DE1012321B - Querkupplungsverbindung der Fahr- oder Drehgestelle eines Schienenfahrzeugs mit drei mindestens zweiachsigen Fahr- oder Drehgestellen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Querkupplungsverbinr dung der Fahr- oder Drehgestelle eines Schienenfahrzeugs mit drei mindestens zweiachsigen Fahr- oder Drehgestellen, von denen das mittlere Gestell gegenüber den beiden Außengestellen und/oder einem gemeinsamen Fahrzeugkasten seitenverschiebbar ist.

Es ist bekannt, die Enden des Mittelgestells eines dreiteiligen Schienenfahrzeugs unmittelbar mit den diesem Mittelgestell zugekehrten Enden der Außengestelle quer zu kuppeln, wodurch eine Verbesserung der Anlaufverhältnisse und eine Verringerung der Spurkranzdrücke des Mittelgestells erreicht wird.

Ein Nachteil dieser bekannten Ausführungsform der Querkupplungen liegt jedoch darin, daß die Querkupplungskräfte vom Ausmaß der Quer- und Winkelausschläge selbst abhängig sind und daß die Ermittlung der tatsächlich auftretenden Kräfte recht verwickelt ist. Ferner müssen die beiden Querkupplungen in bestimmten Lagen angeordnet sein, die durch die geometrische Einstellung des Fahrzeugs in der Kurve bestimmt .sind. Dies hat aber zur Folge, daß man in der Wahl der Größenverhältnisse der Spurkranzentlastungen von Vorder- und Hinterradsatz nicht mehr frei ist.

Ferner ist schon bekanntgeworden, zur Verbindung zweier Fahrgestelle dreiteiliger Schienenfahrzeuge in der Querrichtung nachgiebige Gelenkkupplungen vorzusehen, die aus zwei gleich langen, entgegengesetzt gerichteten und an den Längsträgern des einen Fahrzeugs angelenkten Laschen bestehen, an denen eine quer liegende Platte gelenkig befestigt ist, die den Angriffspunkt eines Kupplungsgliedes des benachbarten Gestells bildet. Diese bekannte »Franco«- Gelenkkupplung dient jedoch praktisch nur zur Übertragung von Längskräften; sie hat die Aufgabe, die freie Einstellbarkeit der Endgestelle in Gleiskrümmungen nicht zu behindern.

Die »FrancoK-Gelenkkupplung ist bereits mit Rückholfedern versehen worden, über die beim Auslenken der Kupplung auch geringe Ouerkräfte von den Enden der Außengestelle auf den Rahmen des mittleren Gestells übertragen werden, wobei dann gegebenenfalls auch über diesen Rahmen eine mittelbare Übertragung von Querkräften an das gegenüberliegende äußere Gestell erfolgen kann. Unter Berücksichtigung der von den Rückholfedern aufgenommenen Ouerkräfte wirkt also· die »Franco«-Kupplung in gewissem Ausmaß wie die Querkupplungen der eingangs erwähnten dreiteiligen Schienenfahrzeuge; sie hat dann auch die gleichen Nachteile.

Durch die Erfindung wird bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden; der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, daß als Querkupplungsverbindung der Fahr- oder Drehgestelle eines Schienenfahrzeugs mit Querkupplungsverbindung der Fahroder Drehgestelle eines Schienenfahrzeugs mit drei mindestens zweiachsigen
Fahr- oder Drehgestellen

Anmelder:

Schweizerische Lokomotiv-
und Maschinenfabrik,
Winterthur (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 30. März 1955

Dr.-Ing. Gaston Borgeaud, Winterthur (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

drei mindestens zweiachsigen Fahr- oder Drehgestellen die einander zugewandten Enden der beiden Außengestelle in Querrichtung in bei Schienenfahrzeugen mit zwei Drehgestellen bekannter Weise mittels eines Parallelführungsgestänges miteinander gekuppelt sind und daß dieses Gestänge am Mittelgestell, und zwar in zwei in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordneten Punkten, seitlich ausschwenkbar angelenkt ist, so daß die Enden der beiden. Außengestelle sich gegenüber dem Mittelgestell seitlich frei bewegen können, ihre Verbindungsgerade¹ aber stets parallel zur Längsachse des Mittelgestells bleibt.

Bei einer derartigen Querkupplungsverbindung kann das Mittelgestell die von den beiden Außengestellen aufeinander übertragenen Querkräfte lediglich durch seine Verdrehung gegenüber der Gleisachse, nicht aber durch seine Seitenverschiebung beeinflussen. Außerdem werden die Spurkranzdrücke des Mittelgestells verringert und seine Winkelstellung zum Gleis verbessert.

Eine Querkupplungsverbindung zwischen den Drehgestellen eines Schienenfahrzeugs, das nur zwei mindestens zweiachsige Fahr- oder Drehgestelle enthält, die einen verhältnismäßig großen Abstand voneinander haben, ist bereits in Form eines die einander zugewandten Enden, der. beiden Drehgestelle unmittelbar miteinander kuppelnden Gestänges bekanntge-

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worden. Dieses Querkupplungsgestänge ist jedoch an lungskräfte irgendwie zu verändern. Eine zweite, " dem Fahrzeugrahmen gelagert, der seinerseits über ebenfalls erwünschte Auswirkung — eine Folge der_; |i_: die Drehzapfen mit den Drehgestellen verbunden ist. ersten — besteht darin, daß die Querkupplungsstangen 'ζ Durch die Lagerung des Gestänges in dem Fahrzeug- 13 nicht wie im Fall der eingangs erwähnten getrenn- , ' i rahmen ergeben sich Reaktionskräfte in den Dreh- 5 ten Verkupplung an bestimmter Lage zwischen dem,

zapfen, die auf die Triebgestelle übertragen werden Mittel- und den Endgestellen liegen müssen, sondern™ ^|i|ll!|!"

und die durch die Verwendung des Querkupplungs- im Gegenteil in beliebigem Abstand m voneinander ,, i gestänges angestrebte Wirkung stark abschwächen. Es angeordnet werden können. Eine größere Distamäe- »' tritt beim Befahren einer Gleiskrümmung im vorderen rung des Anlenkpunktes 6 von der betreffenden End- : Drehgestell eine nach der Innenseite, im hinteren io gestellinnenachse begünstigt namentlich eine VerDrehgestell eine nach, der Außenseite des Gleisbogens minderung des Spurkranzdruckes 1S₁ der in Richtung_; gerichtete Kraft auf; die an dem hinteren Gestell an- des Pfeiles 20 voranlaufenden Drehgestell achse. > '■*

greifende Kraft hebt die auf dieses Gestell mittels Aber nicht nur auf die Endfahrgestelle, sondern ; κ'

des Gestänges übertragene Querkupplungskraft zum auch auf das Mittelfahrgestell habin die geschilderten . ^:

großen Teil auf. " 15 Maßnahmen einen günstigen Einfluß bezüglich ver- : k

Eine derartige Beeinträchtigung der Wirkung eines minderter Spurkranzdrücke. Denn die in den beiden I die beiden Endgestelle unmittelbar kuppelnden Ge- Kupplungsstangen 13 wirkenden Querkupplungs- istänges ist gemäß der Erfindung vermieden, weil das kräfte Q treten bei symmetrischer Anordnung stets ΐ Querkupplungsgestänge¹ an dem Mittelgestell ange- paarweise und gegengleich auf und bewirken ent-'■?■'$. lenkt ist, das gegenüber den beiden Außengestellen 20 sprechende seitliche Entlastungskräfte an den Auf^ f

und/oder einem gemeinsamen Fahrzeugkasten Seiten- Standspunkten der Mittelgestellräder. Dieses,:;., $|||*τ:"ί "^:

verschiebbar ist; irgendwelche Reaktionskräfte¹ auf lastungsmoment M beträgt M = Q ■ m. "^:i''V·., .',., ^

den Fahrzeugkasten und damit auf die Drehgestelle Bekanntlich, ist beim Bogenlauf die voranlaufende : fr

des Fahrzeugs beeinträchtigen infolgedessen die Wir- Achse eines freien Fahrgestells stets bestrebt, am ■" kung des Querkupplungsgestänges nicht, welches 25 äußeren Schienenstrang anzulaufen. Die nachlaufende ^:"_:

außerdem nunmehr auch auf das Mittelgestell im Achse wird hingegen je nach Radstand und Bogen- ":

Sinne von dessen richtiger Lage zu den Schienen ein- halbmesser am irmern Schienenstrang oder in einer !'

wirkt. - Zwischenlage laufen. Die dabei auftretenden Einstell- , |:

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des winkel der Fahrgestellängsachsen gegenüber der Gleis- fc

Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt 30 achse sind in Fig. 2 mit α, β und γ eingetragen. Wie ;

Fig. 1 den Aufriß eines Schienenfahrzeugs mit drei bereits geschildert, wirkt die die beiden End- |

zweiachsigen Fahrgestellen in schematischer Dar- gestelle I₁ 2 miteinander verbindende Querkupplungs- ':*

stellung, vorrichtung 10 bis 14 auf eine Verminderung ihrer £

Fig. 2 den Grundriß dazu, wobei angenommen ist, Einstellwinkel α und β hin. Im gleichen günstigen '

daß sich das Fahrzeug in einem Gleisbogen befinde 35 Sinn wirkt sich der Einfluß des um den Einstell- "■ (zur besseren Veranschaulichung der Winkelverhält- winkel γ geneigten· Mittelgestells 3 auf die beiden End- 5

nisse sind Einzelheiten stark verzerrt dargestellt), gestelle 1, 2 aus, indem sich seine geneigte Lage über

Fig. 3 die Mittelpartie der in Fig. 2 gezeigten An- die Lager 11 auf die Kupplungselemente 10, 13 ttnd &

Ordnung in größerem Maßstab, somit auf die Drehgestellenden 6 überträgt. ;_: ;>

Fig. 4 einen Seitenriß dazu im Querschnitt nach der 4° Beim Auftreten von Seitenstößen oder von größeren .: ;■

Schnittlinie IV-IV der Fig. 3, ■ Einstellkräften wirkt die Rückstellfeder 14 je nach ·,:/\_::>:

Fig. 5 und 6 dieselbe Mittelpartie wie Fig. 3, aber dem Grad ihrer Vorspannung stoßdämpfend und nach- V

mit anderen Gestängeausbildungen, giebig auf die Übertragungsvorgänge der Querkräfte. ';'

Fig. 7 einen Längsschnitt in größerem Maßstab der Optimale Verhältnisse zwischen den verschiedenen in Fig. 3 bis 6 schematisch dargestellten Rückstell- 45 Einstellwinkeln und Führungsdrücken lassen sich federn. durch passende Wahl des Abstandes m zwischen den

Das in den Fig. 1 bis 4 schematisch dargestellte Drehgestellenden 6 herbeiführen. '

Schienenfahrzeug besitzt zwei als Drehgestelle I₁ 2 Gemäß einem zweiten, aus Fig. S ersichtlichen Aus- ;■.;

ausgebildete und mit Dreieckrahmen 4 versehene End- führungsbeispiel besitzt das auf dem Mittelfahr- ?; fahrgestelle sowie ein Mittelfahrgestell 3. Der Fahr- 50 gestell 3 befindliche Kupplungsgestänge zwei Winkel- ;;,;. zeugkastenö stützt sich in nicht näher gezeigter Art hebel 15, die in bezug auf die Gestellmitte symmetrisch ■:' auf die Fahrgestelle und ist durch die Drehzapfen 7 und an vertikalen Zapfen 16 schwenkbar angeordnet i, geführt. sind. Deren einander zugekehrte Hebelarme sind durch f;

Die einander zugekehrten Enden 6 der Drehge- die gefederte, etwa in Längsrichtung liegende Stange stelle I₁ 2 sind in Querrichtung mittels eines Gestänges 55 17 gekuppelt, während die voneinander abgekehrten _;i miteinander gekuppelt, das aus der in Lagern 11 ange- Hebelarme 12 mit den beiden Drehgestellenden 6 | lenkten Welle 10, aus zwei an ihr befestigten, gleich durch Stangen 13 verbunden sind. Man überzeugt sich „S langen und parallel zueinander stehenden Hebeln 12 leicht, daß diese Ausführungsart in gleicher Weise _s und ferner aus zwei die Hebelenden mit den Dreh- wie diejenige des ersten Ausführungsbeispieds wirkt. | gestellenden 6 miteinander verbindenden Stangen 13 ⁶° Beim dritten Ausführungsbeispiel, das aus Fig. 6 :;' besteht. Die eine dieser Verbindungsstangen ist mit ersichtlich ist, sind wieder zwei mittensymraetrisch ^! einer vorgespannten, aus Fig. 7 näher ersichtlichen angeordnete Hebel 18 vorgesehen. Aber die Hebel- j Rückstellfeder 14 ausgerüstet, so daß die Stange so- arme sind hier gestreckt, und die gefederte Kupp- ;, wohl auf Zug- als auch auf Druckbeanspruchung lungsstange 17 liegt etwa in Fahrzeugquerrichtung, elastisch arbeiten kann. 65 Je nach Platzverhältnissen wird man die eine oder

Eine erste, vorteilhafte Auswirkung dieser seitlich andere der gezeigten Gestängeanordnungen oder sonst ;_:* ausschwenkbaren Anlenkung des Querkupplungs- passende Bauarten gleicher Wirkung verwenden. ΐ

gestänges besteht darirr, daß das Mittelfahrgestell 3 In allen drei Ausführungsbeispielen sind gleiche |

um einen beliebigen. Betrag α seitlich auslenken kann, Kupplungsgestängeverhältnisse für das vor- und das | ohne dadurch Größe oder Richtung der Querkupp- 70 nachlaufende Enddrehgestell vorgesehen, weshalb die |

beiden einander entgegengesetzt gerichteten Querkräfte Q stets gleich groß ausfallen. Eine solche Anlage wird im allgemeinen für Fahrzeuge verwendet werden, die in beiden Fahrtrichtungen verkehren. Anderseits ist für Fahrzeuge, die vorwiegend in einer Richtung zu fahren haben, eine unsymmetrische Bemessung des Kupplungsgestänges unter Umständen vorteilhafter. Die eine Kupplungskraft fällt dann größer aus als die andere, so daß es dadurch möglich wird, die Verteilung der durch die Kupplung entstehenden Spurkraiizdruckverminderungen zu beeinflussen. Dies kann z. B. so durchgeführt werden, daß die beiden Hebel 12 oder die Hebelarme 15 und 18 je ungleich lang bemessen werden. Zufolge einer solchen Ungleichheit tritt dann auf das Mittelgestell nicht nur ein Einstellmomenit M, sondern noch eine freie Querkraft auf, was aber bei in nur einer Richtung verkehrenden Fahrzeugen ebenfalls von Vorteil sein kann. Eine weitere Unsymmetrie könnte auch dadurch hereingebracht werden, daß die beiden Stangen 13, welche die Endgestellenden 6 mit dem Gestänge 10, 12 verbinden, in ungleichen Abständen von der Mitte des Mittelgestells angeordnet werden.

Anstatt nur eine Kupplungsstange mit Rückstellfeder 14 auszurüsten, könnte man auch weitere Stangen mit einer solchen versehen, welche dann gleich oder ungleich vorgespannt sind oder unter Umständen mit Spiel arbeiten, so daß Kupplungskräfte erst auftreten können, nachdem dieses Spiel durchlaufen ist. Das Arbeitsspiel kann auch an anderer Stelle des Gestänges vorgesehen sein. Um umgekehrt eine spielvermindernde Wirkung im Gestängeaufbau zu erzielen, könnten die Gelenke mit Gummibüchsen ausgerüstet werden. Im ersten Ausführungsbeispiel könnte auch eine zweiteilige Welle 10 mit dazwischengeschalteter drehelastischer Feder 14' verwendet werden.

Das beschriebene Querkupplungssystem ist ferner auch auf Schienenfahrzeuge anwendbar, deren drei Fahrgestelle anders angeordnet sind als gezeichnet, z.B. auf eine Lokomotive der Bauart 2—D —2, bei welcher die beiden voran- und nachlaufenden Fahrgestelle als zweiachsige, seitenbewegliche Laufgestelle ausgebildet sind, während das Mittelfahrgestell als vierachsiges Triebgestell gebaut und mit dem Fahrzeugkasten seitlich unverschieblich verbunden ist.

Die Unteransprüche haben keine selbständige Bedeutung, sondern gelten nur in Verbindung mit Anspruch 1 bzw. dem oder den Ansprüchen, auf die sie zurückbezogen sind.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   wandten Enden (6) der beiden Außengestelle (1,2) in Querrichtung in bei Schienenfahrzeugen mit zwei Drehgestellen bekannter Weise mittels eines ■Parallelführungsgestänges (10 bis 14) miteinander gekuppelt sind und daß dieses Gestänge am Mittelgestell (3), und zwar in zwei in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordneten Punkten (11, 16), seitlich ausschwenkbar angelenkt ist, so daß die Enden (6) der beiden Außengestelle sich gegenüber dem Mittelgestell seitlich frei bewegen können, ihre Verbind.unigsgerade aber stets parallel zur Längsachse des Mittelgestelles bleibt.
2. 2. Querkupplungsverbindung nach Anspruch 1, welche zur Übertragung der Querkupplungskräfte vom einen zum anderen Endfahrgestell eine in Längsrichtung angeordnete Welle und zwei mit dieser fest verbundene und parallel zueinander liegende Hebel aufweist, deren Enden mit den beiden Endfahrgestellen durch quer liegende Verbindungsstangen gelenkig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Welle (10) am Rahmen des Mittelfahrgestells (3) und parallel zu dessen Längsachse verlaufend gelagert ist.
3. 3. Querkupplungsverbindung nach Anspruch 1, welche zur Übertragung der Querkupplungskräfte vom einen zum anderen Endfahrgestell zwei in bezug auf die Fahrzeugmitte symmetrisch zueinander angeordnete, um vertikale Achsen schwenkbare Doppelhebel aufweist, deren einander zugekehrte Hebelarme miteinander gekuppelt und deren voneinander abgekehrte Hebelarme mit den beiden Endfahrgestellen in Querrichtung gelenkig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Doppelhebel (15 bzw. 18) am Rahmen des Mittelfahrgestells (3) und symmetrisch zu dessen Mitte gelagert sind.
4. 4. Querkupplungsverbindung nach Anspruch 1 oder 2, die für ein Fahrzeug bestimmt ist, was vorwiegend in einer Fahrtrichtung verkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsgestänge (10, 12, 13 bzw. 13, 15, 17 bzw. 13, 17, 18) ungleiche Hebelverhältnisse in seiner Verbindung mit dem vorderen und dem hinteren Außengestell (1, 2) aufweist.
5. 5. Querkupplungsverbindung nach Anspruch 1 oder 4, die für ein Fahrzeug bestimmt ist, das vorwiegend in einer Fahrtrichtung verkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffspunkte der von den äußeren Gestellen (1, 2) auf das Kupplungsgestänge übertragenen Querkräfte in ungleichen Abständen von der Mitte des mittleren Gestells (3) liegen.

   1. Querkupplungsverbindung der Fahr- oder In Betracht gezogene Druckschriften:

   Drehgestelle eines Schienenfahrzeugs mit drei min- 55 Deutsche Patentschriften Nr. 446 342, 830 664, destens zweiachsigen Fahr- oder Drehgestellen, 473 036,918 934;

   von denen das mittlere Gestell gegenüber den österreichische Patentschrift Nr. 136 074;

   beiden Außengestellen und/oder einem gemein- französische Patentschrift Nr. 793 131;

   samen Fahrzeugkasten seitenverschiebbar ist, da- Zeitschrift »Elektrische Bahnen«, 1939, S. 243 bis

   durch gekennzeichnet, daß die einander züge- 60 247, und 1943. S. 153 bis 158.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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