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Die Erfindung betrifft ein Laufwerk für Schienenfahrzeuge mit zwangläufiger
Lenkung der Radsätze. Im Gegensatz zu »freien« Lenkachsen, einachsigen Lenkgestellen
usw. versteht man unter zwangläufiger Lenkung bekanntlich eine solche, bei der die
Radialstellung der Radsätze eines im Bogen stehenden Fahrzeugs im wesentlichen formschlüssig
hergestellt wird; der Bogen muß bei zwangläufiger Lenkung also in mindestens drei
Punkten, z. B. durch drei Radsätze, abgetastet werden, da erst die gegenseitige
Lage dreier Punkte den Radius eines Kreisbogens erkennen läßt.
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Eine zwangläufige Achslenkung hat zahlreiche Vorzüge, wie den fast
vollständigen Wegfall des Verschleißes an Radreifen und Schienen und geringe Neigung
der Räder zum Durchrutschen beim Ziehen und Bremsen im Bogen. Die Gleisbögen können
ferner mit jeder Geschwindigkeit durchfahren werden, die den Fahrgästen und Gütern
bezüglich der Fliehbeschleunigung zugemutet werden darf. Die Achsstände können groß
bzw. die Übergänge sehr klein ausgeführt werden, wodurch auch in der Geraden ein
ruhiger Lauf erreicht wird. Bei fest auf der Achswelle befestigten Rädern und bei
ausreichendem Spurspiel laufen nur die Außenräder mit ihren Spurkränzen an der Schiene
an, so daß die noch vielfach anzutreffende große Spurerweiterung im Gleisbogen älterer
Gleisanlagen den Bogenlauf solcher Fahrzeuge nicht beeinträchtigt.
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Es sind bereits verschiedene Vorschläge für zwangläufige Achslenkungen
bekanntgeworden. Nach einem Vorschlag wird ein für zwei hintereinander fahrende
Fahrzeuge gemeinsamer Radsatz stets auf der Winkelhalbierenden der einander zugekehrten
Fahrzeugenden gehalten. Diese einfache Methode hat den Nachteil, daß sie nur auf
ständig verbundene Wagengruppen anwendbar ist und die Lenkung des ersten und letzten
Radsatzes der Wagengruppe ungelöst bleibt.
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Bei einer anderen Lösung, die unter dem Namen »Liechty-Drehgestell«
bekanntgeworden ist, werden die Radsätze eines Drehgestells abhängig von dessen
Ausschlag gegenüber dem Wagenkasten gesteuert. Diese Anordnung ist sehr empfindlich
infolge der unvermeidlichen Spiele in der vielteiligen Lenkeinrichtung und hat deshalb
nicht zu einem vollen Erfolg geführt. Auch erfordert sie einen besonderen, durch
die Fahrzeuglast auf Biegung beanspruchten Zwischenrahmen (nämlich den Drehgestellrahmen),
der die Bauart teuer und schwer macht.
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Weiterhin sind bei Straßenbahnen zwangläufig gelenkte Dreiachslaufwerke
bekannt, bei denen die Endradsätze in langen, in der Fahrzeugmitte gelenkig miteinander
verbundenen Deichseln gelagert sind, während die Mittelachse mit einer beiderseits
herausragenden Deichsel versehen ist, deren Enden etwa in der Mitte der Endachsdeichseln
an diese angelenkt sind. Ein solches Deichselsystem beansprucht den Raum unter dem
Wagenboden so weitgehend, daß dort kein Platz für andere Einbauteile, wie elektrische
Batterien, Klimaanlagen, Luftbehälter u. ä., bleibt. Insbesondere ist auch die Durchführung
von Getriebeteilen für einen Gelenkwellenantrieb nicht möglich, weshalb solche Achslenkungen
ebenso wie die oben beschriebenen Achslenkungen auch nur für nicht angetriebene
Fahrzeuge oder für Antriebe mit elektrischen Tatzenlagermotoren gebaut worden sind.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Achslenkung ist in dem großen Gewicht der
langen Deichseln zu erblicken, Um es in erträglichen Grenzen zu halten, müssen die
Deichseln von Biegebeanspruchungen infolge des Fahrzeuggewichts weitgehend befreit
werden. Infolgedessen legt man bei ihnen die Dreh- und Stützpunkte für den Wagenkasten
nahezu über die Endradsätze. Die Mittelachse bleibt dabei fast unbelastet und wird
lediglich als Steuerorgan ausgenutzt. Wegen ihrer geringen Belastung ist ihre Entgleisungssicherheit
gering. Um unerwünschte Radlaständerungen zu vermeiden, muß die nahezu unbelastete
Mittelachse mit ihrem Seitenausschlag gegenüber dem Wagenkasten fast allein die
Pfeilhöhe des durchfahrenen Bogens überbrücken. Um diesen Ausschlag in praktisch
ausführbaren Grenzen zu halten und zugleich auch Länge und Gewicht der Deichseln
zu begrenzen, muß der Gesamtachsstand beschränkt werden, so daß der Vorzug eines
Fahrzeugs ohne Überhänge nicht ausgeschöpft werden kann.
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Es ist auch eine Abwandlung dieses Dreiachslaufwerks bekanntgeworden,
bei der die miteinander verbundenen Deichselverlängerungen der obengenannten Bauart,
welche die Gleichheit des Ausschlags beider Deichseln sicherstellen sollen, durch
zwei diagonale Zugstangen ersetzt sind, ferner eine solche, bei der die Mittelachse
weder schwenkbar noch seitenverschiebbar im Rahmen gelagert ist, während die Endradsätze
in Deichseln schwenkbar gelagert sind, wobei auch hier die Gleichheit der Ausschläge
beider Endradsätze durch zwei sich kreuzende Zugstangen erzwungen wird. Auch hier
fehlt in beiden Fällen eine Abstützung des Lenkgestänges gegen den Fahrzeugrahmen.
Die Nachteile sind die gleichen wie bei dem oben angeführten Dreiachslaufwerk für
Straßenbahnen.
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Endlich ist auch ein aus zwei Lenkrahmen (Deichseln) bestehendes zweiachsiges
Drehgestell bekanntgeworden, bei dem ein Lenkrahmen, der den Drehzapfen aufnimmt
und auf dem sich die Brücke abstützt, einerseits auf dem äußeren Radsatz, andererseits
auf dem anderen Lenkrahmen ruht, während der zweite Lenkrahmen mit seinem einen
Ende an der Brücke aufgehängt ist und sich mit seinem anderen Ende auf dem inneren
Radsatz abstützt. Dieses Drehgestell kommt einer radialen Einstellung der Radsätze
im Bogen bereits wesentlich näher als die üblichen Drehgestelle mit starrem Einbau
der Radsätze in einteilige Rahmen. Die durch die Fahrzeuglast auf Biegung beanspruchten
Lenkrahmen machen dieses Drehgestell aber sehr schwer und nehmen den Raum unter
der Brücke weitgehend in Anspruch. Der Hauptnachteil liegt aber in der baulichen
Vereinigung des lotrechten Lastausgleichs mit der Achslenkung: Sie gestattet einerseits
nicht ohne weiteres die volle Belastung des inneren Radsatzes, andererseits keine
vollkommene Radiallenkung bei allen Krümmungshalbmessern.
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Alle bekannten Laufwerke mit zwangläufiger Achslenkung tragen .endlich
noch den gemeinsamen Nachteil, daß ihre Bauteile nur für einen bestimmten Anwendungsfall
geeignet sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufwerk mit radial
gelenkten Radsätzen zu schaffen, bei dem die aufgezählten Nachteile vermieden sind.
Seine Bauteile sollen für Fahrzeuge verschiedener Radsatzzahl und -anordnung verwendbar
sein, den
Raum unter dem Wagenboden möglichst wenig beanspruchen
und auch den Achsantrieb mit Gelenkwellen von einem im Fahrzeugrahmen festen Motor
bzw. Getriebe aus erlauben. Die Ausführung soll leicht und billig sein, und die
guten, mit radial geführten Radsätzen erzielbaren Fahreigenschaften sollen ganz
ausgenutzt werden.
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Die Erfindung geht aus von einem Laufwerk für Schienenfahrzeuge mit
mehr als zwei Radsätzen, bei dem zwei benachbarte Radsätze, die so am Fahrzeugrahmen
angelenkt sind, daß an jedem Radsatz jedem beliebigen Seitenausschlag eine bestimmte
Winkelstellung zum Rahmen zugeordnet ist, und bei dem zwei Radsätze mit dem Rahmen
und einem Verbindungsgestänge eine Lenkeinheit bilden.
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Die gestellte Aufgabe wird bei einem derartigen Laufwerk erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß das Verbindungsgestänge zwischen den beiden Radsätzen der Lenkeinheit
gelenkig an den Führungsorganen der Radsätze und mindestens in einem Punkt an den
Fahrzeugrahmen angeschlossen und sein Übersetzungsverhältnis so gewählt ist, daß
sich die Verlängerungen der Achsen beider Radsätze bei allen Ausschlägen auf der
gleichen Lotrechten zur Fahrzeuglängsachse schneiden.
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Es wird durch die Ausbildung nach der Erfindung eine Einheit geschaffen,
die sich mit einer gleichartigen oder andersartigen an den Fahrzeugrahmen angebauten
Achsgruppe oder mit einem gelenkten oder ungelenkten Einzelradsatz zu verschiedenartigen
Laufwerken mit zwangläufiger Radial-Achslenkung von mehr als zwei Radsätzen zusammenbauen
läßt.
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Die Anlenkung der Radsätze am Fahrzeugrahmen kann auf verschiedene
Weise, am einfachsten mit Kreisbogenlenkern (Deichseln) oder mit zwei nicht parallelen
(sogenannten Busseschen) Lenkern geschehen. In dem Sonderfall, daß der eine Radsatz
auf der obenerwähnten Lotrechten zur Fahrzeuglängsachse liegt, kommen alle an sich
bekannten Arten von Parallellenkern und Geradeführungen in Frage. Das Verbindungsgestänge
kann grundsätzlich die Form eines von Radsatz zu Radsatz reichenden und zwischen
den Radsätzen im Fahrzeugrahmen gelagerten Wendehebels (ähnlich einem Beugniothebel)
aufweisen, aber auch aus einem Zahnstangen-, Winkelhebel- oder hydraulischen System
gleicher Wirkung bestehen. Beim Einlauf des Fahrzeugs in einen Bogen überträgt es
die Führungskräfte im Drehpunkt des ersatzweisen Wendehebels auf den Fahrzeugnahmen,
so daß es wie ein bekanntes Drehgestell als doppelte Hebelübersetzung zwischen dem
anlaufenden Radsatz und dem Fahrzeugrahmen wirkt. Beim Durchlauf durch den Bogen
verteilt es die im Drehpunkt eingeleiteten Fliehkräfte auf zwei Radsätze.
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Das Hebelverhältnis des Verbindungsgestänges kann bei gegebenen Achsständen
willkürlich gewählt werden, solange die Lage der Anlenkpunkte der Radsätze am Fahrzeugrahmen
noch offensteht. Zweckmäßig wird man es so wählen, daß die den Hebelarmen verhältnisgleichen
Seitenausschläge der Radsätze gegenüber dem Fahrzeugrahmen unter Berücksichtigung
ihres Vorzeichens mit der Sollbelastung der einzelnen Radsätze multipliziert in
der Summe über alle Radsätze des Fahrzeugs gleich Null werden. Dadurch erreicht
man eine gleichbleibende statische Belastung der einzelnen Räder bei allen Krümrnungsradien.
Es kann aber auch die gegebene Länge einer etwa vorhandenen Deichsel zugrunde gelegt
und danach das Hebelverhältnis und/oder der Achsstand bestimmt werden.
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Zwei erfindungsgemäßen Lenkeinheiten kann auch der innere Radsatz
gemeinsam angehören. Dadurch entsteht ein dreiachsiges Laufwerk. Eine zweckmäßige
Ausbildung des Verbindungsgestänges besteht aus Winkel- oder T-Hebeln, welche durch
Zugorgane verbunden sind. Die Zugorgane, wie Zugstangen oder Stahlbänder, vermögen
große Achsstände mit geringem Baugewicht zu überbrücken. Sie beanspruchen nur wenig
Raum unter dem Wagenboden, weil sie sich bei Spielen der Lenkeinrichtung im wesentlichen
nur in ihrer Längsrichtung verschieben, also keine Flächen bestreichen. Weiterhin
ermöglichen die Zugorgane die Einschaltung von Spannschlössern, mit denen folgendes
erreicht werden kann:
| 1. Der Fahrzeugrahmen und der Lenkmechanismus |
| können mit groben Toleranzen und daher billig |
| gefertigt werden. Die im Schienenfahrzeugbau |
| erforderliche Genauigkeit in der Ausrichtung |
| der Radsätze wird dann nachträglich durch Ein- |
| stellung an den Spannschlössern erreicht. Sie |
| kann auch nach Gewalteinwirkungen, wie Zu- |
| sammenstößen oder Entgleisungen, jederzeit |
| ohne Aufwand wiederhergestellt werden. |
| 2. Mit den Spannschlössern kann dem Lenkmecha- |
| nismus eine Vorspannung erteilt werden, welche |
| die unvermeidlichen Spiele in den Gelenken |
| zum Verschwinden bringt. |
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden in die Zugorgane des Verbindungsgestänges
Federtöpfe mit vorgespannten Federn eingeschaltet, bei denen die Federvorspannung
mindestens so groß, aber nur wenig größer ist als die in den Zugorganen bei der
Beharrungsfahrt in der Geraden oder im Bogen auftretenden Steuerkräfte, die sich
nach bekannten Verfahren, wie dem Minimum-Verfahren, vorausbestimmen lassen.
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Man erreicht damit, daß das Verbindungsgestänge im normalen Betrieb
starr wirkt und genau arbeitet. Unter der Wirkung der größeren Kräfte, die beim
Anlauf eines Endradsatzes an eine Schiene infolge unregelmäßiger Gleislage oder
beim Einlauf in einen Bogen im Verbindungsgestänge auftreten, gibt das Federelement
jedoch elastisch nach und ermöglicht der Deichsel einen zusätzlichen Ausschlag.
Der anlaufende Radsatz kann also ausweichen, ohne daß sogleich das gesamte Steuergestänge
und der Fahrzeugrahmen mitbeschleunigt werden müßten, wodurch ein weicher Anlauf
entsteht und zugleich das Verbindungsgestänge vor Überlastung geschützt wird. Es
braucht somit nicht nennenswert stärker bemessen zu werden, als es die sehr kleinen
Lenkungskräfte erfordern. Der durch das Ausweichen des anlaufenden Radsatzes entstehende
Deichselausschlag verhindert dabei schon zu Beginn des Einlaufvorgangs in den Bogen
schädliche Anlaufwinkel dieses Radsatzes.
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Weitere die bauliche Durchbildung der Achslenkung betreffende Erfindungsmerkmale
gehen aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
hervor,
die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigt A b b. 1 die schematische Darstellung
einer Lenkeinheit in zwei Gleisbögen von verschiedenem Radius, A b b. 2 eine Lenkeinheit
als Vorspannachsen eines bekannten Gliederzuges im Gleisbogen in der Draufsicht,
A b b. 3 ein aus zwei Lenkeinheiten gebildetes vier- bzw. fünfachsiges Laufwerk
in der Geraden, A b b. 4 das Laufwerk nach A b b. 3 im Gleisbogen, A b b. 5 ein
aus zwei Lenkeinheiten mit gemeinsamer Mittelachse gebildetes Dreiachslaufwerk in
der Geraden, A b b. 6 das Laufwerk nach A b b. 5 im Gleisbogen, A b b. 7 ein Laufwerk
ähnlich A b b. 5 mit einem anderen Verbindungsgestänge, A b b. 8 eine andere Ausführungsform
des Verbindungsgestänges in Teildraufsicht, A b b. 9 einen Federtopf des Verbindungsgestänges
in vergrößertem Maßstab im Schnitt, A b b. 10 die Federkennlinie des Federtopfes
nach Abb.9. A b b. 11 ein Ausführungsbeispiel für eine abgefederte Deichsel in Seitenansicht
und A b b. 12 in Vorderansicht und A b b. 13 im Schnitt nach der Linie XIH-XIII
der A b b. 14 und A b b. 14 in der Draufsicht, A b b. 15 eine andere Ausführungsform
für eine abgefederte Deichsel in Seitenansicht, A b b. 16 ein Ausführungsbeispiel
mit nicht abgefederter Deichsel in Vorderansicht und A b b. 17 in der Seitenansicht.
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Die Lenkeinheit gemäß A b b. 1 enthält die beiden Radsätze 1 und 2,
den durch seine Fahrzeuglängsachse 3 dargestellten Fahrzeugrahmen und das Verbindungsgestänge
4, das als einfacher Wendehebel ausgebildet ist, welcher irn Punkt 7 am Fahrzeugrahmen
und in den Punkten 8 und 9 an den Radsätzen 2 bzw. 1 aasgelenkt ist. Die Radsätze
1 und 2 sind über Deichseln 11 und 12 an den Punkten 5 und 6 am Fahrzeugrahmen aasgelenkt.
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Bei einem angenommenen mittleren Krümmungsradius R der Außenschiene
müssen sich die Verlängerungen der Achsen der Radsätze 1 und 2, deren Abstände vom
Lot 10 auf der Fahrzeuglängsachse 3 vorgegeben sein mögen, in einem auf dem Lot
10 gelegenen Punkt M schneiden. Die Lage der Radsätze 1 und 2 und damit auch diejenige
der auf ihrer Mitte senkrecht stehenden Mittellinien der Deichseln 11 und 12 ist
damit festgelegt. Ist auch das Hebelverhältnis des Verbindungsgestänges 4 gegeben,
so ergibt sich die Lage der Fahrzeuglängsachse 3 als Lotrechte auf der Linie 10
durch den Anlenkpunkt 7 des von Radsatzmitte 9 zu Radsatzmitte 8 verlaufenden Verbindungsgestänges
4. Die Anlenkpunkte 5 und 6 der Deichseln 11 und 12 (und damit auch die Länge der
Deichseln) ergeben sich als Schnittpunkte der Deichselmittellinien mit der Fahrzeuglängsachse
3.
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Bei einem anderen Krümmungsradius Ra des Gleisbogens erhält
das Verbindungsgestänge 4 einen anderen Ausschlag (in Ab b. 1 gestrichelt dargestellt).
Ihm entsprechen die Lagen 1 a und 2 a der Radsätze, deren Verlängerungen sich in
dem mit guter Annäherung ebenfalls auf dem Lot 10 gelegenen Punkt Ma schneiden,
womit die Vorbedingung für eine Radial-Achslenkung erfüllt ist.
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In A b b. 2 ist den beiden Fahrzeugen 15 und 16 der gemeinsame Radsatz
14 zugeordnet, der sich in bekannter Weise in die Winkelhalbierende zwischen den
Stirnflächen der Fahrzeuge 15 und 16 einstellt. Hinter dem Fahrzeug 16 kann ein
ihm gleiches Fahrzeug folgen, mit dem das Fahrzeug 16 seinerseits einen gemeinsamen
Radsatz trägt, usw. (Gliederzug). Als erste Radsätze enthält das Fahrzeug 15 die
erfindungsgemäße Lenkeinheit, wobei der Abstand b der Lotrechten 10 vom Wagenende
der halben Länge des Fahrzeugs 16 gleich ist. Mit Rücksicht auf die Außenlagerung
der Radsätze 1 und 2 ist die im Punkt 5 am Fahrzeugrahmen angelenkte Deichsel
11 gabelförmig ausgebildet. Da der Radsatz 2 nahe dem Lot 10 liegt, würde
seine Deichsel sehr lang werden. Sie ist deshalb durch an sich bekannte nicht parallele
Lenker 13 (Bussesche Lenker) ersetzt. Die Anordnung nach A b b. 2 ist in gleicher
Weise für das Kopfglied und für das Schlußglied eines Gliederzuges geeignet.
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In den A b b. 3 und 4 ist ein vierachsiges Laufwerk dargestellt, das
aus zwei erfindungsgemäßen Lenkeinheiten zusammengesetzt ist. Die Lenkeinheiten
liegen beiderseits des Lotes 10 auf der Fahrzeuglängsachse 3 in gleichen Abständen
vom Lot 10 entfernt. Durch Einfügen eines weiteren in dieser Längsachse 3 liegenden
Radsatzes 17 1'äßt sich dieses Laufwerk auf einfache Weise in ein fünfachsiges
erweitern. Da der Radsatz 17 keine Führungskräfte aufzunehmen hat und in dem Lot
10 liegt, braucht er lediglich seitenverschiebbar parallel geführt zu werden, um
stets radial im Gleis zu stehen.
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In den A b b. 3 und 4 ist der Sonderfall dargestellt, daß die Deichseln
11 und 12 gleich lang sind. Es fallen dann gemäß den aus A b b. 1 ersichtlichen
geometrischen Beziehungen die Anlenkpunkte beider Deichseln 11 und 12 in dem Punkt
56 zusammen. Das Verbindungsgestänge 4 ist hier verkürzt und greift über Zwischenstangen
18 an den Punkten 8 a und 9 a der Deichseln 11 bzw. 12 an. Der Anlenkpunkt 7 des
Verbindungsgestänges 4 liegt ebenso wie Punkt 56 fest am Fahrzeugrahmen. Auch zum
sechsachsigen Laufwerk läßt sich die Anordnung nach den A b b. 3 und 4 erweitern,
indem zwei nicht an ein Verbindungsgestänge angeschlossene Radsätze zwischen den
beiden Lenkeinheiten eingeschaltet werden. Da die beiden Radsätze in diesem Fall
nicht mehr in dem Lot 10 liegen, wird man sie, wenn genaue Radialführung gefordert
wird, nicht parallel, sondern in einem flachen Kreisbogen von entsprechendem Radius,
beispielsweise durch Bussesche Lenker, führen.
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Die Bildung eines Dreiachslaufwerks, bei dem der Radsatz 2 beiden
Lenkeinheiten gemeinsam ist, zeigen die A b b. 5 und 6. Ein solches Dreiachslaufwerk
läßt sich nicht nur, wie gezeichnet, mit symmetrischer Achsanordnung, sondern auch
mit außermittiger Mittelachse bauen, sofern die Lastverteilung oder der Zwang zur
Beschränkung der Seitenausschläge dies wünschenswert erscheinen läßt. Bei symmetrischer
Achsanordnung liegt der mittlere Radsatz 2 wieder in dem Lot 10 auf der Fahrzeuglängsachse
3 und wird daher parallel geführt. Das Verbindungsgestänge ist hier in zwei T-Hebel
11 und 20 mit dazwischengeschalteten
Zugstangen 19 aufgelöst. Der
eine T-Hebel wird durch die Deichseln 11 gebildet, an denen die Zugstangen 19 in
den Punkten 9 b angelenkt sind, während der andere, um den im Fahrzeugrahmen festen
Punkt 7a schwenkbare T-Hebel 20 gesondert angeordnet und mit den Zugstangen 19 in
den Punkten 8 b gelenkig verbunden ist. Mit einer Gabel 28 bewegt jeder T-Hebel
20 den Zapfen 27 des im Fahrzeugrahmen parallel geführten Gestells 24, in dem der
mittlere Radsatz 2 gelagert ist.
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Die Wirkungsweise dieses Verbindungsgestänges entspricht derjenigen
eines Wendehebels mit dem Übersetzungsverhältnis c : d. Jedoch wird die Fläche
21 unter dem Wagenboden für sonstige Bauteile frei gehalten. In die Zugstangen 19
sind die Spannschlösser 22 und die Federtöpfe 23 eingeschaltet. Mit den Spannschlössern
22 wird das Verbindungsgestänge nach der Montage des Laufwerks so eingestellt, daß
in der Mittellage der Radsätze 1 und 2 deren Achsen genau parallel sind. Diese Einstellung
kann noch durch eine axiale Einstellmöglichkeit der Radsätze 1 in den Deichseln
11, z. B. durch Beilagen, ergänzt werden. Damit wird eine billige Fertigung des
gesamten Laufwerks mit groben Toleranzen ermöglicht.
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Die Federtöpfe 23 sind beispielsweise gemäß A b b. 9 ausgebildet.
An dem einen Teil der unterbrochenen Zugstange 19 ist das Federgehäuse 50 befestigt,
während der andere Teil den Federteller 53 trägt. Zwischen dem Federteller 53 und
dem einstellbaren Gehäusedeckel 51 liegt die vorgespannte Druckfeder 52.
In A b b. 10 ist die Spannkraft P dieser Feder 52 über ihrem Hub s aufgetragen.
Liegt der Federteller 53, wie gezeichnet, auf dem Boden des Federgehäuses 50 auf,
so hat die Feder 52 die Vorspannung Po, die um einen kleinen Betrag größer ist als
die bei ungestörter Fahrt in den Zugstangen 19 wirkenden Lenkkräfte. Diesen Kräften
gegenüber wirkt der Federtopf 23 also starr.
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Treten beim Anlauf eines Rades des Radsatzes 1 an der Schiene größere
Kräfte als P" auf, so drückt sich die Feder 52 zusammen, wodurch die Zugstange 19
verlängert wird und dem Radsatz 1 gestattet, auszuweichen. Die vom Radsatz 1 über
das Verbindungsgestänge 11, 19, 20 übertragenen Beschleunigungskräfte werden dabei
mit zunehmendem Weg s1 - so vermindert, bis ihnen die Kraft P1 das Gleichgewicht
hält. Infolge der flachen Kennlinie der Feder 52 trifft dies bereits nach einem
geringen Anwachsen der Federkraft um den Betrag d P ein, so daß das Verbindungsgestänge
11, 19, 20 sehr leicht gehalten werden kann. Der Radsatz 1 kann dabei weiter einschwenken,
als es der Stellung der beiden anderen Radsätze zum Rahmen entspricht.
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Die Spannschlösser 22 dürfen natürlich nur so weit angezogen werden,
daß in den Zugstangen 19 die Vorspannkraft Po in der Ruhelage nicht überschritten
wird, da anderenfalls das gewünschte Verhalten gestört wird. Die Überschreitung
der zulässigen Vorspannung Po ist beim Anziehen der Spannschlösser 22 am Abheben
des Federtellers 53 vom Boden des Gehäuses 50 leicht erkennbar.
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Soll bei allen zu durchfahrenden Krümmungsradien die statische Belastung
der Räder an der rechten und der linken Fahrzeugseite unverändert bleiben, so erhält
bei gegebener Deichsellänge d und bei gegebener Belastung P1,, und P1 1, der Endradsätze
1 und der Belastung P2 des mittleren Radsatzes 2 der Hebelarm c des T-Hebels 20
erfindungsgemäß die Länge
In diesem Fall ist nämlich die Gleichung erfüllt: PiV # Y1 - p2. Y2 -I- Plha' yih
= 0, worin Y1, und Y1 t, die Seitenausschläge des vorderen und hinteren Endradsatzes
und Y, den Seitenausschlag des mittleren Radsatzes 2 bedeutet. Sinngemäß kann auch
bei den anderen Achsanordnungen das Hebelverhältnis so gewählt werden, daß die statische
Belastung der Räder gleichbleibt. Es kann aber auch so gewählt werden, daß zum Ausgleich
für ihre Mehrbelastung durch Fliehkräfte die Außenräder im Bogen eine kleinere statische
Belastung erhalten als die Innenräder, da bei Radialachsen diese Mehrbelastung zur
Erhöhung der Entgleisungssicherheit nicht benötigt wird.
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Zur weiteren Gewichtsminderung beim Verbindungsgestänge können die
T-Hebel 20 der A b b. 5 und 6 gemäß A b b. 7 durch Winkelhebel 25 ersetzt werden,
welche infolge ihrer kleineren Schenkellängen keinen so großen Biegemomenten unterliegen.
Dieses Verbindungsgestänge 11, 19, 25 entspricht einem Wendehebel mit dem Übersetzungsverhältnis
e - g : d - f. Die Winkelhebel 25 sind in den Punkten 7 b im Fahrzeugrahmen
gelagert. Die sehr kleinen Längendifferenzen, die bei dieser Anordnung bei Ausschlägen
zwischen der linken und der rechten Zugstange 19 auftreten, werden ohne Schwierigkeit
von den Federtöpfen 23 aufgenommen. Die Schenkel 26 des einen Paares der Winkelhebel
25 können gleichzeitig als Parallellenker ausgebildet sein und den Radsatz 2 führen.
Das andere Winkelhebelpaar greift dann vermittels Gabeln 28 a am Radsatz 2 an. Die
Gelenke 5, 9 b, 8 c, 7 b und 27 a sind in A b b. 7 mit übertrieben
großem Spiel dargestellt, um zu zeigen, wie sich die Zapfen infolge der Vorspannung
durch die Spannschlösser 22 einseitig in ihrer Bohrung anlegen. Es ist hieraus zu
erkennen, daß bei der Übertragung einer Verstellung von einem Radsatz zum anderen
lediglich die - bei Wälzlagern sehr kleinen - Lagerspiele der Achslager einen »toten
Gang« hervorrufen können. Der unter dem Wagenboden frei bleibende Raum 21 ist hier
noch größer als bei der Anordnung nach den A b b. 5 und 6; die Spannschlösser 22
sind von außen her besonders gut zugänglich.
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Ein weiteres Beispiel für die Ausführung des Verbindungsgestänges
zeigt A b b. B. Hierbei bilden Segmente 9 c einer Bandscheibe die Schenkel der Gabeldeichsel
11. Das Verbindungsgestänge besteht aus einem Stahlband 19 a, das an den
Endpunkten der Bandscheibensegmente 9 c befestigt ist und über diese abläuft. Es
wird über die in den am Fahrzeugrahmen in den Punkten 7c gelagerten Umlenkrollen
29 geführt und ist in dem Punkt 27 b an dem im Fahrzeugrahmen parallel geführten
Lagergestell 24 des Radsatzes 2 befestigt. Auch dieses Stahlband 19 a kann ein elastisches
Glied und ein Spannschloß erhalten. Es kann aber auch die Lagerung der Rollen 29
elastisch nachgiebig und nachstellbar ausgeführt werden. Der freie Raum 21 unter
dem Wagenboden ist hier besonders groß.
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Die Deichseln 11 und 12 sind erfindungsgemäß so ausgeführt, daß der
Drehzapfen hoch liegt, so daß
ohne Schwierigkeit eine Gelenkwelle
unter ihm hindurchgeführt werden kann, und daß der Radsatz gegenüber der Deichsel
ein möglichst kleines Querspiel erhält. Dabei kann die Anordnung entweder so getroffen
werden, daß die gesamte Deichsel dem Federspiel der Achsfedern folgt oder daß nur
ihr drehzapfenseitiges Ende dem Federspiel folgt, während das radsatzseitige Ende
unmittelbar mit dem Achslager verbunden ist.
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In den A b b. 11 bis 14 ist die Deichsel 11 um den Drehzapfen 5 schwenkbar.
Sie führt den Radsatz 1 über die bekannten einseitigen Federblattachslenker 39 spielfrei
und stützt sich über die Achsfedern 37 auf den Achslagern 38 ab. über den Achsfedern
37 liegen die Stützrollen 34, auf denen der Wagenkasten 36 ruht. Die Last des Wagenkastens
36 erzeugt in der Deichsel 11 kein Biegemoment, so daß die Deichsel 11 flach
gebaut werden kann und unter dem Drehzapfen 5 ausreichenden Raum für einen eventuellen
Gelenkwellenantrieb frei läßt, der an den Antriebsflansch 31 des Achsgetriebes 30
angeschlossen ist. Die Drehmomentstütze 32, 33 ist in der Nähe des Drehzapfens 5
mit der Deichsel 11 verbunden, wobei die Verbindung in bekannter Weise beweglich
ausgebildet ist. Die Deichsel 11 vollführt relativ zum Wagenkasten 36 lediglich
waagerechte Schwenkbewegungen um den Drehzapfen 5, so daß der Drehzapfen 5 und die
Anschlüsse 9 b für das Lenkgestänge in einfacher Weise zylindrisch ausgebildet sein
können.
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Der Wagenkasten 36 kann statt über die Rollen 34 auch auf irgendeine
andere bekannte Art abgestützt sein, z. B. über Gleitstücke. Da Fahrzeuge mit zwangläufig
gelenkten Radsätzen Gleiskrümmungen schneller durchfahren können als Normalfahrzeuge
und da die Gleisanlagen, die für letztere gebaut bzw. von solchen mitbenutzt werden,
nicht die geeignete Gleisüberhöhung für die größere Kurvengeschwindigkeit aufweisen,
können die Stützflächen 35 am Wagenkasten 36 in an sich bekannter Weise ansteigend
ausgebildet werden, derart, daß der Wagenkasten 36 beim Ausschlagen der Deichselgestelle
nach dem Bogeninneren geneigt wird. Dabei werden die gleichzeitig tragenden Stellen
der Stützflächen 35 an der rechten und linken Wagenseite vorteilhaft mit entgegengesetzt
gleicher Steigung ausgeführt, so daß beim Ausschlag der Deichseln 11 keine Rückstellkraft
entsteht. Die Wirkung solcher geneigten Stützflächen 35 entspricht derjenigen einer
vergrößerten Gleisüberhöhung, wodurch die Fahrgäste die Fliehkräfte beim Durchfahren
von Gleiskrümmungen weniger empfinden.
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Bei dem in der A b b.15 wiedergegebenen Beispiel eines Deichselgestells
wird eine für sich bekannte Gummiachsfederung 41 verwendet. Zur Abstützung des Wagenkastens
36 sind für sich bekannte Rollgummikörper 42 an Stelle von Rollen 34 vorgesehen.
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Der unmittelbare Anschluß der Achslager 38 an die Deichsel 11 gemäß
den A b b. 16 und 17 schließt jegliches Spiel zwischen Deichsel und Achslagern i
aus. Die Deichsel 11, in dem Beispiel aus einem gebogenen Rohr gefertigt,
ist in diesem Fall mit dem Drehzapfen 5 raumbeweglich verbunden. Die beiden Anschlußstellen
9 b für das Verbindungsgestänge erleiden beim gleichzeitigen Durchfedern beider
Achs- i federn 43 keine Höhenänderung, wohl aber beim einseitigen Durchfedern einer
Achsfeder 43. Die ledernde Verbindung zwischen den Achslagem 38 und dem Wagenkasten
36 wird durch ein für sich bekanntes Gummi-Metall-Scheibenpaket hergestellt, das
von der Last des Wagenkastens 36 auf Druck beansprucht wird und die Ausschläge der
Deichsel 11 unter Schubbeanspruchung aufnimmt. Diese Federung kommt für alle Fälle
in Frage, in denen eine Rückstellkraft zugelassen werden kann oder sogar erwünscht
ist. Bei Innenlagerung der Radsätze 1 und 2 können die Achslager 38 auch mit denjenigen
des Achsgetriebes 30 vereinigt und das Gehäuse des Achsgetriebes 30 als Deichsel
ausgebildet werden, wodurch sich eine besonders einfache Anordnung ergibt.
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Anspruch 1 schützt nur die Kombination der in diesem Anspruch enthaltenen
Merkmale; die Ansprüche 3 bis 12 gelten als echte Unteransprüche nur in Verbindung
mit dem Anspruch 1.