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WO1988000543A1 - Dispositif de stabilisation mecanique de vehicules roulant sur rails - Google Patents

Dispositif de stabilisation mecanique de vehicules roulant sur rails Download PDF

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Publication number
WO1988000543A1
WO1988000543A1 PCT/CH1987/000084 CH8700084W WO8800543A1 WO 1988000543 A1 WO1988000543 A1 WO 1988000543A1 CH 8700084 W CH8700084 W CH 8700084W WO 8800543 A1 WO8800543 A1 WO 8800543A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control device
car body
control
bogie
wheel set
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CH1987/000084
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gabor Harsy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schweizerische Industrie Gesellschaft
Original Assignee
Schweizerische Industrie Gesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schweizerische Industrie Gesellschaft filed Critical Schweizerische Industrie Gesellschaft
Priority to AT87904228T priority Critical patent/ATE60554T1/de
Priority to DE8787904228T priority patent/DE3767861D1/de
Publication of WO1988000543A1 publication Critical patent/WO1988000543A1/de
Priority to NO880880A priority patent/NO169478C/no
Priority to DK125388A priority patent/DK125388D0/da
Priority to FI881119A priority patent/FI91140C/fi
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/44—Adjustment controlled by movements of vehicle body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies

Definitions

  • the present invention relates to a mechanical control device on rail vehicles for changing the position of the car body with respect to rolling and tilting relative to at least one of the wheel sets.
  • Control devices are known in rail vehicles, which use electrical impulses in the case of a course trip to try to reduce the centrifugal force acting on the traveler by actively tilting the rail vehicle around its longitudinal axis toward the inside of the curve.
  • the control of the car body inclination is carried out by a device which detects the track position and which, when entering and exiting the curve, transmits corresponding impulses to a serial mechanism.
  • a control device which serves to increase the cornering speed, but only effects the radial adjustability of the wheel sets of a bogie.
  • the two pairs of wheels are connected to each other and directly to the car body via a handlebar-lever system, which results in a box-side forced control of the wheel sets.
  • This control device is activated at centrifugal acceleration by the transverse path of the car body in such a way that this partially compensates for the radial setting of the wheel sets.
  • the state of the art also includes a control device, which is designed as a mutual self-control, with the sole aim of achieving optimum stability with regard to the rolling of the wheel sets.
  • this control device is ineffective with regard to the reduction of the inclination coefficient when cornering, since it neither permits a transverse inclination of the car body towards the inside of the bend, nor does it have a raising effect for the car body standing in the bend. (GB-B 1 449 249)
  • the Sehrifturn also shows a control device which is designed as a box-side positive control. It is intended for the controlled, controlled radial setting of the wheel sets when cornering.
  • the longitudinal suspension between the bogie and the body which was deliberately built in at point "D" should also allow the vehicle to roll in the straight line.
  • This reduces the tax effect when cruising.
  • the task that arises from this is to create a control device for the body of a rail vehicle, which on the one hand makes it possible to increase the course speeds and on the other hand prevents the travelers from being exposed to lateral accelerations when traveling along the urine, which can cause one exceed a certain threshold.
  • This control device is characterized by the wording of one of the claims.
  • This control device also allows the radial adjustability of the wheelsets of a bogie towards the center of the course and thereby reduces the rail directional force that occurs as a result of the course travel in the excessive track on the leading, outer wheel of the bogie outside the bogie. In addition, it superimposes the share of the wheel relief occurring at the same time in favor of safety against derailment on the trailing, outside-facing wheel of the same bogie.
  • control device is designed in the form of a simple linkage in such a way that it is also suitable for only partially using the means shown and is therefore able to produce certain effects.
  • the subject matter of the invention is applied in each case in a biaxial bogie.
  • the corresponding control device is arranged symmetrically with respect to the longitudinal center plane in the bogie and, for the sake of simplicity, drawn with visible lines, only the connection points visible from the outside of the bogie being shown.
  • Fig. 1 is a perspective view of a complete control device that acts on both wheel sets of a conventional two-axle bogie
  • FIG. 2 shows a side view of the control device according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a section of the control device according to FIG. 1 along section line I-I of FIG. 2
  • FIG. 4 shows a perspective illustration of a control device when used on one side on a wheel set with effect on the inclination and erection of a car body when driving through a curve, applied to a conventional biaxial bogie
  • Fig. 6 is a perspective view of another
  • Control device with effect on the body inclination when driving through a curve, applied to a conventional two-axle bogie - 7 -
  • FIG. 7 shows a side view of the control device according to FIG. 6
  • FIG. 8 shows a section of the control device according to FIG. 6 along section line II-II of FIG. 7
  • FIG. 9 shows a perspective illustration of a control device according to FIG. 6 when used on one side on a wheel set with effect on the car body inclination when driving through a curve, applied to a conventional two-axle bogie
  • FIG. 10 shows a side view of the control device according to FIG. 9.
  • the control device 1 shown in FIGS. 1 to 3 essentially consists of a handlebar-lever system 2, 2 'arranged on both sides between a car body 12 and the wheel sets 9, 9' of a bogie 13, on which the two c -shaped control frame 10, 10 'are articulated.
  • the latter each encompass a wheel set 9, 9 ', for example lying essentially in the horizontal plane.
  • they are connected to the corresponding axle bearing points 8, 8 'and, on the other hand, each have a connection support 19, 19 * directed towards the rotary frame.
  • a pivot bearing 6 arranged in the center of the bogie and pivotable about the vertical axis.
  • Each handlebar-lever system 2, 2 ' consists of a control lever 3, 3' which is spatially borrowed obliquely upwards as shown in FIGS. 2 and 3 and which is suspended from its upper hinge point 15, 15 'on the car body 12, whose middle articulation point 16, 16 'engages the c-shaped control frame 10' and whose lower articulation point 17, 17 'is attached to the opposite c-shaped control frame 10 via a steering lever 4, 4'.
  • all of the articulated connecting points of the control device 1 are designed with essentially horizontal pivot axes and with maintenance-free elastic bearings 5. These can be designed, for example, as spherical rubber elements.
  • control levers 3, 3 'located opposite one another and assigned to the wheel set 9' are supported on the c-shaped control frame 10 'in the manner of a torsion bar on the basis of the distance between the articulation points 16, 16' and are with this in relation to Rolling and transverse inclination of the body as a four-bar linkage.
  • the two control levers 3, 3 ' are inclined towards one another in such a way that their lines of action intersect at the intersection 30 above the body-center of gravity 20. If, as a result of excess centrifugal force, a transverse shift to the outside of the bend occurs in the elevated track between the bogie 13 and the body 12, the control levers 3, 3 'according to FIG. Fig. 3 causes an inclination of the car body 12 towards the inside of the bow by the control device 1 acting in its sectional plane II as a joint corner.
  • control lever 3 'on the outside of the curve is raised further according to its radian measure and the control lever 3 on the inside of the curve is lowered further, the body 12 being inclined toward the inside of the curve around the intersection 30 of the lines of action of the two control levers 3, 3'.
  • the car body 12 is erected, acting counter to the downhill slope, the control device 1, seen in its sectional plane II, again acting as an articulated corner.
  • control lever 3 'located on the outside of the bow decreases further according to its radian measure and the control lever 3 on the inside of the bow continues to rise, the car body 12 being erected around the intersection 30 of the lines of action of the two control levers 3, 3' towards the outside of the curve.
  • a simultaneous inclination of the two control levers 3, 3 1 in the direction shown in FIG. 2 also causes the body 12 to tilt toward the inside of the curve when the track is not elevated when driving through a curve. This takes place as a result of the unscrewing movement between the bogie 13 and the car body 12 and the resulting opposite kinematics of the two control levers 3, 3 '.
  • the combination of the two control levers 3, 3 'with the c-shaped control frame 10' at the same time causes a direct anti-roll support, which is located between the body 12, by bridging the secondary stage 18 and the primary stage 14, directly on the wheelset, which in the case of a two-way vehicle is towards the center of the vehicle 9 'acts.
  • a direct anti-roll support which is located between the body 12, by bridging the secondary stage 18 and the primary stage 14, directly on the wheelset, which in the case of a two-way vehicle is towards the center of the vehicle 9 'acts.
  • the means according to the invention enable the speed of travel on rail vehicles to be increased without the travelers being exposed to higher lateral accelerations.
  • a simpler and embraced günsti ⁇ Gere controller 11 is shown with one-sided application to a wheel set, which box directly between a Wagen ⁇ 12 and in a bidirectional vehicle, in each case against 'toward inside the vehicle center wheel set 9' of a bogie 13 is arranged.
  • two control levers 23, 23 ' are suspended on the body 12 with their upper articulation points 25, 25'.
  • a C-shaped control tube 10' is articulated, which preferably encompasses the wheel set 9 'lying essentially in a horizontal plane and is connected to the two axle bearing points 8'. All articulated connection points of the control device 11 are preferably designed with maintenance-free elastic bearings 5. These can be designed, for example, as spherical rubber elements.
  • this control device 11 which is arranged on one side, is dependent on the manner in which the two control levers 23, 23 'are inclined and, in the case of a bidirectional vehicle, relates in each case to the wheel set 9 * located towards the center of the vehicle.
  • the arrangement of a control device 11 according to FIG. 4, with an exclusive inclination of the two control levers 23, 23 'in the transverse plane shown in FIG. 3, causes the body of the car 12 to incline towards the inside of the curve when driving through the elevated track, if due to the excess of centrifugal force between bogie 13 and car body 12, a transverse displacement to the outside of the bow occurs.
  • control levers 23, 23 ' raise the body 12, counteracting the downhill drive.
  • An inclination of the two control levers 23, 23 'exclusively in the longitudinal plane shown in FIG. 5 also causes the carriage body 12 to tilt towards the inside when the track is not elevated, which then results from the opposite kinematics of the two control levers 23, 23' the turning movement between bogie 13 and body 12 occurs.
  • a control device 21 is shown, which is arranged directly between a car body 12 and the two wheel sets 9, 9 'of a bogie 13 ' .
  • two control levers 23, 23 'and 24, 24' are suspended vertically on the car body 12 with their upper pivot points 25, 25 'and 26, 26'.
  • a C-shaped control frame 10, 10 ' is articulated, essentially lying in a horizontal plane, which engages around the corresponding wheel set 9, 9' and with the axle bearings 8 , 8 'is connected. All articulated connection points of the control device 21 are preferably designed with maintenance-free elastic bearings 5. These can be designed, for example, as spherical rubber elements.
  • 9 and 10 show a simpler and less expensive control device 31 when used on one side on a wheel set, which directly between a car body 12 and, in the case of a bidirectional vehicle, a wheel set 9 ′ located in each case towards the center of the car
  • Bogie 13 acts and bridges both the secondary spring stage 18 and the primary stage 14. - 1 5 -
  • control levers 23, 23 ' are suspended vertically on the body 12 with their upper articulation points 25, 25'.
  • a c-shaped control frame 10' is essentially articulated in a lying in the horizontal plane, which the
  • Wheels around 9 'and is connected to the two axle bearings 8'. All articulated connection points of the control device 31 are designed with maintenance-free elastic bearings 5. These can be designed as spherical rubber elements, for example.
  • control device 1, 11, 21, 31 shown Another important advantage of the control device 1, 11, 21, 31 shown is that it can be retrofitted at any time with comparatively little effort to motor, drive or bogies of the type shown. In the context of the present invention, it is irrelevant here whether these bogies are equipped with conventional wheel sets or have individual wheels or idler wheels.
  • control device 1, 21 An application of the disclosed control device 1, 21 to two-axle rail vehicles of conventional design is also conceivable. Furthermore, rail vehicles which are equipped with so-called single-axle drives can advantageously also be provided with one of the control devices 11 or 31 shown.
  • control device 11 or 31 relates analogously to the wheel set of each bogie 13, as seen from the end of the driver's cab.
  • the control device according to the invention is therefore understood as a linkage with which at least one pair of wheels is connected directly to the car body, for the purpose of changing its position relative to at least one of the wheel sets, in particular in relation to its roll or lateral inclination behavior when cornering balanced centrifugal acceleration and taking into account the occurring wheel relief.
  • control device essentially uses at least two control levers arranged in pairs, by means of which the car body is supported directly on the c-shaped control frame in the manner of a torsion bar and is operatively connected to the latter as a four-bar linkage with respect to roll and transverse inclination.
  • the known radial adjustability of the wheel sets thanks to the simple combination of the means shown, has a supporting effect with respect to higher cornering speeds due to the resulting smaller starting angles and straightening forces.

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Description

Mechanische Steuereinrichtung an Schienenfahrzeugen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanische Steuereinrichtung an Schienenf hrzeugen zur Aenderung der Lage des Wagenkastens bezüglich Wanken und Quer¬ neigen relativ zu mindestens einem der Radsätze.
Es sind Steuereinrichtungen bei Schienenfahrzeugen be¬ kannt, welche über elektrische Impulse im Falle einer Kur- υenfahrt die auf den Reisenden wirkende Fliehkraft dadurch zu υerringern υersuchen, dass sie das Schienenfahrzeug aktiυ um seine 'Längsachse zur Bogeninnenseite hiη neigen. Bei einer solchen, in der DE-OS 2 205 858 gezeigten Lösung erfolgt die Steuerung der Wagenkastenneigung durch ein die Gleislage wahrnehmendes Gerät, welches bei Kurυenein- und- ausfahrt entsprechende Impulse an einen Serυornechanismus weitergibt.
Ausserdern sind im Zusammenhang mit der Abstützung eines
Wagenkastens υon Schienenfahrzeugen die in der DE-PS
1 206 941 offenbarten Federstreben bekannt, deren Wirk- linien nach oben hin konυergent geneigt sind und sich oberhalb des Wagenkasten-Schwerpunktes schneiden. Es handelt sich hierbei um die Kombination υon Wankstütze und
Uertikalfederung in der Sekundärstufe eines Schienenfahrzeuges . Eine weitere Form für die Führung eines Wagenkastens gegenüber den Drehgestellen in bezug auf das Wanken ist in der DE-PS 2 839 904 gezeigt.
Alle genannten Lösungen zielen darauf ab, die Kurven¬ geschwindigkeit eines Schienenfahrzeuges zu erhöhen, wobei bei den beiden letztgenannten Lösungen auf rein mechanischem Wege versucht wird, über eine entsprechen¬ de, in der Sekundärstufe eines Schienenfahrzeuges angeordnete Vorrichtung, einzig das Wankverhalten eines Schienenfahrzeuges zu verbessern. Hierbei blieb der Einfluss der gewählten Mittel auf die systembedingt auftretenden Radlaständerungen infolge Kurvenfahrt im überhöhten Gleis unberücksichtigt. In diesem Zu- sammenhang sind den aufgezeigten Lösungsformen kon¬ krete Grenzen gesetzt, welche sich insbesonder durch die in der jüngsten Zeit, infolge von Fahrzeugen mit sehr hoher Schwerpunktsläge, und grosser Verwindungssteifig- keit des Wagenkastens bedingten Anforderungen an eine Steuereinrichtung für den Wagenkasten eines Schienen¬ fahrzeuges am deutlichsten zeigen.
Es ist weiterhin eine Steuereinrichtung bekannt, die zur Erhöhung der Kurvengeschwindigkeit dient, jedoch hierbei einzig die radiale Einstellbarkeit der Rad¬ sätze eines Drehgestells bewirkt. Hierzu sind die beiden Räderpaare unter sich sowie über ein Lenker- Hebel-System direkt mit dem Wagenkasten verbunden, was eine kastenseitige ZwangsSteuerung der Radsätze ergibt. Bei Kurvenfahrt mit nicht ausgeglichener Fliehbeschleunigung wird diese Steuereinrichtung durch den Querweg des Wagenkastens derart in Tätig¬ keit gesetzt, dass dies die Radialeinstellung der Radsätze jedoch teilweise kompensiert. Eine Aenderung der Lage des Wagenkastens bezüglich Wanken oder Quer¬ neigen, insbesondere für Kurvenfahrten bei nicht ausgeglichener Fliehbeschleunigung ist dabei nicht vorgesehen. (EP-A 0 165 752)
Zum Stande der Technik gehört ferner eine Steuerein¬ richtung, die als gegenseitige Selbststeuerung ausge¬ bildet ist, mit dem ausschliesslichen Ziel, eine opti¬ male Stabilität in bezug auf das Schlingern der Rad¬ sätze zu erlangen. Diese Steuereinrichtung ist jedoch in bezug auf die Reduktion des Neigungskoeffizienten bei Kurvenfahrt unwirksam, da sie weder eine Quernei¬ gung des Wagenkastens zur Bogeninnenseite hin erlaubt, noch einen Aufrichteeffekt für den im Bogen stehenden Wagenkasten besitzt. (GB-B 1 449 249)
Das Sehrifturn zeigt ferner eine Steuereinrichtung, die als kastenseitige Zwangssteuerung ausgebildet ist. Sie soll der kontrolliert gesteuerten, radialen Einstellung der Radsätze bei Kurvenfahrt dienen. Hier- bei soll aber auch die einzig im Punkt "D" bewusst eingebaute Längsfederung zwischen Drehgestell und Wagenkasten ein Schlingern in der Geraden zulassen. Dadurch wird der Steuereffekt bei Bogenfahrt erfahrungs- gemäss vermindert. (Railway Gazette International, Band 133, Nr. 4, April 1977) Die Aufgabe, die sich hieraus stellt, ist die Schaffung einer Steuereinrichtung für den Wagenkasten eines Schie¬ nenfahrzeuges, mit der einerseits eine Erhöhung der Kur- υengeschwindigkeiten ermöglicht wird und die andererseits υerhütet, dass die Reisenden bei urυenfahrt Quer- beschleuniguπgen ausgesetzt werden, die einen bestimmten Schwellenwert überschreiten.
Diese Steuereinrichtung zeichnet sich aus durch den Wortlaut eines der Ansprüche.
Diese Steuereinrichtung erlaubt überdies die radiale Ein¬ stellbarkeit der Radsätze eines Drehgestelles auf den Kur- υenmittelpunkt hin und υerringert dabei die infolge Kur- υenfahrt im überhöhten Gleis auftretende Schienenricht- kraft am jeweils führenden, bogenäusseren Rad des υorlau- feπden Drehgestelles. Ausserde υerlagert sie den Anteil der dort gleichzeitig auftretenden Radentlastung zugunsten der Sicherheit gegen Entgleisung auf das nachlaufende, bo- genäussere Rad desselben Drehgestelles.
Durch diese Gesamtheit aller assnahmen ergeben sich für die mit den Mitteln der beschriebenen Steuereinrichtung ausgerüsteten Schienenfahrzeuge wesentliche Uorteile, insbesondere bei der Erhöhung der Fahrgeschwindigkeiten auf kurυenreichen Strecken, aber auch bezüglich Fahrkom¬ fort, Uerschleissυerhalten und geräuscharmen Lauf. Die Steuereinrichtung ist in Form eines einfachen Gestän¬ ges derart konzipiert, dass sie sich auch zu einer nur teilweisen Anwendung der gezeigten Mittel eignet und damit bestimmte Effekte zu erzeugen in der Lage ist.
Die Erfindung wird anschliessend anhand einer Zeichnung erläutert und die jeweilige Funktionsweise beschrieben.
Bei den, zum besseren Verständnis perspektiυisch ausge- führten Darstellungen, ist der Erfindungsgegenstand jeweils in ein zweiachsiges Drehgestell appliziert. Hier¬ bei ist die entsprechende Steuereinrichtung bezüglich der Längsmittelebene symmetrisch im Drehgestell angeordnet und einfachheitshalber mit sichtbaren Linien gezeichnet, wobei nur die υon aussen her am Drehgestell sichtbaren An¬ schlusspunkte dargestellt sind.
6 -
Es zeigen :
Fig. 1 eine, perspektiυische Darstellung einer kompletten Steuereinrichtung, die auf beide Radsätze eines herkömmlichen zweiachsigen Drehgestelles wirkt
Fig. 2 eine Seitenansicht der Steuereinrichtung gemäss Fig. 1
Fig. 3 einen Schnitt der Steuereinrichtung gemäss Fig. 1 nach Schnittlinie I-I der Fig. 2
Fig. 4 eine perspektiυische Darstellung einer Steuerein¬ richtung bei einseitiger Anwendung auf einen Rad- satz mit Wirkung auf das Neigen und Aufrichten eines Wagenkastens bei Kurυenfahrt, angewendet auf ein herkömmliches zweiachsiges Drehgestell
Fig. 5 eine "Seitenansicht der Steuereinrichtung gemäss Fi9- 4
Fig. 6 eine perspektiυische Darstellung einer weiteren
Steuereinrichtung mit Wirkung auf die Wagenkasten- neigung bei Kurυenfahrt, angewendet auf ein her¬ kömmliches zweiachsiges Drehgestell - 7 -
Fig. 7 eine Seitenansicht der Steuereinrichtung gemäss Fig. 6
Fig. 8 einen Schnitt der Steuereinrichtung gemäss Fig. 6 nach Schnittlinie II-II der Fig. 7
Fig. 9 eine perspektiυische Darstellung einer Steuerein¬ richtung nach Fig. 6 bei einseitiger Anwendung auf einen Radsatz mit Wirkung auf die Wagenkastennei- gung bei Kurυenfahrt, angewendet auf ein herkömm¬ liches zweiachsiges Drehgestell
Fig. 10 eine Seitenansicht der Steuereinrichtung gemäss Fig. 9.
Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Steuereinrichtung 1 be¬ steht im Wesentlichen aus einem, beidseits zwischen einem Wagenkasten 12 und den Radsätzen 9, 9' eines Drehgestells 13 angeordneten Lenker-Hebel-System 2, 2', an welchen die beiden c-förmigen Steuerrahmen 10, 10' gelenkig aufgehängt sind. Letztere umgreifen jeweils einen Radsatz 9, 9',z.B. im Wesentlichen in der Horizontalebene liegend. Sie sind einerseits mit den entsprechenden Achslagerstellen 8, 8' υerbunden und weisen andererseits je einen zur Drehge- stellrπitte hin gerichteten erbindungssupport 19, 19* auf. welche miteinander in einem, in der Drehgestellmitte angeordneten und um die Vertikalachse schwenkbaren Drehlager 6 verbunden sind. Jedes Lenker-Hebel-System 2, 2' besteht aus einem gemäss den Fig. 2 und 3 räum- lieh schräg nach oben gerichteten Steuerhebel 3, 3' , der an seinem oberen Gelenkpunkt 15, 15' am Wagenka¬ sten 12 aufgehängt ist, dessen mittlerer Gelenkpunkt 16, 16' am c-förmigen Steuerrahmen 10' angreift und dessen unterer Gelenkpunkt 17, 17' über einen Lenk- hebel 4, 4' am gegenüberliegenden c-förmigen Steuer¬ rahmen 10 befestigt ist. Hierbei sind vorzugsweise sämtliche gelenkigen Verbindungspunkte der Steuerein¬ richtung 1 mit im wesentlichen horizontalen Schwenk¬ achsen und mit wartungsfreien elastischen Lagern 5 ausgeführt. Diese können beispielsweise als sphärische Gummielemente ausgeführt sein.
Durch diese Konstruktion werden somit die sich gegen¬ überliegenden, dem Radsatz 9' zugeordneten Steuer- hebel 3, 3' torsionsstabartig auf der Basis vom Abstand der Gelenkpunkte 16, 16' am c-förmigen Steuerrahmen 10' abgestützt und sind mit diesem in bezug auf Wanken und Querneigen des Wagenkastens als Gelenkviereck wirkverbunden.
9 -
Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Steuereinrichtung 1 sind die beiden Steuerhebel 3, 3' nach oben hin so zuei- einander geneigt, dass sich deren Wirklinien oberhalb des Wagenkasten-Schwerpunktes 20 im Schnittpunkt 30 schnei- den. Wenn infolge Fliehkraftüberschuss bei Kurυenfahrt im überhöhten Gleis zwischen Drehgestell 13 und Wagenkasten 12 eine Querυerschiebung nach bogenaussen auftritt, wird durch die Anordnung der Steuerhebel 3, 3' gem. Fig. 3 eine Neigung des Wagenkastens 12 nach bogeninnen bewirkt, indem die Steuereinrichtung 1 in ihrer Schnittebene I-I gesehen als Gelenkυiereck wirkt. Hierbei richtet sich, entsprechend ihrem Bogenmass der bogenäussere Steuerhebel 3' weiter auf und es senkt sich der bogeninnere Steuer¬ hebel 3 weiter ab, wobei der Wagenkasten 12 um den Schnittpunkt 30 der Wirklinien der beiden Steuerhebel 3, 3' nach bogeninnen geneigt wird. Im Falle eines Still¬ stands des Fahrzeuges im überhöhten Gleisbogen erfolgt, dem Hangabtrieb entgegengesetzt wirkend, ein Aufrichten des Wagenkastens 12, wobei die Steuereinrichtung 1 in ihrer Schnittebene I-I gesehen, wiederum als Gelenkυiereck wirkt. Hierbei senkt sich, entsprechend ihrem Bogenmass der bogenäussere Steuerhebel 3' weiter ab und es richtet sich der bogeninnere Steuerhebel 3 weiter auf, wobei der Wagenkasten 12 um den Schnittpunkt 30 der Wirklinien der beiden Steuerhebel 3, 3' nach bogenaussen aufgerichtet wird . Eine gleichzeitige Schrägstellung der beiden Steuerhebel 3, 31 in der nach Fig. 2 gezeigten Richtung bewirkt auch im nicht überhöhten Gleis bei Kurυenfahrt eine Neigung des Wagenkastens 12 nach bogeninnen. Dies geschieht infolge der Ausdrehbewegung zwischen Drehgestell 13 und Wagen¬ kasten 12 und der sich daraus ergebenden gegenläufigen Kinematik der beiden Steuerhebel 3, 3'.
Die Kombination der beiden Steuerhebel 3, 3' mit dem c-förmigen Steuerrahmen 10' bewirkt gleichzeitig eine direkte Wankstütze, welche zwischen Wagenkasten 12, durch Ueberbrückung der Sekundärstufe 18 und der Primärstufe 14, direkt auf den, bei einem Zweirichtungsfahrzeug gegen Wagenmitte hin innenliegenden Radsatz 9' wirkt. Hierdurch wird bei Kurυenfahrt im überhöhten Gleis die Verteilung der Radlaständerungen positiυ beeinflusst.
Ausserdem wird durch die Kombination des Lenker-Hebel- Systems 2, 2' mit den beiden c-förmigen Steuerrahmen 10, 10' und deren gelenkige Verbindung im Drehlager 6 zusammen mit deren Anbringung an den Achslagerstellen 8, 8' eine wagenkastenseitige Zwangssteuerung der beiden Radsätze 9, 9' erreicht, welche sich so bei Kurυenfahrt radial auf den Kurυenmittelpunkt hin einstellen. Durch die Gesamtheit dieser Massnah en wird mit den erfin- dungsgernässen Mitteln eine Erhöhung der Kurυengeschwindig- keit υon Schienenfahrzeugen ermöglicht, ohne dass die Reisenden höheren Querbeschleunigungen ausgesetzt werden. Hierbei werden die infolge Kurυenfahrt im überhöhten Gleis auftretenden Schienenrichtkräfte am jeweils führenden, bogenäusseren Rad des υorlaufenden Radsatzes 9 bzw. 9' reduziert und der Anteil der dort gleichzeitig auftreten¬ den Radentlastung zugunsten der Sicherheit gegen Entglei- sung auf das bogenäussere Rad des nachlaufenden Radsatzes 9' bzw. 9 υerlagert. Zudem ist durch die radiale Einstellbarkeit der Radsätze 9, 9' ein gutes und υerschleissarmes Spuren bei Kurυenfahrt gewährleistet.
In den Fig. 4 und 5 ist eine einfachere und kostengünsti¬ gere Steuereinrichtung 11 bei einseitiger Anwendung auf einen Radsatz gezeigt, welche direkt zwischen einem Wagen¬ kasten 12 und dem bei einem Zweirichtungsfahrzeug, jeweils gegen' die Wagenmitte hin innenliegenden Radsatz 9' eines Drehgestells 13 angeordnet ist. Hierbei sind zwei Steuer¬ hebel 23, 23' mit ihren oberen Gelenkpunkten 25, 25' am Wagenkasten 12 aufgehängt. In deren unteren Gelenkpunkten 27, 27' ist ein c-förmiger Steuerrahrren 10' gelenkig gelagert, der den Radsatz 9' vorzugsweise im Wesentlichen in einer Horizontalebene liegend umgreift und mit den beiden Achslagerstellen 8' υerbunden ist. Sämtliche gelenkigen Verbindungspunkte der Steuereinrich¬ tung 11 sind υorzugsweise mit wartungsfreien elastischen Lagern 5 ausgeführt. Diese können beispielsweise als sphärische Gummielemente ausgeführt sein.
Die Wirkung dieser einseitig angeordneten Steuereinrich¬ tung 11, ist abhängig υon .der Art und Weis-e der Schräg¬ stellung der beiden Steuerhebel 23, 23' und bezieht sich bei einem Zweirichtungsfahrzeug jeweils auf den gegen die Wagenmitte hin innenliegenden Radsatz 9*. So bewirkt die Anordnung einer Steuereinrichtung 11 gemäss Fig. 4, mit einer ausschliesslichen Schrägstellung der beiden Steuer¬ hebel 23, 23' in der in Fig. 3 gezeigten Querebene, dass bei Kurυenfahrt im überhöhten Gleis eine Neigung des Wagenkastens 12 nach bogeninnen erfolgt, wenn durch den Fliehkraftüberschuss zwischen Drehgestell 13 und Wagen¬ kasten 12 eine Querυerschiebung nach bogenaussen auftritt.
Im Falle des Stillstandes eines Fahrzeuges im überhöhten Gleisbogen erfolgt durch die Steuerhebel 23, 23' ein Auf- richten des Wagenkastens 12, dem Hangabtrieb entgegenge¬ setzt wirkend . Eine Schrägstellung der beiden Steuerhebel 23, 23' aus- schliesslich in der gemäss Fig. 5 dargestellten Längsebene bewirkt auch im nicht überhöhten Gleis bei Kurυenfahrt eine Neigung des Wagenkastens 12 nach bogeninnen, die dann infolge der gegenläufigen Kinematik der beiden Steuerhebel 23, 23' bei der Ausdrehbewegung zwischen Drehgestell 13 und Wagenkasten 12 auftritt.
Die in Figur 4 gezeigte, räumlich schräg nach oben gerich- tete Anordnung der beiden Steuerhebel 23, 23' ergibt die Kombination der beiden zuυor beschriebenen Einzeleffekte, wobei die einseitige Anordnung der Steuereinrichtung 11 bei einem Zweirichtungsfahrzeug bewusst auf den gegen die Wagenmitte hin innenliegenden Radsatz 9' eines Drehge- stells 13 ausgerichtet ist. Die zuυor beschriebenen Mass- nahmen bilden insgesamt einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der Kurυengeschwindigkeit und zur Verbesserung der Entgleisungssicherheit.
In den Fig. 6 bis 8 ist eine Steuereinrichtung 21 darge¬ stellt, welche direkt zwischen einem Wagenkasten 12 und den beiden Radsätzen 9, 9' eines Drehgestells 13 angeord- net'ist. Hierbei sind je zwei Steuerhebel 23, 23' und 24, 24' mit ihren oberen Gelenkpunkten 25, 25' und 26, 26' senkrecht am Wagenkasten 12 aufgehängt. An deren unteren Gelenkpunkten 27, 27' und 28, 28' ist je ein c-förmiger Steuerrahmen 10, 10' im Wesentlichen in einer Horizontalebene liegend, gelenkig gelagert, der den entsprechenden Radsatz 9, 9' umgreift und mit den Achsla¬ gerstellen 8, 8' υerbunden ist. Sämtliche gelenkigen Ver¬ bindungspunkte der Steuereinrichtung 21 sind υorzugsweise mit wartungsfreien elastischen Lagern 5 ausgeführt. Diese können beispielsweise als sphärische Gummielemente ausge¬ führt sein.
Die Wirkung einer derartigen Steuereinrichtung 21 gemäss € den Fig. 6 bis 8 kommt durch die υertikale Anordnung der Steuerhebel 23, 23' und 24, 24' einer direkten Wankstütze zwischen Wagenkasten 12 und den Radsätzen 9, 9' gleich. Hierbei werden sowohl die Sekund rstufe 18, als auch die Primärstufe 14 überbrückt. Eine Verringerung der nicht kompensierten Querbeschleunigung bei Kurυenfahrt ist die Folge, was als Einzelmassnahme bereits einen Beitrag zur Erhöhung der Kurυengeschwindigkeit darstellt.
In den Fig. 9 und 10 ist eine einfachere und kostengünsti¬ gere Steuereinrichtung 31 bei einseitiger Anwendung auf einen Radsatz gezeigt, welche direkt zwischen einem Wagen¬ kasten 12 und dem, bei einem Zweirichtungsfahrzeug jeweils gegen die Wagenmitte hin innenliegenden Radsatz 9' eines
Drehgestells 13 wirkt und sowohl die Sekundärfederstufe 18, als auch die Primärstufe 14 überbrückt. - 1 5 -
Hierbei sind zwei Steuerhebel 23, 23' mit ihren oberen Gelenkpunkten 25, 25' senkrecht am Wagenkasten 12 aufge¬ hängt. In deren unteren Gelenkpunkten 27, 27' ist ein c-förmiger Steuerrahmen 10' im Wesentlichen in einer in der Horizontalebene liegend gelenkig gelagert, der den
Radsatz 9' umgreift und mit den beiden Achslagerstellen 8' υerbunden ist. Sämtliche gelenkigen Verbindungspunkte der Steuereinrichtung 31 sind mit υorzugsweise wartungsfreien elastischen Lagern 5 ausgeführt. Diese können beispiels- weise als sphärische Gummielemente ausgeführt sein.
Die Wirkung dieser einseitig angeordneten Steuereinrich¬ tung 31 gemäss den Fig. 9 und 10 mit υertikaler Anordnung der Steuerhebel 23, 23' gemäss Fig. 8, bezieht sich be- wusst auf den gegen die Wagenmitte hin innenliegenden Rad¬ satz 9' eines Drehgestells 13. Die sich bei Kurυenfahrt im überhöhten Gleis ergebende Radentlastung wird zugunsten der Sicherheit gegen Entgleisung auf das bogenäussere Rad des nachlaufenden Radsatzes 9' υerlagert. So ergibt sich mit einer derartigen Einzelmassnahme durch Verwendung der Steuereinrichtung 31 bereits ein Beitrag zur Verbesserung der Entgleisungssicherheit. Die beschriebene, mechanische Steuereinrichtung ist in Form eines einfachen Gestänges so konzipiert, dass sie entweder in ihrer Gesamtheit oder aber auch bei einer nur teilweisen Anwendung die jeweils erwähnten Effekte bzw. Teileffekte zu erzeugen in der Lage ist.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der gezeigten Steuer¬ einrichtung 1, 11, 21, 31 besteht darin, dass sie jederzeit mit vergleichsweise geringem Aufwand bei Motor-, Trieb- oder Laufdrehgestellen der gezeigten Bauart nachgerüstet werden kann. Hierbei ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung unerheblich,, ob die¬ se Drehgestelle mit herkömmlichen Radsätzen ausge¬ rüstet sind, oder Einzelräder bzw. Losräder besitzen.
Eine Anwendung der offenbarten Steuereinrichtung 1 , 21 bei zweiachsigen Schienenfahrzeugen konventioneller Bauart ist ebenfalls denkbar. Weiter können auch Schie¬ nenfahrzeuge, die mit sogenannten Einachslaufwerken ausgerüstet sind, vorteilhaft mit einer der gezeigten Steuereinrichtungen 11 oder 31 versehen werden.
Bei Einrichtungsfahrzeugen bezieht sich die Anwendung einer Steuereinrichtung 11 oder 31 sinngemäss auf den, jeweils vom Führerstandsende aus gesehen, nachlau¬ fenden Radsatz eines jeden Drehgestells 13. Die erfindungsgemässe Steuereinrichtung versteht sich also als ein Gestänge, mit dem mindestens ein Räder¬ paar direkt mit dem Wagenkasten verbunden ist, zum Zwecke der Aenderung seiner Lage relativ zu mindestens einem der Radsätze, insbesondere bezogen auf sein Wank- bzw. Querneigeverhalten bei Kurvenfahrt mit nicht ausgeglichener Fliehbeschleunigung und unter Berücksichtigung der auftretenden Radentlastungen. Hierzu bedient sich die erfindungsgemässe Steuerein- richtung im wesentlichen mindestens zweier paarweise angeordneter Steuerhebel, über die sich der Wagenkasten direkt auf die c-förmigen Steuerrahmen torsionsstabartig abstützt und mit diesen in bezug auf Wanken und Quer¬ neigen als Gelenkviereck wirkverbunden ist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung hat die an sich bekannte, radiale Einstellbärkeit der Radsätze dank der einfachen Kombination der gezeigten Mittel .durch die sich ergebenden kleineren Anlaufwinkel und Richtkräfte eine unterstützende Wirkung in bezug auf höhere Kurvengeschwindigkeiten.

Claims

Patentansprüche:
1. Mechanische Steuereinrichtung an Schienenfahrzeu¬ gen zur Aenderung der Lage des Wagenkastens bezüglich Wanken und Querneigen relativ zu mindestens einem der Radsätze, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Räderpaar (9, 9') über je ein federloses Gestänge (1, 11, 21, 31) mit ausschliesslich mindestens an¬ nähernd horizontalen Schwenkachsen (15 - 17) direkt mit dem Wagenkasten verbunden ist, wobei die zwei Steuerhebel eines Räderpaares jeweils torsionsstab- artig mit einem c-förmigen Steuerrahmen (10, 10") und in bezug auf Wanken und Querneigen als Gelenk¬ viereck miteinander wirkverbunden sind. * (Fig. 1 - 10)
2. Steuereinrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge (11, 31) bei Zweirichtungsfahrzeugen mit den beiden Achslagerstellen (8'), vorzugsweise des gegen Wagenmitte hin innenliegenden Radsatzes oder Räderpaares (9') eines Drehgestells (13) oder eines Einachslaufwerks, verbunden ist. (Fig. 4, 5, 9, tO)
3.Steuereinrichtung, υorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Gestänge (1) als Lenker-Hebel-System (2, 2') ausgebildet ist, an welchem zwei c-förmige Steuerrahmen (10, 10') aufgehängt sind, welche einerseits je einen Radsatz (9, 9') z.B. im Wesentlichen in der Horizontalebene liegend umgreifen und mit den entsprechenden Achslagerstellen (8, 8') υerbunden sind, sowie andererseits je einen zur Drehgestellmitte hin gerichteten Verbindungssupport (19, 19') aufweisen, welche miteinander zum Zwecke der zwangsweisen radialen Einstellbarkeit der Radsätze (9, 9') durch den Wagenkasten (12)- in einem, in der Drehgestellmϊtte angeordneten und um die Vertikalachse schwenkbaren Drehlager (6) υerbunden sind, (fig. 1-3)
4. Steuereinrichtung, υorzugsweise nach mindestens einem der
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , dass ein jedes Lenker-Hebel-System (2, 21) zum Zwecke der
Lageänderung des Wagenkastens (12) einen räumlich schräg nach oben gerichteten Steuerhebel (3, 3') aufweist, der an einem oberen Gelenkpunkt (15, 15') am Wagenkasten (12) aufgehängt ist und mit einem mittleren Gelenkpunkt (16, 16') an einem c-förmigen Steuerrahmen (10') angreift und mit einem unteren Gelenkpunkt (17, 17') über einen Lenkhebel 4,
4' an einem gegenüberliegenden Steuerrahmen (10) befestigt ist. (Fig. 1-3). Steuereinrichtung, υorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c'.h n e , dass eine Steuereinrichtung (11) zum Zwecke ihrer ausschliesslichen Wirkung auf den bei Zweirichtungsfahrzeugen gegen die Wagenmitte hin innenliegenden Radsatz (9') eines Drehgestells (13) angeordnet ist, wobei je ein Steuerhebel (23, 23*) an einem oberen Gelenkpunkt (25, 25') am Wagenkasten (12) befestigt ist und sich an einem unteren Gelenkpunkt (27, 27* ) ein c-förmiger, im Wesentlichen in einer Horizontalebene liegender Steuerrahmen (101) befindet, der den Radsatz 9' umgreift und mit den beiden Achslagerstellen (81) υerbunden ist. (Fig. 4, 5).
Steuereinrichtung, υorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Steuereinrichtung (21) zum Zwecke einer direkten Wankstütze zwischen einem Wagenkasten (12) und den beiden Radsätzen (9, 9') mit je zwei Steuerhebels (23, 23', 24, 24") in ihren oberen Gelenkpunkten (25, 25', 26, 26') senkrecht am Wagenkasten (12) aufgehängt sind, an deren unteren Gelenkpunkte (27, 27', 28, 28') je ein c-förmiger im Wesentlichen in einer Horizontalebene liegender Steuerrahmen (10, 10') gelagert ist, der je einen Radsatz (9, 9') umgreift und mit den Achslagerstellen (8, 8') υerbunden ist. (Fig. 6-8). - 21 -
Steuereinrichtung, υorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , dass eine als direkte Wankstütze wirkende Steuereinrichtung (31) zwischen einem Wagenkasten (12) und dem bei einem Zweirichtungsfahrzeug gegen die Wagenmitte hin innenliegenden Radsatz (9') eines Drehgestells mit den beiden Steuerhebeln (23, 23') in ihrem oberen Gelenkpunkt (25, 25') senkrecht am Wagenkasten (12) aufgehängt ist, an deren unterem Gelenkpunkt (27, 27') ein c-förmiger, im Wesentlichen in einer Horizontalebene liegender Steuerrahmen (10') gelagert ist, der einen Radsatz (9') umgreift und mit den beiden Achslagerstellen 8' υerbunden ist. (Fig. 9, 10).
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