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Für Vor- und Rückwärtsfahrt gleich gut geeigneter, aus Triebfahrzeugen
und Anhängern zusammengesetzter Schienenzug Die Erfindung bezieht sieh auf einen
für Vor-und Rückwärtsfahrt gleich. gut geeigneten Schienenzug, der aus Triebfahrzeugen
und Anhängern zusammengesetzt ist und die Möglichkeit bietet, auch Gleisbögen starker
Krümmung mit großer Gese'hwindigkeit zu durchfahren, weil für die Erhöhung der Reisegeschwindigkeit
beim Schienenverkehr die Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit in Bögen von wesentlich
höherer Bedeutung ist als die Heraufsetzung,der Spitzengeschwindigkeit, die vor
jedem Gleisbogen abgebaut und danach wieder aufgebaut werden muß. Dabei bezieht
sich die Erfindung auf einen solchen Schienenzug dieser Art, dessen Fährzeuge durch
radial spielfreie, nur um die Drehachse schwenkbare Gelenke verbunden und dessen
sämtliche Radsätze radial, gegebenenfalls überradial steuerbar sind, um zu starke
seitliche Drücke zwischen Rad und Außenschiene, die bei hoher Fahrgeschwindigkeit
in Gleisbögen von kleinem Halbmesser infolge des entstehenden erheblichen Fliehkraftüberschusses
verursacht werden, und die damit verbundene Entgleisungsgefahr zu vermeiden.
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Es ist ein Wagengelenkzug bekannt, bei, dem die Laufradsätze durch
Winkelstellung der Fa:hrzeuglängsmittelachsen in eine zum Gleis senkrechte Stellung
gezwungen werden, indem sich ein einachsiges Drehgestell mit Reibscheiben gegen
die Untergestehe des Kastens abstützt und,die gelenkig verbundenen Untergestelle
sich über dem Gelenkpunkt auf dem Drehgestell abstützen. Die einwandfreie Arbeit
.dieser Anordnung beruht auf der Voraussetzung, daß die Untergestelle in einer Horizontal-.
ebene liegen, was beispielsweise nicht dann der Fall
ist, wenn Gefällabriiche
überfahren werden oder einer .der beiden Fahrzeugkästen stärker belastet ist. Es
ist auch bekannt, bei einem Eisenbahnzug, bei welchem mehrere einachsige Wagendurch
einen zweiachsigen Wagen zusammengefügt sind, geteilte Achswellen bzw. unabhängig
voneinander sich drehende Räder eines Radsatzes zu verwenden, womit aber der Nachteil
verbunden ist, daß die Räder, ganz unabhängig von jeder Steuerung, je nach der Lage
des Gleises oder infolge anderer Gegebenheiten ständig mit einem Spurkranz an einer
Schiene haften und so einen einseilti@gen Spurkranzvergchleiß herbeiführen. Bei
einem anderen bekannten Wagenzug, bei dem die einzelnen Glieder desselben gelenkartig
miteinander verbunden, sind, erfolgt die Unterstützung der Wagenenden durch ein.
Drehgestell, so daß .die. beiden Radsätze des Drehgestells gegeneinander in ihrer
Einstellung zum Gleis festgelegt sind und keine Steuerung der Radsätze vom Wagen
:aus erfolgt.
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Es ist bei einachsigen Fahrzeugen auch schon bekannt, jeden Wagenkasten
mit seinem vorderen Ende horizontaldrehbar am hinteren Ende des vorlaufenden Wagens
zu lagern, während der Radsatz am hinteren Ende,des Wagenkastens horizontal undrehbar
zu !diesem angeordnet ist. Dadurch ergibt sich wohl die gewünschte überradiale Einstellung
,des Radsatzes, jedoch nur für eine Fahrtrichtung, .d. h. wenn diese Radsätze in
der Fahrtrichtung gesehen am hinteien Wagenende liegen. Bei umgekehrter Fahrtrichtung
würden diese Achsen spießgängig stehen, so daß der Zug die Fahrtrichtung nur bei
gleichzeitigem Wenden ändern kann. Zu diesem Zweck müßten bei jeder Richtungsumkehr
Schleifen, Spitzkehren oder ähnliche Einrichtungen vorhanden sein, die aber mit
schweren betrieblichen Nachteilen, insbesondere Zeitverlusten, verbunden sind. Da
sieh der erste Wagen in Fahrtrichtung nicht auf einem Vorderwagen abstützen kann,
muß er auch an seinem Vorderende durch ein Fahrwerk, z. B.,ein Drehgestell, unterstützt
werden, das jedoch in seiner bekannten Bauart keine über das gewöhnliche Maß hinausgehende
Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit in Bögen gestattet. Somit wird auch .die Anordnung
von bogenläufigen Radsätzen im übrigen Zugteil bedeutungslos.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß zwischen je zwei Fahrzeugen
ein Radsatz angeordnet ist, der in der Waagerechten zu gemeinsamer Bewegung mit
einem Rahmen verbunden ist, der seinerseits in in der Mitte zwischen den Rädern
liegenden Punkten zwei innerhalb des Rahmens gelenkig verbundene benachbarte Fahrzeuge
gelenkig faßt, wobei zwischen ,diesen Punkten eine idie geringen Längenänderungen
bei der Kurvenfahrt ausgleichende Verbindung besteht. Diese Bauart e:imöglicht in
einfacher und zuverlässiger Weise einen Schienenzug mit radial und gegebenenfalls
überradial steuerbaren Radsätzen, mit dem für Vor- und Rückwärtsfahrt auch Gleisbögen
starker Krümmung mit hoherGeschwindigkeit ohneEntgleisungsgefahr gleich gut durchfahren
werden können. Die erfindungsgemäße Bauart ergibt auch eine einfache Über-Steuerung
.der Radachsen, indem ein Ende des Radsatzes drehbar und längs verschiebbar am Rahmen
gelagert ist und durch eine Steuerstange gelenkt wird, die an einem Kolbeneines
Druckzylinders angeschlossen ist undbei niedrigenGeschwindi.gkeiten die Achswelle
des Radsatzes in ihrer Mittelstellung starr im Rahmen hält, bei höheren Geschwindigkeiten
aber durch Beaufschlagüng des Kolbens mit einem Druckmittel eine horizontale Winkelverschiebung
der Achswelle im Rahmen und dadurch eine Übersteuerung des Radsatzes ermöglicht.
Eine andere.durchdie erfindungsgemäßeBauart ermöglichte Übersteuerung .des zwischen
je zwei Fahrzeugen angeordnet-en Radsatzes besteht darin, d'aß der Radsatz je nach
der Fahrtrichtung mit einem der beiden Fahrzeuge fest verbunden wird, so daß dieser
Radsatz zum nachlaufenden Radsatz wird, wobei der Rahmen je nach Fahrtrichtung durch
einen auf der einen Fahrzeugseite angeordneten Bolzen, der durch den Druckzylinder
betätigt werden kann, horizontal urdrehbar mit dem Wagenkasten des Fahrzeuges verbunden
wird, während der Bolzen auf der anderen Seite. des Rahmens selbsttätig aus seiner
Verbindung mit dem Rahmen gelöst wird.
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Die Übersteuerung der Radsätze kann von verschiedenen Faktoren abhängig
,gemacht werden, wie Fliehkraft. Fliehkraftüherschuß oder Fahrgeschwindigkeit. Die
Übersteuerung kann auch von Hand oder durch bekannte Einrichtungen oder Mittel der
inneren oder äußeren Zugbeeinflussung bewirkt werden. Die Bauart gemäß der Erfindung
ist besonders vorteilhaft für die Übersteuerung der Rad-Sätze in Abhängigkeit von,der
Winkelgeschwindigkeit geeignet. Hierbei kann die Winkelgeschwindigkeit,
wie es z. B. bei Kontrollfahrzeugen geschieht, durch ein einfaches Kreiselgerät
festgestellt werden, dessen Zeiger die gerade Richtung beibehält, während der Wagenkasten
sich unter ihm dreht. Von der Geschwindigkeit, mit der sich .diese beiden Anzeigen;
der Zeiger des Kreiselgerätes und -der Index des Fahrzeuges, :begeneinander drehen,
wird durch entsprechende servomotorische Einrichtung die Übersteuerung der Radsätze
bestimmt. Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen
veranschaulicht.
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Gemäß Abb. i sind Triebwagen t an beiden Enden des Zuges und Anhängewagen
s zwischen den Triebwagen zu einer geschlossenen Einheit gelenkig verbunden. Die
einzelnen Fahrzeuge stützen sich auf zwischen ihnen gelagerte Radsätze, während
an ,den Enden des Zuges Drehgestelle mit bogensenkrecht gesteuerten Radsätzen oder
aber durch Fühlradsätze gesteuerte Einzelradsätze ,angeordnet sind.
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Abb.2 zeigt eine Darstellung der gesteuerten Lenkradsätze, welche.zwischen
zwei aneinander angelenkten Fahrzeugen angeordnet sind, wobei a -und b die geometrischen
Längsachsen zweier in einem gemeinsamen Drehpunkt c horizontal drehbar miteinander
verbundener Fahrzeuge sind, mit welchen auch der Rahmen f, in welchem der Radsatz
g gelagert ist, in .den Punkten d, e gelenkig verbunderi.
ist. Der
Radsatz - ist finit dein Rahmen f so verbund-en, daß er sich wohl vertikal federnd
gegen diesen verschieben kann, jedoch horizontal so unverrückbar mit ihm gekuppelt
ist, daß sich beide Teil-, horizontal wie ein fester Körper bewegen.
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-Bei dem baulichen Ausführungsbeispiel solcher, Bewegungsfreiheit
nur in zur Drehachse senkrechten Ebenen zulassenden Gelenkstellen nach Abb. z a
liegt das eine Gelenkteil mit einer bogenförmig ausgebildeten Bohrung zz ohne radiales
Spiel an dem Drehzapfen z und mit flach gewölbtenFlächen v an den Innenflächen der
Gabel w des anderen Gelenkteils an.
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Die Drehpunkte d, e sind in .der Mitte zwischen den Rädern in den
Drehgestellrahmen f angeordnet und verbinden dort die Wagenkästen in den geometrischen
Achsen ä und b gelenkig mit dem Rahmen f und einer zwischen den Punkten
d, e an-geordneten Distanzstange h.
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Abb. 2 zeigt das Radgestell f in seiner Lage zu den geometrischen
Längsmittelac'hsen a, b der Wagenkästen während der Durchfaihrt durch. einen
Bogen. In dieser Stellung bilden die geometrischen Längsmittelachsen a und
b mit .der Verbindungsstange lc einen Winkel a, d. h. das Dreieck
d c e ist gleichschenklig, da die Seiten dc und ec gleich groß sind. Somit
halbiert auch die Achswelle des Radsatzes g den Winkel y an der Stelle :des Gelenkes
c benachbarter Wagenkästen, wodurch,der Radsatz _; in eine radiale Stellung zum
Gleis gezwungen wird, da die Achs"velle senkrecht auf de steht und somit
auch senkrecht zur Tangente des Kreisbogens im Berührungspunkt der Räder mit den
Schienen. Durch das Ausschwenken der ;geometrischen Fahrzeuglängsmittelachsen a
b im Gleisbogen ändern sich die Längen de und ec, jedoch ist bei den Gleisbögen
der Voll-- und Nebenbahnen diese Längeniind erung so gering, .daß sie sich durch
elastisch nachgiebige Lagerung, wie z. B. Silentblocks, oder die Elastizität der
Lagerung selbst kompensieren läßt. Durch diese einfache Lenkung lassen sich alle
Räder zwischen den Fahrzeugen tangential zum Gleisbogen einstellen.
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Will man die Räder überradial einstellen, so daß die Außenräder von
der Außenschiene nach der Innenseite des Bogens .zu abstreben, so kann man die gleiche
Lenkanordnung mit folgender Abänderung verwenden. Die Achswelle des Radsatzes wird
nur an einem Ende mit dem Rahmen f horizontal uriverschiebbar verbunden, mit dem
anderen Ende aber um ein geringes Maß in der Tangentenrichtung vor- oder rückwärts
horizontal verschiebbar angeordnet, so daß sie sich aus der senkrechten Stellung
zu den Längsträgern des Rahmens f um einen kleinen Winkel verdrehen läßt. Die Achswelle
des Radsatzes g ist mit einer Lenkstange i verbunden, deren anderes Ende z. B. mit
dem Kolben eines Luftzylinders ?z verbunden ist, der von beiden Seiten beaufschlagt
werden kann. Je nachdem die eine oder andere Seite beaufschlagt wird, kann der Radsatz
nach der einen oder anderen Seite schräg zu seiner Mittelstellung verschoben werden,
indem beim Durchfahren einer Linkskurve die eine und beim Durchfahren einer Rechtskurve
die andere Zylinderseite unter Einwirkung eines Fliehkraftpendels beaufschlagt wird.
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In der Mittelstellung wird der Radsatz durch eine Sperrung in seiner
Lage gehalten, die ebenfalls erst bei Lufteinleitung in den Zylinder durch eine
Hilfseinrichtung gelöst wird. Die Beaufschlagungdes Luftzylinders muß nun so erfolgen,
,daß das Rad an der Außenschiene in der Fahrtrichtung nach vorn gegenüber dem Rad
an der Innenschiene verschoben wird. Es müssen somit die beiden Kammern .des Luftzylinders
h je nach der Fahrtrichtung entgegengesetzt beaufschlagt werden, was durch folgende
Steuerungseinrichtung geschehen kann: Auf der Achswelle des Radsatzes sitzen zwei
Mitnehmer, deren jeder in verschiedener, aber nur einer Drehrichtung fest mit der
Achswelle verbunden ist. je nach der Drehrichtung wird der eine oder andere Mitnehmer
mitgenommen und verstellt somit einen Hahn, welcher -die Beaufschlagung in der einen
oder anderen Bewegungsrichtung steuert. Auf -diese Weise wird je nach der Fahrtrichtung
und Fliehkraft der Radsatz g in die gewünschte Lagegebracht.
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Diese, Anordnung läßt sich auch für sich unabhängig voneinander drehende
Räder ausführen. Eine andere Einrichtung zur überradialen Einstellung der Räder
zeigen Abb. 3 und q.. Auch bei dieser Einrichtung sind die Wagen untereinander durch
eine einfache Gelenkverbindung c, wie in Abb. 2 beschrieben, verbunden, jedoch dreht
sich um die Achse dieses Gelenks ein einachsiges Radgestell m, das durch eine von
der Drehrichtung des Rades abhängige Steuerung entweder mit dem einen oder .anderen
Wagenende horizontal uridrehbar verbunden wird, so daß das Rad während des Bogenlaufs
von der äußeren Schiene abstrebt. Letzteres gilt, wie bereits erwähnt, nur für eine
bestimmte Fahrtrichtung, wenn. das Radgestell mit einem bestimmten Wagenende fest
verbunden ist, so daß also bei Fahrzeugen mit wechselnder Fahrtrichtung das Radgestell
je nach der Fahrtrichtung mit dem einen oder anderen Wagenende horizontal urdrehbar
gekuppelt werden muß. Dies kann beispielsweise dadurch herbeigefiihrt -werden, ,daß
an jedem Wagen-.ende Druckzylinder n mit beiderseitiger Beaufschlagung so angeordnet
werden, daß ihre Längsachse vertikal stellt, und daß mit dem Kolben eine Kolbenstange
fest verbunden ist, deren äußeres Ende in einem Bolzen o endigt, welcher zwecks
leichter Einführung in das Bolzenloch p im Bügel q
des Radgestells m mit konischer
Spitze versehen ist. Je nachdem, ob die eine oder andere Seite des Kolbens beaufschlagt
wird, hebt sich der Bolzen o nach oben aus dem Bolzenloch p heraus, oder er wird
in .das Bolzenloch hineingetrieben. Im ersteren Falle ist .das Radgestell mit dem
betreffenden Wagenende entkuppelt, im zweiten Falle gekuppelt. Die Steuerung ist
so eingerichtet, daß das Radgestell nur immer von einem Bolzen erfaßt wird, während
das andere Bolzerlloch keine Verbindung mit dem entsprechenden Bolzen des anderen
Druckzylinders n bat. Es wird somit für jedes Radgestell der eine
Druckzylinder
von der einen und der andere von :der anderen Richtung beaufsGhlagt. Von einem Druckbehälter
wird das Druckmittel gleichzeitig einem der .dem Radgestell zugeordneten Druckzylinder
unterhalb, :dem anderen oberhalb :des Bolzens o zugeführt, während bei Änderung
der Fahrtrichtung .die entgegengesetzten Kolbenflächen heauf-schlagt werden. Diese
Umsteuerung erfolgt zweckmäßig im geraden Gleis, wenn die im Radgestell befindlichen
Bolzenlöcher in. der Längsachse :des Gleises liegen, wie die Druckzylinder auch.
Sie erfolgt einfach .durch Umstellung eines Hahnes, der von den beiden die Zylinder
beaufschlagenden Druckleitungen jeweils die eine oder andere mit :dem Druckbehälter
oder der freien Luft in Verbindung bringt. Diese Steuerbetätigung muß von der Drehrichtung
des Rades abhängig sein, was durch zwei auf der Achswelle des Radsatzes g sitzende
Mitnehmer erfolgt, von denen :der eine aber nur in einer Drehrichtung mit derAchswelle
kraftschlüssig verbunden ist, während dies bei dem anderen M.itnehmer nur für die
entgegengesetzte Drehrichtung zutrifft. Auf :diese Weise kann jetzt das Hahnküken
.durch eine Gestängeanordnung einmal nach der einen oder anderen Seite verdreht
und die Steuerung im gewünschten Sinne beeinflußt werden. Statt Druckluft oder Druckflüssigkeit
ist auch Elektrizität als Energieträger verwendbar; Idas vorbeschriebene'Beispiel
stellt nur eine der vielen möglichen Betätigungsarten dar.