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Drehgestell für Fahrzeuge von Einbalkenbahn-Zügen
Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für einen Fahrbahnbalken sattelartig umfassende Fahrzeuge von
Einbalkenbahn-Zügen, das zur Abstützung eines Fahrzeuges oder zweier benachbarter Fahrzeuge verwend- bar ist.
Bei den bisher bekannten derartigen Fahrzeugen können zwei Arten unterschieden werden, nämlich einerseits Fahrzeuge, bei denen die aus dem Eigengewicht und der Belastung resultierenden Kräfte durch lotrechte Tragräder und die aus der seitlichen Abstützung folgenden Kräfte im wesentlichen über obere und untere, waagrecht liegende Stützräder in den Fahrbahnbalken eingeleitet werden, die vorzugsweise auf lotrechten Seitenflächen dieses Fahrbahnbalkens laufen, und anderseits Fahrzeuge, bei denen diese
Kräfte über Tragräder, die mit Doppelspurkränzen bewehrt sind, und lediglich an den unteren Seitenflä- chen mit waagrecht liegenden Stützrädern in den Fahrbahnbalken eingeleitet werden, wobei die Tragräder auf Stahlschienen laufen, die auf dem Fahrbahnbalken aufgebracht sind oder einen Teil desselben bilden.
Bis vor wenigen Jahren sind für die Tragräder derartiger Einbalkenbahn-Fahrzeuge Stahlräder verwendet worden, die unmittelbar auf Stahlschienen liefen, wobei diese Stahlräder entweder auf beiden Seiten mit Spurkränzen bewehrt waren oder auch ohne Spurkränze entsprechend der erwähnten ersten Art ausgebildet waren. Angeregt durch die Erfolge des luftbereiften Automobilrades und durch die mit ihm gegebenen Möglichkeiten ist man bei der ersten Fahrzeugart zu luftbereiften Tragrädern übergegangen, die unmittelbar auf dem vorzugsweise in Beton erstellten Fahrbahnbalken laufen.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass hiebei für die relativ hohen Achslasten bei den zur Anwendung kommenden Fahrgeschwindigkeiten die Zahl und die Abmessungen der Tragräder so gross werden, dass ein beträchtlicher Teil an Nutzfläche im Fahrgastraum verloren geht. Ein weiterer Nachteil derartiger Einbalkenbahn-Fahrzeuge mit oberen und unteren waagrecht liegenden Stützrädern ist der, dass mit der Radzahl-zu jedem Tragrad gehören mindestens zwei obere und zwei untere Stützräder-der Rollwiderstand eines Fahrzeuges verhältnismässig wächst.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Drehgestelles, das für die auf Stadtschnellbahnen üblichen Fahrgeschwindigkeiten bei den vorkommenden Achslasten gleich gute Laufeigenschaften wie bei Luftreifen garantiert, weniger Platz für den Einbau benötigt und einen kleinen Rollwiderstand hat.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Kombination folgender zum Teil an sich bekannter Merkmale : a) Das Drehgestell weist einen Drehgestellrahmen auf, in dem als Tragräder zwei hintereinander angeordnete Doppe-spurkranzräder federnd gelagert sind ; b) das Drehgestell ist mit einer Wiege ausgerüstet, die am Drehgestellrahmen an Pendeln aufgehängt ist, so dass sie seitlich auspendeln kann, und auf der der Wagenkasten abgestützt ist, wobei horizontale Kräfte in den Wagenkasten über einen Drehzapfen eingeleitet werden und vertikale Kräfte von Tragfedern zwischen der Wiege und dem Wagenkasten aufgenommen werden ; c) der Drehgestellrahmen hat seitliche, nach unten weisende Arme zur Lagerung von mindestens je einem Stützrad auf beiden Seiten des Drehgestellrahmens ;
d) für den eventuellen Antrieb sind am Drehgestellrahmen Maschinen oder Motoren fest aufgehängt.
Durch diese erfindungsgemässe Ausbildung erhält man ein als selbständige Einheit lauffähiges Ein- balkenbahn-Drehgestell, das nicht mehr Räder als ein ebensolches Drehgestell für Zweischienenbahnen
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hat. Die gegenüber den Luftreifen wesentlich kleineren Stahlräder bewirken eine Beschränkung des zu La- sten des Fahrgastraumes in Anspruch genommenen Platzbedarfs auf ein Kleinstmass.
Für die Federung der Tragräder gegenüber dem Drehgestellrahmen wird ein elastisches Mittel mit hoher Eigendämpfung, wie Gummi, und für die Federung zwischen Wiege und Wagenkasten ein solches mit niedriger Eigendämpfung, wie Luft verwendet.
Durch die Anwendung einer Luftfederung zwischen Wiege und Wagenkasten werden Hochfrequenz-
Schwingungen aus dem lotrechten Kräftespiel in den Wagenkasten nicht übertragen. Dieses Merkmal wie auch die Auflagerung des Wagenkastens auf einer in Pendeln aufgehängten Wiege und schliesslich die Ver- wendung von Tragrädern mit gummigepolsterten Stahlbandagen tragen dazu bei, dass keine oder nur sehr abgeschwächte, von dem Fahrbahnbalken herrührende Querstösse in den Wagenkasten gelangen. Ein wei- terer Vorteil der Luftfederung zwischen Wiege und Wagenkasten liegt darin, dass bei Drehbewegungen des
Drehgestelles gegenüber dem Wagenkasten bei und Ausfahrt in bzw. aus Kurven zwischen Wiege und
Wagenkasten keine Teile auf Reibung beansprucht werden, da die Luftfederbälge die dabei auftretenden seitlichen Verschiebungen aufnehmen.
Bei Ausbildung des Drehgestells nach der Erfindung als Triebdrehgestell sind die zum Antrieb benötig- ten Maschinen oder Motoren fest am Drehgestellrahmen aufgehängt, u. zw. vorzugsweise so, dass auf je- der Seite des Drehgestellrahmens ein Motor gelagert ist, dessen Rotationsachse senkrecht steht, wobei je- der Motor eines der beiden Tragräder je über eine Gelenkwelle, Umlenkgetriebe und gegebenenfalls Un- tersetzungsgetriebe antreibt. Durch die Befestigung der Motoren am Fahrgestellrahmen und die Verbindung der Motoren mit den Tragrädern über je eine Gelenkwelle werden die Übertragungsmittel gering und die
Wege kurz gehalten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen Fig. 1 in Seitenansicht ein Drehgestell gemäss der Erfindung. Fig. 2 eine Ansicht von vorn,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1, jedoch unter Fortlassung der unteren und hinter der
Schnittebene liegender Teile des Drehgestelles, und Fig. 4 eine Draufsicht auf das Drehgestell.
Der Fahrbahnbalken 1 ist von den Fahrzeugen bzw. deren Drehgestellen sattelartig umfasst. Dieser normalerweise als Hochbahn auf Stützen verlegte Tragkörper ist aus Beton hergestellt und trägt auf seiner
Oberseite befestigt eine für Doppelspurkranzräder geeignete Eisenbahnschiene 2.
Der als geschweisste Hohlträgerkonstruktion ausgebildete Drehgestellrahmen 3 hat zwei als doppelter Schwanenhals ausgebildete Längsträger 4, die durch im Abstand angeordnete Querträger 41verbunden sind. An den Enden der Längsträger 4 sind durch Achsgummifedern abgefederte Achslagergehäuse 5 befestigt, in welchen die Achsen der hintereinander angeordneten Doppelspurkranzräder 6 gelagert sind, die als Tragräder dienen und zur Fahrt auf der Eisenbahnschiene 2 bestimmt sind. Die Achslagergehäuse 5 sind mit dem Drehgestellrahmen 3 über obere und untere einstellbare Blattfederlenker 7 verbunden, die es gestatten, die Tragräder 6 bzw. deren Achsen genau fluchtend einzustellen.
Fest angeschweisst am Drehgestellrahmen 3 sind an beiden Seiten in Verlängerung der Querträger 41 jeweils zwei nach unten weisende Arme 8, zwischen deren unteren Enden um eine Horizontalachse 9 schwenkbar gelagert die Radachsen 10 für die zur Aufnahme der waagrechten Kräfte dienenden luftbereiften, seitlichen Stützräder 11 angeordnet sind. Zur Federung dieser seitlichen Stützräder 11 dienen Gummifedern, die in zwischen den Armen 8 befestigten Federtöpfen 12 untergebracht sind und die über den Arm 13, der eine Verlängerung der Radachse 10 darstellt, wirken. Ebenfalls auf der Radachse 10 sind unterhalb der Stützräder 11 Vollgummi-Notlaufräder gelagert, deren Durchmesser geringer ist als der der luftbereiften Stützräder 11.
In Konsolen 15 am Drehgestellrahmen 3 sind Pendel 16 mittels Schneide 17 und Zylinderschale 18 kardanisch gelagert, an deren unteren Enden in Schäkeln 19 eine ebenfalls als geschweisste Hohlträgerkonstruktion ausgebildete Wiege 20 aufgehängt ist. Zwischen den nach unten gekröpften seitlichen Aus- legern der Wiege 20 und Querträgern 21 des (durch Umrisslinien angedeuteten) Wagenkastens 22 (Fig. 2), sind Luftfederbälge 23 angeordnet, welche Vertikalkräfte aufnehmen und die in der Lage sind, geringe bei Kurvenfahrt auftretende horizontale Lageänderungen zwischen Wiege 20 und Wagenkasten 22 aufzunehmen.
In der Mitte der Wiege 20 und zu ihr vertikal verschiebbar ist ein Drehzapfen 24 angeordnet (Fig. ly, der mittels einer Mitteldrehpfanne 25 mit den Querträgern 26 und 27 zweier benachbarter Wagenkästen 22 befestigt ist, so dass über den Drehzapfen nur Horizontalkräfte von der Wiege 20 in den Wagenkasten 22 bzw. umgekehrt übertragen werden können. Zwischen Wiege 20 und Drehgestellrahmen 3 können, wie aus Fig. 4 zu erkennen ist, gummigelagerte Lenkerstangen 28 angeordnet sein, die eine Relativbewegung der Wiege 20 zum Drehgestellrahmen 3 begrenzen. Zwischen Wiege 20 und Drehgestellrahmen 3 sind ausserdem horizontal wirkende Flüssigkeitsdämpfer 29 angeordnet ; desgleichen können senk-
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recht wirkende Flüssigkeitsdämpfer 30 zwischen Wiege 20 und Wagenkasten 22 vorgesehen sein.
Mit den Armen 8 sind auf beiden Seiten des Drehgestellrahmens 3 Konsolen 31 verschweisst, die zur
Lagerung von Elektromotoren 32 dienen, deren Rotationsachsen senkrecht stehen. Die Antriebsübertragung erfolgt über an die Elektromotoren 32 angeflanschte Umlenkgetriebe 33, Gelenkwellen 34 und Unterset- zungsgetriebe 35 auf die Achsen der Tragräder 6. Das Untersetzungsgetriebe 35 ist durch eine Drehmo- mentstütze 36 am Drehgestellrahmen 3 abgestützt (Fig. 2). Wie in den Fig. 2 und 4 angedeutet, sind un- mittelbar auf den Achsen der Tragräder 6 Bremsscheiben 37 angeordnet (die erforderlichen Bremsbacken,
Bremsgestänge, Bremszylinder usw., die sämtlich in geeigneter Weise am Drehgestell gelagert sind, wur- den in den Figuren der Deutlichkeit halber weggelassen).
Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, dass mittels Halterungen 38 direkt am Drehgestellrahmen 3 ein
Stromabnehmer 39 zur Abnahme des Fahrstromes von der am Fahrbahnbalken 1 befestigten Stromschiene
40 angebracht ist. In Fig. 2 ist die Oberkante Fussboden 41 des Fahrgastraumes strichpunktiert angedeutet.
Aus Fig. 2 ist leicht zu erkennen, dass das Drehgestell mit den Tragrädern 6, notwendigen Antriebsorga- nen usw. nur so weit in den Fahrgastraum hineinragt, dass auf den hiefür erforderlichen Abdeckungen 42
Sitze angeordnet werden können, so dass dadurch praktisch ein Verlust an Nutzfläche nicht verursacht wird.
An Stelle der erwähnten Luftfederung zwischen Wiege 20 und Wagenkasten 22 können auch andere
Federungssysteme mit niedriger Eigendämpfung, beispielsweise Schraubenfedern, Verwendung finden.
Anstatt der in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Abstützung zweier Wagenkästen 22 auf dem Dreh- gestell kann bei entsprechender Ausbildung des Drehzapfens 24 das Drehgestell auch zur Abstützung nur eines Wagenkastens 22 verwendet werden. Auch können anstatt der dargestellten Elektro-Motoren 32 andere zum Antrieb benötigte Maschinen oder Motoren direkt am Drehgestellrahmen 3 aufgehängt sein, beispielsweise Diesel-Motoren. In dem Drehgestell können auch die Stützräder 11 allein oder zusätzlich zu den Tragrädern 6 angetrieben werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Drehgestell für einen Fahrbahnbalken sattelartig umfassende Fahrzeuge von Einbalkenbahn-Zügen, das zur Abstützung eines Fahrzeuges oder zweier benachbarter Fahrzeuge verwendbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender zum Teil an sich bekannter Merkmale : a) Das Drehgestell weist einen
Drehgestellrahmen (3) auf, in dem als Tragräder zwei hintereinander angeordnete Doppelspurkranzräder (6) federnd gelagert sind ;
b) das Drehgestell ist mit einer Wiege (20) ausgerüstet, die am Drehgestellrah- men (3) an Pendeln aufgehängt ist, so dass sie seitlich auspendeln kann, und auf der der Wagenkasten (22) abgestützt ist, wobei horizontale Kräfte in den Wagenkasten (22) über einen Drehzapfen (24) eingeleitet werden und vertikale Kräfte von Tragfedern (23) zwischen der Wiege (20) und dem Wagenkasten (22) auf- genommen werden ; c) der Drehgestellrahmen (3) hat seitliche nach unten weisende Arme (8) zur Lagerung von mindestens je einem Stützrad (11) auf beiden Seiten des Drehgestellrahmens (3) ; d) für den eventuel- len Antrieb der Trag- oder Stützräder sind am Drehgestellrahmen (3) Maschinen oder Motoren (32) fest aufgehängt.