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Rückstellvorrichtung für Laufgestelle (Dreh- oder Lenkgestelle) von
Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf Rückstellvorrichtungen für Laufgestelle
(Dreh- oder Lenkgestelle) von Schienenfahrzeugen, bestehend aus einem Paar geschichteter
und vorgespannter, die Rückstellkraft erzeugender Blattfedern, zwischen denen die
Führungselemente (Gleitstein, Drehzapfen, Führungsgehäuse) der Laufgestelle angeordnet
sind, wobei die Rückstellkraft im nachlaufenden Gestell mittels zwangläufig gesteuerter
hydraulischer oder pneumatischer Druckmittel, z. B. Druckluft, Drucköl od. dgl.,
bis auf eine vorbestimmte aus Laufsicherheitsgründen erforderliche Restkraft minderbar
ist und wobei zwischen den ein gekoppeltes Federsystem bildenden Blattfedern und
einem Schaltantrieb für das Ein- und Ausschalten der Rückstellkraft, der durch einen
zweiseitig beaufschlagbaren Kolben gebildet und durch ein fahrtrichtungsabhängiges
entlüftbares Umsteuerorgan gesteuert wird, ein selbstsperrendes Spannorgan, z. B.
Kniehebelverschluß, Spannschloß oder zwei gegenläufige hydraulische Kolben, angeordnet
ist, das in der einen Endstellung die Minderung und in der anderen Endstellung das
Einstellen der vollenRückstellkraft bewirkt. Bei diesen bekannten Rückstellvorrichtungen
wird meist die zum Umschalten benötigte Kolbenseite dauernd durch das Druckmittel
beaufschlagt, so daß infolge der kaum zu vermeidenden Undichtigkeiten des Kolbens
leicht größere Druckmittelverluste auftreten können. Weiterhin haftet diesen Rückstellvorrichtungen,
da sie zwangläufig von der Umsteuerung für die Fahrtrichtung geschaltet werden,
der Mangel an, daß eine Rückstellkraft im vorlaufenden Dreh- oder Lenkgestell bei
o-Stellung der Umsteuerung, beispielsweise bei
Talfahrten, beim
Einfahren in Bahnhöfe od. dgl., nicht mehr wirksam ist und so die Führung des Fahrzeuges
sehr beeinträchtigt wird.
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Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe darin zu sehen ist,
eine Rückstellvorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der die Rückstellkraft
stets im vorlaufenden Dreh- oder Lenkgestell wirksam ist und Druckmittelverluste
mit Sicherheit vermieden werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das fahrtrichtungsabhängige
Umsteuerorgan durch die Drehbewegung der Fahrzeugräder beeinflußt wird.
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Durch diese Maßnahmen ergibt sich neben dem Vorteil einer größeren
Wirtschaftlichkeit, da ein unnötiger Druckmittelverlust nicht mehr eintreten kann,
noch der Vorteil einer erheblich erhöhten Fahrsicherheit, weil die Beeinflussung
des Urnsteuerorgans und damit der Steuerung der Rückstellkraft jeder willkürlichen
oder irrtümlichen Betätigung entzogen ist. Außerdem wird es erst durch die erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Maßnahmen verhindert, daß bei Notbremsung durch Umlegen der Steuerung
(Gegendampf- oder Gegenstrombremsung) das bei hohen Fahrgeschwindigkeiten äußerst
gefährliche Ausschalten der Rückstellvorrichtung des führenden Dreh- oder Lenkgestells
erfolgt. Ferner können auch mit Gegendruckbremse ausgerüsteteDampflokomotiven mit
den erfindungsgemäß ausgebildeten Rückstellvorrichtungen versehen werden, da das
zum Bremsen notwendige Umlegen der Steuerung ohne Wirkung auf die Rückstellvorrichtungen
bleibt und so keine Beeinträchtigung der Führung der Lokomotive eintritt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Es zeigt Abb. i die Anordnung der Rückstellvorrichtung auf einem Lokomotivdrehgestell
im Grundriß, Abb. 2 die Anordnung des Schaltantriebes auf einer Wippe, Abb. 3 einen
Längsschnitt -durch das Umsteuerorgan und Abb. 4 einen Querschnitt durch den Antrieb
des Umsteuerorgans.
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In Abb. = sind die üblichen geschichteten, ein Federsystem bildenden
Blattfedern i einer an sich bekannten Rückstellvorrichtung über ihren Federbund
2 und die Druckstößel 3 auf die ebenfalls bekannten Führungselemente von Laufgestellen
(Gleitstein 4 im Führungsgehäuse 5 und Drehzapfen 6) wirksam. Die Blattfedern i
sind paarweise an einem jeweils quer zur Fahrtrichtung gegenüberliegenden Ende über
ein Spannschloß 7, am anderen Ende über ein selbstsperrendes Spannorgan, beispielsweise
einen aus den Hebeln 8, 9 bestehenden Kniehebelverschluß, kraftschlüssig gekoppelt.
An Stelle des Kniehebelverschlusses können als Spannorgan auch zwei gegenläufige,
in einem Zylinder angeordnete, hydraulisch beaufschlagte Kolben vorgesehen werden.
Der Schaltantrieb und das übertragungsmittel zur Betätigung des Kniehebelverschlusses
8, 9, io (Spannen bzw. Entspannen) besteht aus einem zweiseitig beaufschlagbaren,
in einem Luftzylinder i i geführten Kolben 12, Kolbenstange 13 und Zwischenstange
14, die an dem Hebel 9 des Kniehebelverschlusses angreift und den aus der Wirkungsweise
des gekoppelten Federsystems beim Kurvenlauf herrührenden Querbewegungen folgen
kann. Der Drehpunkt io des Spannhebels 9 ist also fliegend angeordnet; er erhält
jedoch eine gewisse Drehführung durch die über und unter dem Kniehebelverschluß
vorgesehenen Verbindungslaschen 15, die an ihren Enden Langlöcher 16 aufweisen.
Diese dienen beim Entspannen des Kniehebelverschlusses als Hubbegrenzung für die
Federbolzen 17 der Blattfederenden. Um die beim Spannen und Entspannen aus der Kolbenkraft
herrührenden Schubwirkungen aufnehmen zu können, sind an den Verbindungslaschen
15, und zwar vorzugsweise beiderseits des Kniehebelverschlusses, das Ende je einer
Pendelstütze 18 angelenkt, während das andere Ende jeweils mit einem fest auf dem
Drehgestell angeordneten Widerlager i9 gelenkig verbunden ist. Das Einregeln der
Rückstellkraft erfolgt durch das Spannschloß 7, jedoch kann an dessen Stelle ebenfalls
ein selbstsperrendes Spannorgan vorgesehen werden. Bei Verwendung von zwei gegenläufigen,
in einem Zylinder geführten hydraulischen Kolben als selbstsperrendes Spannorgan
wirkt der durch Druckluft betätigte Schaltantrieb als Druckübersetzer auf einen
besonderen hydraulischen Kolben, von dem aus beispielsweise das Drucköl über flexible
Schläuche als übertragungsmittel und über Rückschlagventile auf die entsprechenden
Kolbenseiten der gegenläufigen Kolben strömt. Das Umsteuerorgan 2ö wird von der
Laufachse 21 über ein Übertragungsmittel, z. B. über eine biegsame Welle 22, zwangläufig
betätigt und beaufschlagt je nach Fahrtrichtung über die Leitungen der Druckluftkreise
I bzw. II den Kolben 12" der den Kniehebelverschluß 8, 9, io spannt bzw. entspannt.
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Der Luftzylinder 12 des Schaltantriebes nach Abb. 2, der gegebenenfalls
bei Verwendung eines ungleichschenkligen, am Drehgestellrahmen schwenkbar befestigten
Umkehrhebels 23 als Kraftüber- bzw. -untersetzer dienen kann, ist auf einer Wippe
24 .gelagert. Diese ist mittels der Zapfen 25 schwenkbar in einem am Drehgestellrahmen
vorgesehenen Lagerstuhl 26 angeordnet, so daß durch diese Anordnung beim Hinundhergang
der Kolbenstange 13 ein Bogenhöhenausgleich des Umkehrhebels 23 gewährleistet ist.
Zur Wahrung der Querverschieblichkeit des Kniehebelverschlusses 8, 9, 1o ist in
diesem Fall die Zwischenstange 14 über ein Kreuzgelenk 27 an dem Umkehrhebel 23
befestigt.
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In dem in an sich bekannter Weise entlüftbaren Umsteuerorgan 2o nach
Abb. 3 und 4 läuft ein Kolbenschieber 28 mit innerer Einströmung, dessen steuernde
Kanten die durch eine Bohrung 29 einströmende, vom Hauptluftbehälter kommende Luft
je nach ihrer Stellung über Ausströmbohrungen 30 bzw. 31 in die Leitungen
der Druckluftkreise I bzw. II weiterleiten. Entsprechend der jeweiligen Füllstellung
des Kolbenschiebers 28 für einen
Druckluftkreis wird der andere
über als Drosselstellen ausgebildete Entlüftungsbohrungen 32 bzw. 33 entlüftet,
von denen je eine an den Zylinderenden angeordnet ist und in der Endstellung des
Kolbenschiebers 28 geschlossen wird. Die Verstellung des Kolbenschiebers 28 in die
eine oder andere Endstellung je nach Drehrichtung der Laufachse 2i erfolgt über
die biegsame Welle 22, die mit ihrem freien Ende mit der Antriebswelle 34 des Umsteuerorgans
2o verbunden ist. Auf letzterer sind im Gehäuse 35 des Umsteuerorgans 2o zwei Zahnräder
36 unter Zwischenschaltung je eines an sich bekannten Freilaufes 37. befestigt;
wie dieser beispielsweise bei Fahrrädern Verwendung findet. Die Freiläufe 37 sind
in jedem Zahnrad 36 gegenläufig auf der Antriebswelle 34 angeordnet, so daß in einer
Fahrtrichtung nur eines der Zahnräder 36 kraftschlüssig mitgenommen wird und eine
Zahnstangenbahn 38, die in axialer Richtung mit dem Kolbenschieber 28 verbunden
ist, diesen in eine seiner beiden Endlagen verstellt. In den den beiden Endlagen
des Kolbenschiebers 28 entsprechenden Stellungen der Zahnstangenbahn 38 'hat diese
eine der Größe des eingreifenden und mitnehmenden Zahnradteils entsprechende Ausnehmung
39, so daß das mitnehmende Zahnrad reibungslos weiterrotiert, während das andere
Zahnrad im Eingriff steht und bei einem Fahrtrichtungswechsel die Zahnstangenbahn
38 bzw. den Kolbenschieber 28 in die andere Endstellung verstellt, in der es in
gleicher Weise in eine gleichbeschaffene Ausnehmung 39 eingreift und seinerseits
reibungslos weiterrotiert. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Fahrtrichtungswechsel,
so daß der Kolbenschieber 28 bei jeder Verstellung einmal den Druckluftkreis I und
das anderemal den Druckluftkreis II mit dem Hauptluftbehälter verbindet und den
vorher beaufschlagten Druckluftkreis über die als Drosselstellen ausgebildeten Entlüftungsbohrungen
32 bzw. 33 entlüftet. Die zweckmäßigerweise mit Drosselscheiben ausgerüsteten Entlüftungsbohrungen
32 bzw. 33 haben noch die weitere Aufgabe, das beim Öffnen des Kniehebelverschlusses
8, 9, io durch die Spannkraft des Federsystems der Rückstellvorrichtung bedingte
Aufreißen des Kniehebelverschlusses 8, 9, io nach Überschreitung des Kulminationspunktes
zu verhindern, weil die im Luftzylinder i i und in den Druckluftleitungen eingeschlossene
Luft nicht schnell genug entweichen kann. Sie wird dadurch von dem zurückweichenden
Kolben i2 komprimiert und wirkt als stoßdämpfender Puffer gegen die Federkraft der
geschichteten Blattfedern i.
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Durch Verwendung an sich bekannter Absperrventile 4o und Entlüftungsventile
41 (Abb. i) unter Zwischenschaltung von besonderen Drosseln in den Druckluftkreisen
I bzw. II wird die Druckluftzufuhr zu einer jeweils beaufschlagten Kolbenseite des
Schaltantriebes nach Ablauf einer gewissen Zeit seit Beginn der Beaufschlagung,
innerhalb deren der mechanische oder 'hydraulische Umschaltvorgang des Spannens
bzw. Entspannens mit Sicherheit als abgeschlossen gelten kann, automatisch abgesperrt
und der Luftzylinder i i besonders entlüftet. Durch diese Maßnahme ist die Gewähr
geboten, daß das Gestänge nach beendigtem Umschaltvorgang nicht länger unter der
Wirkung der Kolbenkräfte :des Schaltantriebes steht als notwendig ist, so :daß bei
Undichti:gkeiten in :den Leitungen die Druckluftverluste nur auf :die Dauer des
Umschaltvorganges beschränkt bleiben.