DE3824709C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Eisenbahnfahrzeuge nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Aus der US-PS 46 79 506 ist ein Eisenbahnfahrzeug mit einem durch ein Laufgestell mit mindestens zwei Rad/Achsen-Anord­ nungen abgestützten Wagenkasten bekannt, wobei ein Laufge­ stellrahmen zwei parallele Seitenträger enthält, die durch mindestens einen sich quer dazu erstreckenden Querbalken verbunden sind, wobei der Laufgestellrahmen von den Achsen durch Primärfederungsmittel getragen ist, die Gier-Bewegun­ gen zum Lauf längs eines gekrümmten Gleises zulassen, wobei ein erstes Kraftübertragungsgestänge die Achsen mit dem Lauf­ gestellrahmen verbindet und mindestens einen quer verlaufen­ den Lenkbalken enthält, der mit einer Achse verbunden ist und ein schwenkbar mit dem Laufgestellrahmen verbundenes Zentrum besitzt, um ein Lenken der damit verbundenen Achse und eine Übertragung von Längskräften zwischen ihr und dem Laufgestellrahmen zu ermöglichen, und wobei eine Kraftüber­ tragungsanordnung den Laufgestellrahmen mit dem Wagenkörper verbindet.

Die Kraftübertragungsanordnung enthält zwei in Längsrichtung beabstandet angeordnete Querträger, die über Federn oder Lagerkissen auf dem Laufgestellrahmen gelagert und durch einen Längsträger miteinander verbunden sind, auf dem ein zentrales Lager zum drehbaren Abstützen des Wagenkör­ pers vorgesehen ist. Auftretende Quer- und Gewichtskräfte werden dabei von den Federn bzw. Lagerkissen aufgenommen, die ferner Zug- und Bremskräfte von dem Laufgestell auf den Wagenkörper übertragen müssen und dadurch stark beansprucht werden. Weiterhin wird für ein derartiges Zwischenlager viel Platz benötigt, so daß, wie in dieser Druckschrift beschrie­ ben, Anordnungen zur Selbstlenkung der Achsen gegebenenfalls außerhalb des Umfangs des Laufgestellrahmens angebracht wer­ den müssen. In der US-PS 46 79 506 wird des weiteren er­ wähnt, daß zur Vermeidung einer Drehgestell-Wiege der Wagenkasten auch direkt mit dem Laufgestell verbunden werden kann, wobei Zugstangen die in Längsrichtung wirkenden Zug- und Bremskräfte übertragen sollen. Dadurch sind keine Gier- und Seitenbewegungen des Laufgestellrahmens relativ zum Wa­ genkasten möglich, und die Federung des Wagenkastens wird verschlechtert.

In der US-PS 46 28 824 und in der US-PS 46 79 507 sind, wie auch in der obenerwähnten US-PS 46 79 506, spezielle Ausfüh­ rungsformen von Selbstlenk-Vorrichtungen für Eisenbahn-Lauf­ gestelle zur Verwendung bei Lokomotiven und dergleichen be­ schrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Eisenbahnfahr­ zeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem der Wagenkasten mit dem Laufge­ stellrahmen über ein möglichst kompaktes Kraftübertragungsge­ stänge verbunden ist, das Gier- und Seitenbewegungen des Wagenkastens relativ zum Laufgestellrahmen zuläßt und mög­ lichst starr Zug- und Bremskräfte vom Laufgestellrahmen auf den Wagenkasten überträgt, ohne daß dafür zwischen diesen angeordnete Federungsmittel benötigt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprü­ chen beschrieben.

Durch das erfindungsgemäße zweite Kraftübertragungsgestänge ist sichergestellt, daß Zug- und Bremskräfte direkt von dem Laufgestellrahmen auf den Wagenkörper übertragen werden und gleichzeitig Gier- und Seitenbewegungen des Wagenkörpers re­ lativ zum Laufgestellrahmen möglich sind. Eine zusätzlich zwischen dem Laufgestellrahmen und dem Wagenkasten anbring­ bare Federung muß dann lediglich das Gewicht des Wa­ genkastens aufnehmen.

Die platzsparende Ausführung des zweiten Kraftübertragungs­ gestänges ermöglicht eine insgesamt niedrige Bauweise des Eisenbahnfahrzeuges und ein Anbringen einer Selbstgelenk-Vor­ richtung zwischen dem Laufgestellrahmen und dem Wagenkasten.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Eisenbahnlokomotive mit einem an einem Ende durch ein Dreiach­ sen-Selbstlenk-Antriebslaufgestell abgestütz­ ten Wagenkasten,

Fig. 2 die Schnittansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1, in Pfeilrichtung auf die Oberseite des Laufgestelles nach unten gesehen, und

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung des Wagenkastens und der Zwischenachsverbindungen sowie des zweiten Kraftübertragungsgestänges, von der in Fig. 2 mit 3-3 bezeichneten Ebene aus in Pfeilrichtung gesehen.

In der Zeichnung ist eine selbstangetriebene Eisenbahnlokomo­ tive 10 mit einem Wagenkasten 11 dargestellt, der an jedem Ende durch ein angetriebenes selbstlenkendes Laufgestell 12 mit drei Achsen abgestützt ist; von diesen Laufgestellen ist nur eines dargestellt. Das Laufge­ stell 12 enthält einen einheitlichen Laufgestellrahmen 14, der aus Guß­ teilen, aus bearbeiteten Stahlteilen oder aus anderen Einzel­ teilen hergestellt sein kann. Der Laufgestellrahmen 14 enthält zwei all­ gemein parallele in Längsrichtung verlaufende und in Quer­ richtung einen Abstand aufweisende Seitenträger 15 und 16, die durch drei in Längsrichtung einen Abstand aufweisende und in Querrichtung verlaufende Querbalken 18, 19 und 20 ver­ bunden sind. Eine in Fig. 2 und 3 strichpunktiert einge­ zeichnete Längsmittelebene 22 liegt gleichweit von den Sei­ tenträger 15 und 16 entfernt.

An in Längsrichtung Abstand aufweisenden Stellen längs der Seitenträger 15 und 16 ist der Laufgestellrahmen 14 durch Primärfederungsmittel abgestützt. Diese enthalten Lagergehäuse 23 zur Aufnahme von Wälzlagern, die drehbar an den Enden von vorderen, mitt­ leren und hinteren Achsen 24, 26 bzw. 27 abgestützt sind, welche jeweils durch Räder 28 getragen sind.

Die Räder 28 sind in Paaren mit seitlichem Abstand ange­ ordnet, von denen jedes Paar durch eine Achse 24, 26 bzw. 27 ver­ bunden ist, um in Längsrichtung Abstand aufweisende Rad/Achsen-Anordnungen zu bilden. Vorzugsweise ist der Längs­ abstand der Rad/Achsen-Anordnungen in der gezeigten Weise gleich, und die Achsen 24, 26 und 27 sind in Längsrichtung mit gleichem Abstand von dem jeweiligen Querbalken 18, 19 oder 20 angeordnet.

Die Primärfederungsmittel enthalten weiter elastische Mittel wie Schraubenfedern 30, die zwischen den Lagergehäuse 23 und Taschen im Laufgestellrahmen 14 sitzen und diesen so ab­ stützen. Die Federn 30 erlauben eine begrenzte Relativbewe­ gung der Rad/Achsen-Anordnungen mit ihren Lagergehäusen 23, drängen dabei aber die Lagergehäuse und ihre Rad/Achsen-Anordnun­ gen elastisch in ihre zentrierten, bei Geradeauslauf in Längsrichtung ausgerichteten Stellungen.

Längs der Oberseite der Laufgestell-Seitenträger an den Enden der Querbalken 18 und 19 befinden sich vier Stützkissen 31, an denen Gummifedern 32 zum Abstützen des Wa­ genkastens 11 aufgelegt sind. Die Gummifedern 32, die auch durch andere entsprechende elastische Federungsmittel er­ setzt werden können, besitzen große Drucksteifigkeit, um eine relativ harte Sekundärfederung zwischen dem Laufgestell­ rahmen und dem Wagenkasten zu bilden. Die Gummifedern 32 geben freien Scherbeanspruchungen nach, um eine begrenzte Seitenbe­ wegung wie auch eine Gier-Bewegung des Laufgestellrahmens re­ lativ zum Wagengehäuse bei normaler Kurvenfahrt zuzulassen. An dem Laufgestellrahmen vorgesehene Anschläge 34 für den Wa­ genkörper sind so angeordnet, daß sie sich an Innenabschnit­ te des Wagenkörpers anlegen und das Ausmaß seitlicher Wagen­ körperbewegungen erforderlichenfalls begrenzen.

Zur Beaufschlagung der Rad/Achsen-Anordnungen zum Antrieb der Lokomotive ist das Laufgestell mit drei Zugmotoren 35, jeweils einem an jeder Achse, versehen. Jeder Zugmotor ist an einer Vorderseite 36 durch übliche Lagerungsmittel an seiner jeweiligen Achse abgestützt und an seiner Rückseite 38 an einem benachbarten Querbalken über ein dort abstehendes Ver­ bindungsglied 39 gehalten. Die Ausdrücke "Vorderseite" und "Rückseite" sind hier nur zur Beschreibung bezüglich der Zeichnung benutzt, da das Laufgestell in beiden Laufrichtun­ gen betrieben werden kann. Jedes Verbindungsglied 39 ist fle­ xibel oder verschwenkbar an seinen Enden angeschlossen, um so eine begrenzte Bewegung sowohl in Längs- wie in Querrich­ tung des Zugmotors zu dem benachbarten, ihn abstützenden Querbalken zuzulassen.

Damit eine begrenzte Selbstlenkwirkung der Rad/Achsen-Anord­ nung bei Übertragung von Zug- und Brems-Kräften zwischen Rad/Achsen-Anordnungen und Laufgestellrahmen möglich ist, ist das Laufgestell mit einem entsprechenden Zuggestänge versehen. Dieses Zuggestänge enthält sich in Seitenrichtung erstreckende vordere und hintere Lenk­ balken 40 bzw. 42, die jeweils in der Mitte mit den Untersei­ ten jeweiliger Querbalken 18 bzw. 19 verbunden sind, wie nachfolgend näher erläutert wird.

In Seitenrichtung gegenüberliegende Enden der vorderen und hinteren Lenkbalken 40 und 42 sind jeweils mit den Lagerge­ häusen 23 der vorderen Achsen 24 bzw. hinteren Achsen 27 durch vordere bzw. hintere Zugbalken 43 und 44 verbunden. Die Lagergehäuse 23 der mittleren Achsen 26 sind direkt mit dem Laufgestellrahmen durch Mittelzugstäbe 46 verbunden, die eine Seiten- und Vertikalbewegung der Mittelachse zulassen, jedoch jede Gier- und Drehbewegung derselben verhindern.

Die Lenkbalken 40 und 42 sind an jeweiligen nach oben stehenden Drehmomentrohren 47 (siehe Fig. 3) angebracht, die sich ver­ tikal nach oben um Schwenkachsen 48 der Lenkbalken erstrec­ ken und an ihren oberen Enden mit vorderen und hinteren ab­ stehenden Hebeln 49 bzw. 50 verbunden sind. Diese Hebel er­ strecken sich seitlich in entgegengesetzte Richtungen, d. h. der vordere Hebel 49 erstreckt sich von seiner Steuerbal­ ken-Schwenkachse 48 nach rechts und leicht nach hinten und der hintere Hebel 50 erstreckt sich von seiner Lenkhe­ bel-Schwenkachse nach links und leicht nach vorne. Die Enden der Hebel sind dann durch eine Stange 51 miteinander verbun­ den, die sich diagonal über den mittleren Zugmotor 35 er­ streckt, der zwischen den Querbalken 18 und 19 liegt, von der Vor­ derseite des Querbalkens 19 abgestützt und zum Antrieb mit der Mittelachse 26 verbunden ist.

Zum Abstützen der Lenkbalken mit ihren zugeordneten Drehmo­ mentrohren 47 und Hebeln 49 bzw. 50 sind die mittleren Querbal­ ken 18 und 19 mit oberen und unteren Schwenkplatten 52 bzw. 54 versehen, welche durchgehende Schraubenbolzen 55 tragen. Diese befestigen interne nicht dargestellte Stahl/Gummi-Büch­ sen, an denen die Drehmomentrohre 47 schwenkbar angebracht sind.

Die Lenkbalken 40 und 42, Zugbalken 43 und 44, Hebel 49 und 50 und die Stange 51 sind so angeordnet, daß sie gleiche entge­ gengesetzt erfolgende Gier-(Lenk-)Bewegungen der Vorder- und der Hinter-Achsenanordnungen einleiten, um so für aufeinander be­ zogene Selbstlenkwirkungen der Endachsen zu sorgen. Diese Be­ standteile umfassen zusammen mit den zentralen Mittelzugstäben 46 als Verbindung der mittleren Achse 26 mit dem Laufgestellrahmen ein erstes Kraftübertragungsgestänge, das die Zug- und Bremskräf­ te von den Achsen auf den Laufgestellrahmen überträgt und gleichzeitig entgegengesetzt gleiche Selbstlenkbewegung der Endachsen zuläßt.

Die Lokomotive ist weiter mit einem zweiten Kraftübertra­ gungsgestänge versehen, das den Laufgestellrahmen mit dem Wagenkörper verbindet, um die Übertragung der Zug- und Bremskräfte zu er­ geben. Dieses zweite Kraftübertragungsgestänge bzw. dieser Aufbau enthält einen rohr­ förmigen Wagenkastenpfosten 56, der von dem Wagenkasten an einer Stelle in der Mitte zwischen den Laufgestell-Seitenträgern und in Längsrichtung knapp hinter dem vorderen Querbal­ ken 18 nach unten absteht.

Am unteren Ende des Wagenkastenpfostens 56 ist schwenkbar eine allge­ mein dreieckig ausgebildete Wagenkastenplatte 58 mit einem zentralen Zylinder 59 angebracht, der von einer Lagerbuchse 60 und Beilagscheiben 62 gehalten ist. Die Wagenkastenplatte 58 besitzt Schwenkstellen 63 und 64 an seitlich einander gegen­ überliegenden Enden, von denen Verbindungsstäbe 66 nach vorne und außen zu Schwenkverbindungen mit Ösen 67 bzw. 68 reichen, die an der Rückseite des Querbalkens 18 liegen. Die Verbindungsstäbe sind so schräg gelegt, daß sie Gier-Bewegun­ gen des Laufgestellrahmens um den Wagenkastenpfosten 56 wirk­ sam um etwa ein Zentrum zulassen, das gleiche Abstände von den vier Gummifedern 32 besitzt, an welchen der Wagenkörper abgestützt ist.

Die Kraftübertragung von dem Laufgestellrahmen zu dem Wagen­ kasten durch die Verbindungsstäbe 66, die Wagenkastenplatte 58 und den Wagenkastenpfosten 56 erlaubt eine Lokomotiv-Lauf­ gestellanordnung mit den Vorteilen des wiegenlosen Drehgestells unter Benutzung von Gum­ mifedern 32 zum Abstützen der Vertikallasten, während gleich­ zeitig normales Gieren und Seitenbewegung des Laufgestellrah­ mens relativ zum Wagenkasten im Betrieb möglich ist. Da­ durch, daß zusätzlich ein Lenkgestänge vorgesehen ist, das die Verbindungsstäbe zur Übertragung von Achsenbelastungen zu den Lenkbalken und dem Laufgestellrahmen in Achsenhöhe be­ nutzt, ergibt sich im Betrieb zusammen mit der vertikalsteifen Sekundär­ federung eine niedrig liegende Gewichtsübertragung zwischen den Achsen.

Die Verbindung der Achsen durch die Lenkbalken mittels der nach oben stehenden Drehmomentrohre 47, der Hebel 49 und 50 und der Verbindungsstange 51 ergibt die erwünschte Lenkverbin­ dung der Achsen innerhalb des Raumes, der durch die nicht vorhandene Wiege verfügbar ist. Die große Höhe der diagonalen Stange 51, die über oder in der Nähe der Obersei­ ten der Querbalken 18 und 19 sitzt, läßt zu, daß sie über der Oberseite des mittleren Zugmotors 35 sitzt. Dadurch wird die Notwendigkeit vermieden, die Gesamtbreite des Fahr­ gestells zu erhöhen, wie es bei der Gestängeanordnung nach der erwähnten US-PS 46 79 506 der Fall ist.

Die Zugmotoren werden üblicherweise an ihren jeweiligen Achsen und an den Vorderseiten der benachbarten Querbalken 18, 19 bzw. 20 abgestützt. Die Lenkbalken 40 und 42 und ihre zuge­ ordneten Drehmomentrohre sind dementsprechend an den hinte­ ren Seiten der zugeordneten Querbalken 18 bzw. 19 abge­ stützt, unter Ausnutzung des Vorteils der zugänglichen offe­ nen Seiten gegenüber den Stützstellen für die benachbarten Zugmotoren.

Wenn die erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung auch in Verbindung mit Selbstlenk-Lauf­ gestellen beschrieben ist, ist doch zu verstehen, daß die Ei­ genschaften der Anordnung auch bei Eisenbahnfahrzeugen mit sogenannten "zwangsgelenk­ ten" Laufgestellen angewendet werden können, bei denen der Lenkmechanismus direkt mit dem Wagenkasten des Waggons oder der Lokomotive verbunden ist, um die Lenkbe­ wegungen der Achsen mit der Gier-Bewegung des Laufgestellrah­ mens relativ zum Wagenkasten in Beziehung zu bringen.

Claims (6)

1. Eisenbahnfahrzeug mit einem durch ein Laufgestell mit mindestens zwei Rad/Achsen-Anordnungen abgestützten Wagen­ kasten, wobei das Laufgestell einen Laufgestellrahmen mit zwei parallelen Seitenträgern enthält, die durch minde­ stens einen sich quer dazu erstreckenden Querbalken ver­ bunden sind und der Laufgestellrahmen von den Achsen durch Primärfederungsmittel getragen ist, die Gier-Bewe­ gungen zum Lauf längs eines gekrümmten Gleises zulassen, wobei ein erstes Kraftübertragungsgestänge die Achsen mit dem Laufgestellrahmen verbindet und mindestens einen quer verlaufenden Lenkbalken enthält, der mit einer Achse ver­ bunden ist und ein schwenkbar mit dem Laufgestellrahmen verbundenes Zentrum besitzt, um ein Lenken der damit ver­ bundenen Achse und eine Übertragung von Längskräften zwi­ schen ihr und dem Laufgestellrahmen zu ermöglichen, und wobei eine Kraftübertragungsanordnung den Laufgestellrah­ men mit dem Wagenkasten verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsanordnung als ein zweites Kraft­ übertragungsgestänge (Pfosten 56, Platte 58 und Stab 66) ausgebildet ist, das folgende Merkmale aufweist:

• a) einen am Wagenkasten (11) in Seitenrichtung zwi­ schen den Seitenträgern (15 und 16) und in Längsrichtung benachbart zu dem mindestens einen Querbalken (18) angeordneten und von dem Wagenkasten (11) nach unten abstehenden Wagenkastenpfosten (56),
• b) eine schwenkbar an dem Wagenkastenpfosten (56) gehal­ tene Wagenkastenplatte (58) mit seitlich einander ge­ genüberliegenden Schwenkstellen (63 bzw. 64), die jeweils zwischen dem Wagenkastenpfosten (56) und einem der Seitenträger (15 bzw. 16) angeordnet sind, und
• c) bewegbar angebrachte Verbindungsstäbe (66), die in Längsrichtung jede Schwenkstelle (63 bzw. 64) an der Wa­ genkastenplatte (58) mit dem benachbarten Querträger (18) verbinden, um Zug- und Bremskräfte zu übertragen und Gier- und Seitenbewegungen des Wagenkastens (11) relativ zum Laufgestellrahmen (14) zuzulassen.

2. Eisenbahnfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Wagenkasten an dem Laufgestellrahmen durch elastische Sekundärfede­ rungsmittel abgestützt ist, die seitlich beabstandet in Richtung auf gegenüberliegende Seiten des Laufgestellrah­ mens angeordnet sind, wobei das Laufgestell mindest drei Rad/Achsen-Anordnungen enthält, wobei der Laufgestellrah­ men zwei Querbalken der genannten Art aufweist, die je­ weils zwischen einer Endachse und den restlichen Achsen mit Abstand angeordnet sind, und wobei das erste Kraft­ übertragungsgestänge zwei Lenkbalken, die jeweils einzeln mit jeder Endachse verbunden sind, und Verbindungsmittel enthält, die die Lenkbalken so verbinden, daß Selbstlenk- Gierbewegungen der Rad/Achsen-Anordnungen einander ent­ gegengesetzt gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel folgende Merkmale aufweisen:

• a) ein von jedem Lenkbalken (40 bzw. 42) nach oben abstehen­ des und schwenkbar an einem der Querbalken (18 bzw. 19) angebrachtes Drehmomentrohr (47) mit einem oberhalb des jeweiligen Lenkbalkens (40 bzw. 42) angeordneten Hebel (49 bzw. 50), wobei die Hebel quer in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, und
• b) eine die beiden Hebel (49 und 50) zu gleichen, entgegen­ gesetzt gerichteten Schwenkbewegungen verbindende Stange (51), die sich zur Verbindung der Lenkbalken (40 und 42) diagonal über einen Abschnitt zwischen den Querbalken (18 und 19) erstreckt.

3. Eisenbahnfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zugmotoren (35) in Antriebsbeziehung mit den jeweili­ gen Achsen (24, 26 und 27) zum Antrieb der Räder (28) ver­ bunden sind, und daß die Stange (51) sich diagonal über mindestens einen zwischenliegenden Zugmotor (35) zur Ver­ bindung der Lenkbalken (40 und 42) erstreckt.

4. Eisenbahnfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärfederungsmittel elastische Federungsmittel (Schrauben­ feder 30) umfassen, die in Nennlage die Achsen (24, 26 und 27) in ausgerichtete Lagen zur Bewegung längs gerader Schienen drängen, jedoch ein Gieren zum Lauf längs gekrümmter Schienen zulassen, und daß das Zentrum des Längskräfte zwischen dem Laufgestellrahmen (14) und dem Wagenkasten (11) übertragenden Lenkbalkens (40) frei von einer Verbin­ dung mit dem Wagenkasten (11) ist, um eine Selbstlenkung der angeschlossenen Achse zuzulassen.

5. Eisenbahnfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstäbe (66) schräg zu einer Längsmittel­ ebene (22) des Laufgestellrahmens (14) verlaufen und so ausgelegt sind, daß sie Gier-Bewegungen des Laufgestell­ rahmens (14) um den Wagenkastenpfosten (56) wirksam um etwa ein Zentrum zulassen, das gleich Abstände von Sekun­ därfederungsmitteln (Gummifeder 32) aufweist, die zum Abstützen des Wagenkastens (11) auf dem Laufgestellrahmen (14) an diesem angeordnet sind.

6. Eisenbahnfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Sekundärfederungsmittel an Stützkis­ sen (31) getragene Gummifedern (32) umfassen.