung der Verstellbewegungen auf den betreffenden Radsatz gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der mit dem zweiten Lenker gekoppelte Mitnehmer mit dem benachbarten Drehgestell verbunden ist.

Durch diese Verbindung wird die Verstellbewegung für den betreffenden Radsatz — ohne Verzögerung und ohne Belastung des Fahrzeugkastens — unmittelbar vom Ausschlag des maßgebenden, relativ zum einen Drehgestell sich bewegenden, benachbarten Drehgestells abgeleitet und — bereits bei der Fahrt im Einlaufbogen — ohne Zwischenschaltung spezieller Steuerteile, und damit ohne entsprechende Verzögerung, auf den betreffenden Radsatz übertragen, wofür eine einfache Gestängeanordnung in einer im Schienenfahrzeugbau üblichen, robusten Bauart verwendbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der

I .i lindung sind in den Unteransprüchen hervorgehoben.

Nach einer besonders einfachen Ausführungsform

der Erfindung, welche z. B. für den nachträglichen Einbau in ein bereits vorhandenes Fahrzeug gut geeignet ist, kann der Mitnehmer ein am benachbarten Drehgestell feststehend angeordnetes Bauteil sein. Diese Ausführung ist besonders zweckmäSig, wenn ·'· jeweils ein einzelner Radsatz des Drehgestelles verstellt werden solL

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Verbindung zwischen dem zweiten Lenker und dem Mitnehmer einen an dem einen Drehgestell angelenkten Schwenkhebe! und einen an diesem und am Mitnehmer angelenkten, ebenfalls in eine Längsrichtung weisenden dritten Lenker enthalten, wobei der zweite Lenker am Schwenkhebel angelenkt ist Dabei ist das Verhältnis zwischen der Relativbewegung des für die Verstellung maßgebenden benachbarten Drehgestells zu der auf das Lager des Radsatzes zu übertragenden Bewegung durch das in einem relativ großen Bereich beliebig wählbare Verhältnis zwischen den dem dritten und dem zweiten Lenker zugeordneten Hebelarm des Schwenkhebels -'o bestimm L

Bei einer Ausführung mit Lenkern für einen zweiten Radsatz ist es zweckmäßig, wenn auch der am Lagergehäuse des zweiten Radsatzes außermittig angreifende zweite Lenker am Schwenkhebel angelenkt ist, wobei die Anlenkstelle des Schwenkhebels an dem einen Drehgestell zwischen den Anlenkstellen der beiden zweiten Lenker liegt. Bei dieser Anordnung werden die beiden Radsätze durch Betätigen des Schwenkhebels gemeinsam verstellt, indem sie je in entgegengesetztem Drehsinn um ihre vertikale Achse verdreht werden.

Eine nahezu ideale Einstellung der Radsätze kann in Weiterbildung der Erfindung erzielt werden, wenn die beiden zweiten Lenker den Radsätzen des gleichen ■« Drehgestells zugeordnet sind.

Um Materialverschleiß an den Anlenkstellen, insbesondere ein Ausschlagen der Gelenke zu verhindern, ist es zweckmäßig wenn an den Anlenkstellen der Lenker je ein zwischen den beiden zusammenwirkenden Teilen angeordnetes, mit jedem dieser Teile gleitfrei verbundenes gummielastisches Zwischenstück vorgesehen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 Teilansichten von Schienenfahrzeugen mit Verstelleinrichtungen, je in einer anderen Ausführungsform und

F i g. 3 eine Einzelheit aus einer der Ausführungen in einem Teilschnitt in größerer Darstellung.

Das Schienenfahrzeug nach F i g. 1 weist einen 5" Fahrzeugkasten 1 und zwei Drehgestelle 2 und 3 auf, welche je über eine nicht dargestellte Einrichtung zur Übertragung der Zugkraft mit dem Fahrzeugkasten 1 beweglich verbunden sind. Diese Einrichtung kann in bekannter Weise einen in Drehgestellmitte angeordneten Drehzapfen oder eine Tiefzugvorrichtung mit ideeller Drehachse enthalten. Die Drehgesteile 2 und 3 können gegenüber dem Fahrzeugkasten 1 auch in Querrichtung beweglich sein. Jedes der Drehgestelle 2 und 3 ist im Bereich seiner Quermittelebene E mit zwei eo Paar seitlich angeordneten Federn 4 versehen, auf denen der FrthrzeUgkasten 1 abgestützt ist.

Die Drehgestelle 2 und 3 enthalten je zwei Radsätze 5 und 5a bzw. 6 und 6a mit Achslagern 7 und 8, auf denen die Drehgestellrahmen über Druckfedern 9 beweglich ^h5 abgestützt sind. Die Achslager 7 und 8 sind je durch zwei Lenker 11 und Ha bzw. 12 und 12a geführt. Die Achslager der in F i g. 1 nicht sichtbaren anderen Fahrzeugseite sind mit entsprechenden Lenkerpaaren versehen.

Die Lenker 11 und Ha bzw. 12 und 12a sind je am Gehäuse des betreffenden Achslagers 7 bzw. 8 in Umfangsrichtung diametral versetzt, oberhalb und unterhalb einer durch die Achsmitte gelegten Horizontalebene H angelenkt, wobei die am gleichen Achslager 7 bzw. 8 angreifenden Lenker je in die entgegengesetzte Fahrzeuglängsrichtung weisen.

Die je dem benachbarten Drehgesteüende zugekehrten ersten Lenker 11 und 12 des gleichen Drehgestells 2 bzw. 3 sind am Drehgestellrahmen je an einer Konsole 13 angelenkt Am gleichen Drehgestell 2 bzw. 3 sind die einander entgegengerichteten zweiten Lenker Ha und 12a an einem verstellbaren, zweiarmigen Hebel 14 angelenkt, welcher auf einer am Drehgestellrahmen angeordneten Konsole 15 um einen Zapfen 16 schwenkbar gelagert ist Die Anlenkstelle für den Zapfen 16 liegt mittig zwischen den Anlenkstellen der Lenker lia und 12a.

An jedem der Hebel 14 ist ein dritter Lenker 17 angelenkt, welcher sich in Fahrzeuglängsrichtung gegen das andere Drehgestell 3 bzw. 2 erstreckt und welcher mit einer vom betreffenden Drehgestellrahmen 1 nach unten vorstehenden Konsole 19 gelenkig verbunden ist. Die Konsolen 19 sind an den einander zugekehrten Drehgestellenden angeordnet. In F i g. 1 sind die einander entsprechenden Teile 11 bis 19 an den beiden Drehgestellen 2 und 3 symmetrisch zu einer zwischen diesen angenommenen, nicht dargestellten Quermittelebene des Fahrzeugkastens 1 angeordnet.

Beim Durchfahren eines Gleisbogens werden die beiden Drehgestel'.e 2 und 3 in bekannter Weise gegenüber dem Fahrzeugkasten 1 — in der Draufsicht gesehen — je in entgegengesetztem Drehsinn um ihre vertikale Drehachse ausgedreht. Bei einer angenommenen Fahrtrichtung gemäß Pfeil 10 werden z. B. in einer Linkskurve das Drehgestell 2 gegen den Uhrzeigersinn und das Drehgestell 3 im Uhrzeigersinn gedreht, wobei sich die beiden in F i g. 1 sichtbaren Konsolen 15 bzw. 19 einander nähern und die Hebel 14 durch die Lenker 17 — am Drehgestell 2 im Uhrzeigersinn und am Drehgestell 3 gegen den Uhrzeigersinn — verschwenkt werden. Entsprechend werden an jedem Drehgestell 2 bzw. 3 die in F i g. 1 sichtbaren Achslager 7 und 8 durch die Lenker Ha bzw. 12a so um die Radsatzachsen verdreht, daß sie je um die Anlenkstelle des Lenkers 11 bzw. 12 gegen die Quermittelebene E hin verschwenkt werden.

Da die Anlenkstellen der Lenker 11 und 11a bzw. 12 und 12a an den Achslagern 7 bzw. 8 je gegenüber der Horizontalebene H versetzt sind, resultieren aus den Relativbewegungen der Lenker Ha und 12a jeweils entsprechend reduzierte, z. B. halb so große wirksame Verstellbewegungen im Bereich der Horizontalebene H. Dadurch können die für die Radialeinstellung der Radachsen erforderlichen, feinen Verstellbewegungen von relativ großen Lenkbewegungen der Verstellteile abgeleitet werden, welche entsprechend robust ausgebildet sein können. Das Verhältnis zwischen der Auslenkbewegung des Drehgestells 2 bzw. 3 und der Verstellbewegung der Achslager 7 und 8 ist ferner durch das Verhältnis zwischen den Abständen der Anlenkstellen der Lenker 11a und 12a und des Lenkers 17 vom Zapfen 16 bestimmt. Bei geeignet gewühltem Verhältnis der Hebelarme wird zumindest annähernd eine Radialstellung der Radsätze 5, 5a, 6 bzw. 6a bezüglich des durchfahrenen bzw. zu durchfahrenden Gleisbogens

erzielt.

Beim Durchfahren einer Rechtskurve in der Fahrtrichtung gemäß Pfeil 10 werden die Drehgestelle 2 und 3 entsprechend entgegengesetzt verdreht, so daß sich die Abstände zwischen den Konsolen 15 bzw. 19 vergrößern. Durch die entsprechenden Schwenkbewegungen der Hebel 14 werden die Achslager 7 und 8 jedes Drehgestells 2 bzw. 3 auseinandergedrückt, so daß die Radsätze 5 und 5a bzw. 6 und 6a je gegen die Radialstellung bezüglich der Rechtskurve bewegt werden.

Das Schienenfahrzeug nach F i g. 2 enthält zwei äußere Drehgestelle 22 und 23 und ein dazwischen angeordnetes Drehgestell 21. Dieses enthält zwei Radsätze 5b und 6b mit Achslagern 7a bzw. 8a, welche durch die einander entgegengerichteten, am Drehgestell 21 angelenkten Lenker 12 und die Lenker 12 geführt sind. Diese sind je an einer Konsole 27 des benachbarten äußeren Drehgestells 22 bzw. 23 angelenkt. Die beiden Enden des Drehgestells 21 sind mit entsprechenden Konsolen 27 versehen, an welchen die an den Achslagern 8 der Radsätze 5a und 6a angreifenden Lenker 12 angelenkt sind. Bei dieser Ausführung sind die beiden äußersten Radsätze 5 und 6 je parallel zur Quermittelebene E des Drehgestelles 22 bzw. 23 geführt, da die Lenker Ha je an einer am Rahmen des zugehörigen Drehgestelles 22 bzw. 23 angeordneten Konsole 24 angelenkt sind. Somit sind nur die inneren Radsätze 5a, 6a, 5b und 6b vom jeweils benachbarten Drehgestell aus im Sinne einer Radialstellung bezüglich des zu durchfahrenden Gleisbogens einstellbar.

Bei den beschriebenen Ausführungen sind jeweils an der in den F i g. 1 und 2 nicht sichtbaren anderen Seite des Fahrzeuges entsprechende Verstelleinrichtungen angenommen, welche bei den beschriebenen Relativbewegungen der Drehgestelle gegeneinander bzw. gegenüber dem Fahrzeugkasten entsprechend entgegengesetzte Verstellbewegungen der den gleichen Radachsen zugeordneten Achslager bewirken. Die betreffenden Radsätze 5, 5a, 6, 6a. 5b bzw. 6b, werden daher jeweils um eine im Bereich der Längsmittelebene des zugehörigen Drehgestelles angenommene vertikale Achse verdreht.

Bei entsprechender Führung der Radsätze 5,5a, 6,6a, 5b und 6b, etwa je durch einen in der Längsmittelebene des betreffenden Drehgestells 2 bzw. 3 bzw. 21 bzw. 22 bzw. 23 angeordneten, nicht dargestellten vertikalen Drehzapfen, können die Verstellbewegungen auch durch einseitig angeordnete Führungseinrichtungen, also z. B. nur die in den F i g. 1 und 2 sichtbaren Teile, erzielt werden.

Bei allen beschriebenen Ausführungen sind an den Anlenkstellen zwischen den beweglich verbundenen Führungsteilen Zwischenstücke aus einem gummielastischen Material, z. B. auf der Basis von Silikonkautschuk, vorgesehen, in F i g. 3 ist eine dieser Anlenkstellen dargestellt. Das elastische Zwischenstück ist ein in der Bohrung des Lenkers 17 befestigter Ring 53, der auf einem z. B. an der Konsole 13 angeordneten Drehzapfen 36 sitzt und mit diesem fest verbunden ist. Die durch diese Ringe 53 gleitfrei verbundenen Führungsteile können daher jeweils räumliche Verstellbewegungen ausführen, welche sich aus den Relativbewegungen der gegeneinander federnd abgestützten Fahrzeugteile ergeben, ohne daß Abnützungen und Stöße an den Anlenkstellen auftreten.

Es ist auch eine Ausführung denkbar, bei der nur einer der Radsätze des Fahrzeuges mit einer an den beiden Achslagern bzw. an einem einzigen Achslager angreifenden Steuervorrichtung versehen ist. Ebenso können zwei Radsätze zweier verschiedener Drehgestelle, etwa die einander zugekehrten Radsätze benachbarter Drehgestelle, über eine gemeinsame Verstelleinrichtung — z. B. ähnlich jener in F i g. 1 — mit einem der relativ zueinander beweglichen Drehgestelle verbunden und entsprechend lenkbar sein. Ferner müssen die je am gleichen Lagergehäuse angreifenden ersten und zweiten Lenker nicht einander entgegengerichtet sein, sondern können in die gleiche Längsrichtung weisen.

Hierzu 3 Blati Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern eines lenkbaren Radsatzes an einem Schienenfahrzeug mit einem Fahrzeugkasten und mindestens zwei damit beweglich verbundenen Drehgestellen, welche je mindestens zwei in seitlichen Lagern gelagerte Radsätze aufweisen, wobei der lenkbare Radsatz um eine vertikale oder nahezu vertikale Achse drehbar und mindestens eines seiner Lager mit der Steuervorrichtung verbunden ist, welche zwei am Lagergehäuse oberhalb und unterhalb der Achsmitte gegeneinander versetzt angelenkte, in oder nahezu in Längsrichtung des Fahrzeuges weisende Lenker als Führungsteile enthält, von denen der erste an dem den betreffenden Radsatz enthaltenden einen Drehgestell in Längsrichtung feststehend angelenkt und der zweite mit einem relat'v zu dem einen Drehgestell in Längsrichtung beweglichen Mitnehmer gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem zweiten Lenker (Ha bzw. 12a,) gekoppelte Mitnehmer (Konsole 19 bzw. 27) mit dem benachbarten Drehgestell (2 bzw. 3; 21 bzw. 22 bzw. 23) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (Konsole 19 bzw. 27) ein am benachbarten Drehgestell (2 bzw. 3; 21 bzw. 22 bzw. 23) feststehend angeordnetes Bauteil ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem zweiten Lenker (Ha bzw. 12a,) und dem Mitnehmer (Konsole 19) einen an dem einen Drehgestell (2 bzw. 3) angelenkten Schwenkhebel (14) und einen an diesem und am Mitnehmer (Konsole 19) angelenkten, ebenfalls in Längsrichtung weisenden dritten Lenker (17) enthält, wobei der zweite Lenker (Ha bzw. 12ajam Schwenkhebel (14) angelenkt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, mit Lenkern für einen zweiten Radsatz, dadurch gekennzeichnet, daß auch der am Lagergehäuse des zweiten Radsatzes (5a und 6a bzw. 5 und 6) außermittig atigreifende zweite Lenker (12a bzw. ll^am Schwenkhebel (14) angelenkt ist, wobei die Anlenkstelle (Zapfen 16) des Schwenkhebels (14) an dem einen Drehgestell (2 bzw. 3) zwischen den Anlenkstellen der beiden zweiten Lenker (1 la und 12a,)liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zweiten Lenker (Ua und Ma) den Radsätzen (5 und 5a bzw. 6 und 6a) des gleichen Drehgestells (2 bzw. 3) zugeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Anlenkstellen zwischen den beweglich verbundenen Führungsteilen (Lenker 17 und Drehzapfen 35) Zwischenstücke (Ring 53) aus einem gummielastischen Material vorgesehen sind, die mit den Führungsteilen gleitfrei verbunden sind.