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B E S C H R E I B U N G betreffend: "Spurbahn, z.B. Eisen- oder Straßenbahn
u.dgl." Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Ausbildung von Spurbahnen,
z.B. Eisen- oder Straßenbahnen u.dgl. hinsichtlich Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit,
insbesondere aber auch der Breite der verwendeten Fahrzeuge und einer vergrEsserten
Spurweite, d.h. damit der Anpassung von Fahrzeugrädern und Gleisschienen an diese
Bedingungen. Bei den z.Zt.
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bekannten Spurbahnen werden Stahlräder verwendet, die zur Führung
im Bahngleis einen am Radkranz einseitig angeordneten Spurkranz besitzen und die
auf üblichen Stahlschienen mit einem ohienenkopf laufen. Diese Anordnung hat bis
heute ihre Brauchbarkeit erwiesen. Wenn nun jedoch die Fahrgeschwindigkeit weit
über das heute übliche Maß gesteigert werden soll, und wenn insbesondere Fahrzeuge
mit erheblich grösserer Breite und dauit breiterer Spur geplant
werden,
dann ist es ratsam, wenn nicht sogar notwendig, nicht nur die Entgleisungssicherheit
zu erhöhen, sondern auch wegen des Verschleisses von Radreifen und Schiene den Druck
der Räder auf die Schienen möglichst gering zu halten. Eine Herabsetzung dieses
Druckes hätte aber zur Polge, daß man die Zahl der Räder vermehren mußte.
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Zur Erhöhung der Entgleisungssicherheit soll die Bedingung erflillt
sein, daß die Raddrllcke eines Radsatzes auf beiden Seiten des Fahrzeuges möglichst
gleich groß sind. Diese Bedingung ist jedoch bei Verwendung breiterer Wagenkästen
und damit einer breiteren Schienenspur deshalb oft schwer zu erfüllen, weil man
nicht immer daftir garantieren kann, daß nicht auch einseitig beladene Fahrueuge
im Zug eingeatellt werden.
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Es Ist de alb bereits bei der Planung einer Großeisenbahn mit einer
Spurweite von etwa 3 m vorgeschlagen worden, eine zusätzliche Nittelschiene im Gleis
anzuordnen, die beiderseitig von Führungsrädern umfaßt, eine Entgleisung verhindern
8011. So gut dieser Vorschlag ist, so schwierig wird die technische Ausführung,
besonders wenn es sich um höchste Fahrgeschwindigkeiten handelt.
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Die Erfindung soll es demgegenüber ermöglichen, die eingangs genannten
Zwecke bei Einhaltung an sich geringer Drücke auf die Schienen so Zu erreichen,
daß gleichzeitig die Entgleisungssicherheit erhöht ist. Da nun ein relativ möglichst
großer Vertikaldruck auf der mit dem spurkranz verbundenen Radlauffläche bekanntlich
die wichtigste Größe zur Erhöhung der Entgleisungssicherheit darstellt, wird nach
dem Hauptmerkmal der Erfindung vorgeschlagen, eine Spurbahn, z.B. Eisen- oder Straßenbahn
u.dgl., bs welcher mit Stahlrädern versehene Fahrzeuge auf Stahlochienen laufen
und zur Sicherung der Fahrzeugführung die
Pahrzeugräder mit Spurkränzen
versehen sind, so auszubilden, daß die Fahrzeugräder einen etwa mittig am Umfang
ihrer Lauffläche vorstehenden Spurkranz mit konischem Querschnitt aufweisen, und
daß die Lauffläche der diesen Fahrzeugrädern zugeordneten Schienen zur Aufnahme
und Fuhrung des Spurkranzes eine in Schienenlängsrichtung verlaufende, ebenfalls
etwa mittig angeordnete Unterbrechung aufweist.
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Die erfindungsgemäß als Doppelräder ausgebildeten PahrZeugräder laufen
damit gleichzeitig auf zwei nebeneinanderliegenden Schienenteilflächen, so daß der
zwischen diesen beiden Teilflächen in die genannte Unterbrechung eingreifende mittig
angeordnete Radspurkranz auf beiden Seiten fUhren kann. Somit ist erfindungsgemäß
erreicht, daß nunmehr ein führender Spurkranz mit dem doppelten Raddruck auf das
Gleis gedrückt wird. Dadurch, daß die beiden Spurkränze eines Radsatzes an den beiden
Seiten des Fahrzeuges an der Führung beteiligt sind, ist eine weitere Sicherheit
gegen Entgleisung, insbesondere für den oben angegebenen Fall einer einseitigen
Beladung des Pahrzeuges geschaffen.
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Gemäß der Erfindung kann die Unterbrechung der Schienenlauffläche
wahlweise entweder als rinnenartige Vertiefung einer Einzelschiene ausgebildet sein
oder durch ein Schienenkopfpaar gebildet werden, so daß die Schienenköpfe dieses
Paares mit einem der Spurkranzbreite angepaßten Abstand zueinander parallel verlaufen.
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Zur weiteren Erhöhung der Entgleisungssicherheit kennzeichnet sich
die erfindungsgemäße Spurbahn durch einen gegenüber der Norm üblicher Fahrzeugräder
um etwa das Doppelte erhöhten Radspurkranz bei Verwendung von in Fahrzeugquerrichtung
paarweise einander zugeordneten Fahrzeugrädern, sowie durch eine Anordnung und Halterung
des diesem Radpaar zugeordneten Gleisschienenpaares derart,
daß
- zur Sicherung der Spurhaltung - die Toleranzen der Schienenspurweite sehr gering
gehalten sind, gemessen zwischen den führenden Flanken der äusseren Schienenteil-Lauffläche
oder dem äusseren Schienenkopf der einen Gleisschiene und der inneren Schienenteil-Lauffläche
oder dem inneren Schienenkopf der anderen Gleisschione. Hierdurch ist gewährleistet,
daß unter allen Umständen der zuerst zur Führung gelangte Spurkranz noch nicht auf
den Kopf der Schiene aufgestiegen und damit entgleist sein kann, ehe der Spurkranz
des anderen Doppeirades zur Mitführung gelangt ist.
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Die bisher verwendeten Radsätze mit zwei fest an der Radachse gehaltenen
Rädern, die konisch abgedrehte Laufflächen aufweisen, bewirken ohne Mitwirkung des
Spurkranzes eine gewisse Selbstführung. Um diesen Vorteil auch bei den erfindungsgemäßen
Doppelrädern zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß beide beiderseits
des Spurkranzes vorgesehene Radlaufflächenteile zur Gleismitte hin gleich innig
geneigte Kegelflächen bilden. Die Durchmesser der Laufkreise der beiden Rad seiten
sind dann immer etwa gleich groß.
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Bei Verwendung von sogenannten Losrädern erreicht man erfindungsgemäß
die Eigenführung dadurch, daß die beiden beiderseits des Spurkranzes vorgesehenen
Radlauff).ächenteile Kegelflächen bilden, die symmetrisch zum Spurkranz gegensinnig
geneigt verlaufen. Weiter ist gemaß der Erfindung zu dein Zweck, daß jedes der beiden
Losräder eines Satzes - s.B. bei Ungenauigkeiten in der Spurweite -seine eigene
ausgeglichene Doppelkeilstellung zwischen den beiden Gleisschienen einnehmen kann,
vorgesehen, einem der beiden Losräder eine geringe seitliche Verschiebbarkeit gegenüber
dem anderen Losrad zu geben.
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Man kann jedoch erfindungsgemäß auch z.B. den Ausgleich scitlicher
Kräfte, wie Winddruck oder Fliehkraft, vom Wagenkasten auf die beiden Losräder bzw.
deren Spurkränze elastisch oder durch Hebelwirkung erreichen. Zu diesem Zweck ist
vorgesehen, daß die Losrader über ein Ausgleichsgetriebe miteinander verbunden sind,
welches am Wagenkasten des Fahrzeuges angebrach-t und derart ausgebildet ist, daß
auf den Wagenkasten einwirkende Kräfte (Fliehkraft' Winddruck) von beiden Losrädern
gleichmäßig aufgenommen werden. Anstelle eines Hebelgetriebes können auch gegenläufige
Spindeln oder andere ähnlich wirkende Bauelemente vorgesehen sein.
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Einen elastischen Ausgleich der Drücke der Laufflächen eines Rades
auf die Schienen kann man erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß der Spurkranz fest
mit der Felge des Doppelrades verbunden ist, während sich einer oder auch beide
Laufreifen in bekannter Weise über elastische Zwischeneinlagen auf der 1elge abstützen.
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Da die Drücke der bein Laufflächenteile eines erfindungsgemäßen Doppelrades
auf die zugeordnete Schiene möglichst gleich groß sein sollen, was nur bei genau
gleichen Durchmessern beider Laufkreise und exakt gleicher Höhenlage beider Schienen
des Gleises der Fall wäre, ein Zustand, mit dem praktisch nicht immer gerechnet;
werden kann, wird noch ein weiteres Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß sich
die Gleisschienen über eine elastische Unterlage auf dem Schienenunterbau abstützen,
wobei diese Unterlagen, z.B. Gummiplatten oder ähnliche elastische Foderkörper sein
können, so beide Gleisschienen beim Befahren gleichmässig an den Doppelrädern anliegen.
Hierbei ist es wahlweise möglich, daß entweder bei Verwendung einer Doppelschiene
in Form von zwei Einzelschienen je
Fahrzeugrad beude Einzelschienen
auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet sind, die sich bei üblicher Schragneigung
zur Gleismitte hin über eine elastische Unterlage auf dem Schienenunterbau abstützt,
oder daß bei Verwendung einer Doppelschiene in Form von zwei Einzelschienen je Pahrzeugrad
für jede Einzelschiene eine gesonderte elastische Unterlage vorgesehen ist, mit
der sie sich auf einer beiden Einzelschienen gemeinsamen Grundplatte abstützen,
die ihrerseits auf dem Schienenunterbau angeordnet ist.
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Um stets zu erreichen, daß die Laufflächenteile der Doppelräder möglichst
gleichmäßig abgenützt werden, wodurch die unangenehmen Einbuchtungen in der Iauffläche
der Räder erheblich vermindert werden können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß
die beiden Iaufflächenteile bzw Schienenköpfe der Gleisschienen mit veränderbarem
seitlichen Abstand voneinander verlaufen, so daß die Laufflächen am Schienenkopf
gleichmäßig bestrichen werden.
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Bei einem Gleis mit Doppeischienen gemäß der Erfindung ist es nicht
besonders schwierig, beide Schienen bei Weichen oder Kreuzungsstücken mit einer
entsprechenden Konstruktion durchzuführen. Diese Weichen oder Kreuzungsstücke werden
lediglich etwas aufwendiger. Es ist jedoch bei Verwendung der erfindungsgemäßen
Doppelräder such in vorteilhafter Weise möglich, daß man dann, wenn man die beiden
Innenschienen des Gleises wegläßt, normale Weichen verwenden kann. In diesem Fall
läuft nur jeweils die äussere Radhälfte durch die Weiche oder Uber die Kreuzungsstücke,
was bei ermäßigten Geschwindigkeiten keine Schwierigkeiten ergibt.
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Nachstehend wird die Erfindung für bevorzugte Ausführungsbeispiele
anhand schematischer Zeichnungen erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäß
ausgebildeten Fahrzeugdoppelrades mit Zugeordneter Doppelgleichsschiene, Fig. 2
ist eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausführungs form der gleichen Teile, Fig.
3 zeigt für sich allein einen Teilschnitt durch ein Fahrzeudoppelrad der Erfindung
für eine weitere abgeänderte Ausführungsform, Fig. 4 ist ein der Fig. 3 entsprechender
Schnitt einer nochmals abgeänderten Ausführungsform, Fig. 5 erläutert die erfindungsgemäße
Ausbildung der Spurbahn mit einem Ausgleichsbetriebe für Losräder, Fig. 6 ist ein
Teilschnitt durch eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Fahrzeugdoppelrades, Fig 7 und 8 sind Schnitte durch besondere Lagerungen der Doppelgleisschiene
der Erfindung.
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Aus Fig. 1 der Zeichnungen ist ZU ersehen, daß das erfindungsgemäße
Fahrzeugrad 1 einen etwa mittig auf dem Radkranz vorstehend angeordneten Spurkranz
4 mit konischem Querschnitt aufweist, so daß die Radlauffläche in die beiden beiderseits
des Spurkranz 4 angeordnete Teilflächen 2 und 3 aufgeteilt; ist. Diesem Doppelrad
1 ist eine erfindungsgemäße Gleisschiene zugeordnet, die im vorliegenden Fall aus
zwei Einzelschienen 5 und 6 besteht, deren Schienenköpfe paarweise mit einem Abstand
voneinander angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen, so daß die
erfindungsgemäße
Unterbrechnung der Gleichsschienenlauffläche zur Aufnahme und Führung des Spurkranzes
4 vorlieht.
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Es ist ohne weiteres möglich, die beiden Einzelschienen 5, 6 zu einer
einzigen Schiene zu vereinigen, je daß die lauffläche dieser Gleisschiene als Unterbrechung
zur Aufnahme und Führung des Spurkranzes 4 eine etwa mittig angeordnete rinnenartige
Vertiefung erhält.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist der Radkranz des
Fahrzeugdoppelrades 1 so ausgebildet, daß dann, wenn Radaätze mit Festrädern gewünscht
werden so daß die beiden Fahrzeugräder mit der Radachse fest verbunden sind, beide
beiderseits des etwa mittig angeordneten spurkranzes 4 vorgesehenen Radlaufflächenteile
2, 3 je eine zur Gleismitte hin gleichsinnig geneigte Kegelfläche bilden.
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Demgegenüber ist es jedoch ohne weiteres auch im Rahmen der Erfindung
möglich, gemäß Fig. 3 und 4 der Zeichnungen die beiden Radlaufflächenteile 2, 3
als solche Kegelflächen auszubilden, daß dieselben symmetrisch zum Spurkranz 4 gegensinnig
geneigt verlaufen.
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Wenn erfindungsgemäß vorgesehen ist, die Rad sätze so auszubilden,
daß Losräder 1, 12 vorliegen, die in bekannter Weise auf den zugeordneten Radachsen
9, 9' drellbar gelagert sind und hierbei eines dieser Losräder nach eiem besonderen
Erfindungsmerkmal gegenüber dem andern Losrad eine geringe seitliche Verschiebbarkeit
aufweisen soll, dann kann gemäß Fig. 5 in vorteilhafter Weise eine Verbindung dieser
Losräder 1, 1' über ein £Lusgleichsgetriebe 11 gewählt werden, welches am Wagenkasten
10 angebracht ist und dazu dient, auf deu Wagenkasten 10 einwirkende Kräfte (Fliehkraft,
Winddruck) auf beide Losräder 1,11 gleichmäßig zu übertragen. Bei der Dargestellung
gemäß
Fig. 5 ist schematisch ein mit Hebelwirkung arbeitendes Ausgleichsgetriebe
11 angedeutet.
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Anhand der Fig. 5 kann auch ersehen werden, wie die Sicherung der
Spurhaltung bei Verwendung von Doppelschienen 5, 6 bzw. 5', 6' erfolgen soll, indem
die Toleranzen der Schienenspurweite sehr gering gehalten wird, gemessen zwischen
den führenden Blanken des Schienenkopfes der einen äusseren Schiene 5 bzw. 5' und
dem Schienenkopf der inneren anderen Schiene 6' bzw. 6.
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Fig. 6 bis 8 erläutern dann die Verwendung elastischer Zwischeneinlagen
für die Fahrzeugräder bzw. Gleichsschienen, wobei diese Zwischeneinlagen aus irgendeinem
geeigneten elastisch nachglebigem Werkstoff wie Gummi o.?igl. bestehen können.
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Gemäß Fig. 5 ist bei einer Ausbildung der Fahrzeugräder 1 mit Radfelgo
und Laufreifen der Spurkranz 4 mit der Felge 12 fest, vorzugsweise einteilig verbunden,
während zwiochen der Felge 12 und den beiderseits des Spurkranzes 4 befindlichen
Laufreifenteilen 13, 14 elastische Zwischeneinlagen 15, 16 eingefügt sind. Bevorzugt
stehen die beiden Laufreifenteile 13, 14 mit den seitlichen Blanken des spurkranzes
4 nicht in Berührung.
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Gemäß Fig. 7 sind bot Verwendung einer Doppelschiene aus Einzelschienen
5, 6 je Fahrzeugrad 1 beide Einzelschienen 5, 6 auf einer gemeinsamen Grundplatte
7 angeordnet, die sich bei einer nicht dargestellten Qbliohen Schrägneigung zur
Gleismitte hin über elastische Unterlage 8 der genannten Art auf dem Schienenunterbau
abstützt.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist zwar wiederum eine gemeinsame
Grundplatte '7 vorgesehen, wenn Doppelschienen für die Fahrzeugräder 1 in Porm von
zwei Einzelschienen 5, 6 zur Anwendung kommen, so daß jedoch in diese Fall der Fuß
beider Einzelschienen sich über elastische Zwischeneinlagen 8', 8" der genannten
Art gegen diese gemeinsame Grundplatte 7 abstlltzt.
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Wenn einleitend als Erfindungsinerkinal herausgeitellt wurde, daß
die beiden Laufflächenteile bzw. Schienenköpfe der Gleisschionen mit veränderbarem
Abstand voneinander verlaufen sollen, dann ist dieser hinweis so zu verstehen, daß
in Schienenlängsrichtung gesehen nach ei gewissen Schienenlänge, die s.B. zwischen
100 und 500 in schwanken kann, der seitliche Abstand der Laufflächenteile bzw.
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Schienenköpfe voneinander abweicht, um die vorgenannte gleichmäßige
Abnützung an den Laufflächenteilen der Doppelräder zu erreichen.
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PATENTANSPRÜCHE: