Fahrgestell eines Schienentriebfahrzeuges für Adhäsions- und Zahnstangenbetrieb Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrgestell eines Schienentriebfahrzeuges für Adhäsions- und Zahnstangenbetrieb, bei dem eine Antriebsgruppe für Adhäsionsbetrieb und eine solche für Zahnstangen betrieb vorhanden sind.
Für elektrische Zahnrad- und Adhäsionstriebfahr zeuge ist es bekannt, jeweils die Zahnradvorgelege für den Antrieb einer Radachse und des auf dieser gelagerten Triebzahnrades miteinander über ein Zahn radpaar zu verkoppeln, wobei der gemeinsame An triebsmotor sowohl im Adhäsions- als auch im Zahn stangenbetrieb als Triebkraft dient. Diese Bauart schliesst den Nachteil in sich, dass bei fortschreitender Abnützung der Radreifen der Triebzahnradantrieb nicht nur volle Zugkraft aufzubringen hat, sondern auch noch den nacheilenden Adhäsionsantrieb mit schleppen muss. Ferner ist es dabei nicht möglich, beim Betrieb auf Zahnstangenstrecken eine grössere Antriebsleistung als auf Adhäsionsstrecken zu ver wirklichen.
Eine Verbesserung dieser Antriebsanordnung ist dadurch erreichbar, dass der Adhäsionsantrieb beim Fahren auf Zahnstangenstrecken durch Ausschalten einer Reibungskupplung abgeschaltet wird, womit dann das Fahrzeug als reines Zahnradtriebfahrzeug arbeitet. Zwar werden in diesem Fall die oben ge nannten Verspannungskräfte in den Verzahnungen verunmöglicht, jedoch ist es auch bei dieser Bauart nicht möglich, auf Zahnstangenstrecken eine grössere Zugleistung als auf Adhäsionsstrecken herauszubrin gen.
Bei einer andern bekannten Fahrgestellanordnung sind getrennte Antriebsgruppen für Adhäsionsbetrieb und für Zahnstangenbetrieb vorhanden, wobei jede Antriebsgruppe mit unabhängig voneinander arbeiten den Elektromotoren ausgerüstet ist. Üblicherweise sind dabei die Motoren beider Antriebsgruppen im gefederten Fahrzeugrahmen untergebracht. Die für den Adhäsionsbetrieb bestimmten Motoren treiben dann die Radachsen über eine oder mehrere Blind wellen und Kuppelstangen an, während das oder die Triebzahnräder zwischen den Radachsen unter gebracht und im Fahrgestellrahmen abgestützt sind.
Mit dieser Fahrgestellbauart wird es zwar möglich, auf Zahnstangenstrecken mit der vereinigten Leistung aller Triebmotoren zu arbeiten und somit eine grössere Leistung als auf Adhäsionsstrecken zu ermöglichen. Aber die Anordnung weist den Nachteil auf, dass sie im Vergleich zu den beiden zuerst genannten An triebsgruppen verhältnismässig schwer wird und im Falle von dreiachsigen Fahrgestellen unerwünscht lange Radstände erforderlich macht, so dass solche- Lokomotiven erhöhte Gleis- und Spurkranzabnützun- gen mit sich bringen.
Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass die Triebzahnräder im Rahmen gelagert werden müssen und somit dem Federspiel unterliegen, was sich ungünstig auf die Eingriffsverhältnisse zwischen Triebzahnrad und Zahnstange auswirkt.
Der Erfindung lieb die Aufgabe zu Grunde, die erwähnten Nachteile bekannter Antriebsanordnungen zu vermeiden und grössere Zugsleistungen auf Zahn stangenstrecken zu erreichen, als dies mit bisher bekannten Lösungen möglich ist. Erfindungsgemäss wird dies dadurch ermöglicht, dass die Radachsen einerseits durch das Triebwerk der Antriebsgruppe für Adhäsionsbetrieb miteinander gekuppelt sind und angetrieben werden, und dass anderseits auf jeder Radachse ein zum Eingriff in die Zahnstange be stimmtes Triebzahnrad drehbar gelagert ist, das von einem der Motoren der Antriebsgruppe für Zahn stangenbetrieb angetrieben wird.
Auf diese Weise wirken auf jede Triebachse sowohl die aus dem An trieb für Adhäsion als auch demjenigen für Zahn stange resultierenden Traktionskräfte und es kann somit durch die vereinten Traktionsgruppen aus jeder Achse die Höchstleistung erzielt werden. Die An triebsmotoren für Zahnstangenbetrieb können dabei z. B. als Tatzenlagermotoren gebaut oder im gefeder ten Fahrgestell befestigt werden. Ferner kann die für den Adhäsionsbetrieb bestimmte Anlage ein- oder mehrmotorig gebaut werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 ein erstes erfindungsgemäss ausgerüstetes zweiachsiges Fahrgestell in Seitenansicht, Fig. 2 ein zweites zweiachsiges Fahrgestell, eben falls in Seitenansicht, Fig. 3 den Antrieb zu einer Radachse gemäss der Anordnung von Fig. 1, im Schnitt nach der Schnitt linie 111-11I der Fig. 1, Fig. 4 und 5 je einen Querschnitt durch die Rad achse nach der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3, und zwar in der untersten bzw. in der obersten Verstellage der Triebzahnradachse, Fig. 6 eine Variante zum Fahrgestell gemäss Fig. 2, in schematischer Darstellung, Fig. 7 ein drittes erfindungsgemässes Fahrgestell, und zwar mit drei Radachsen, ebenfalls in schema tischer Darstellung.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Drehgestell mit den beiden Radachsen 1 ruht der Drehgestellrahmen 2 über Schraubenfedern 3 auf den Achsbüchsen 4 und ist mittels zylindrischer Führungszapfen 5 in den Achsbüchsgehäusen 4 gefühlt. Der Fahrzeugkasten ruht über eine in der Zeichnung nicht gezeigte quer pendelnde Wiege federnd auf dem Rahmen 2. An den Kastenquertraversen 7 sind die Drehzapfen 8 befestigt, welche nach abwärts in die Zapfenführun gen 9 des Rahmens 2 hineinragen. Diese Führungen sind mit Kugelbüchse und mit quer verschieblichen Gleitstücken 10 versehen. Beide Drehzapfen über nehmen die Übertragung der Zug- und Bremskräfte vom Fahrgestell zum Wagenkasten und sind im übri gen etwa nach dem schweizerischen Patent Nr. 278 832 (Erf. 434) ausgebildet.
Das Fahrgestell besitzt zwei Antriebsgruppen, und zwar für Adhäsions- und für Zahnstangenbetrieb. Zur Adhäsionsgruppe gehört der mittlere Motor 12. Er ist über das Vorgelege 13, 14 und einen doppel seitigen Zahnräderzug 15, 16, 17, 18 sowie mittels allseitig beweglicher Mechanismen mit den beiden Radachsen 1 drehbeweglich verbunden. Diese über tragungsmechanismen besitzen, wie aus Fig. 3 hervor geht, eine auf der Radachse 1 aufgepresste Scheibe 20, deren horizontal gerichtete Mitnehmerarme 21 in Ausnehmungen des Zahnrades 18 hineinragen. Zwi schen diesen Ausnehmungen liegt jeweils eine Kam mer 22, in welcher sich eine Schraubenfeder 23 mit beiderseitigen Federtellern befindet. So kann sich das Federspiel im genannten Mechanismus frei auswir ken. Der Motor 12 ist im Drehgestellrahmen 2 ab gestützt.
Die Zahnradzüge 13-18 sind in Gehäusen 30, 31 und 32 untergebracht, die ebenfalls am Dreh gestellrahmen 2 befestigt sind. Auf diese Weise ver- teilt sich die Antriebsleistung des Adhäsionsmotors 12 etwa zu gleichen Teilen auf die mechanisch mitein ander gekuppelten beiden Radachsen.
Zur Antriebsgruppe für Zahnstangenbetrieb ge hören die beiden Elektromotoren 33, welche wie der Motor 12 im Drehgestellrahmen 2 abgestützt sind. Sie treiben die auf den Radachsen 1 angeordneten und in die Zahnstangen eingreifenden Triebzahnräder 34 über ein doppeltes Vorgelege 35, 36, 37, 38 an. Dieses ist mit einem mehrteiligen Gehäuse 39 untergebracht, das mit seiner Unterseite auf der Radachse 1 gelagert ist. Dieser Antrieb ist in seinem Gesamtaufbau in allen Einzelheiten aus Fig. 3 ersichtlich. Vom Motor 33 führt die Drehbewegung über die Kardanwelle 41 mit Gelenken 42 und 43 zu der Reibungskupplung 44.
Diese ist als sogenannte Rutschkupplung gebaut und dient in üblicher Weise dazu, den Motor vor un gewollten Drehstössen zu schützen, wozu die Kupp lungslamellen 45 mittels Federn 46 dauernd unter gleichem Anpressdruck gehalten sind. Sie ist über die Lager 47, 48 am äusseren Ende der Hohlwelle 49 gelagert, die von der Kardanwelle 41 mit Spiel durch setzt wird. Das mit der Hohlwelle aus einem Stück bestehende erste Vorgelegerad 35 greift in das Zahn rad 36 der ersten Vorgelegewelle 51 ein. Sodann wird das Drehmoment über das Ritzel 37 auf das mit der Nabe 52 verkeilte Zahnrad 38 nach dem Triebzahn rad 34 weitergeleitet. Dieses ist in bekannter Weise als drehelastisches Rad ausgebildet, indem der Rad körper zweiteilig ausgeführt ist und Kammern 53 aufweist, in denen die auf den Umfang verteilten Schraubenfedern 54 liegen.
Die Triebzahnradnabe 52 ist nicht direkt, sondern über die mittels Einstellvorrichtung 55 verdrehbare Exzenterbüchse 56 auf der Radachse 1 gelagert. Mit dieser Massnahme wird es möglich, die Höhenlage des Triebzahnrades 34 von Zeit zu Zeit einzustellen und damit bei fortschreitender Abnützung der Radreifen gleich gute Eingriffsverhältnisse an der Zahnstange einzuhalten. In Fig. 4 ist die Situation bei neuen Rad reifen mit dem Laufkreisdurchmesser dl dargestellt, wobei die dickere Seite der Exzenterbüchse 56 nach der Unterseite eingestellt ist. Umgekehrt ist aus Fig. 5 die gegenseitige Lage der in Betracht fallenden Teile bei ganz abgenützten Radreifen mit dem verminderten Laufkreisdurchmesser d, ersichtlich.
Die Exzenter büchse 56 ist dabei um- eine halbe Umdrehung ver dreht worden, womit der dickere Teil nun auf der Oberseite liegt. Dank der beschriebenen Nachstell vorrichtung müssen die sonst üblichen Grenzen der Radreifenabnützung nicht eingeschränkt werden.
Gemäss der in Fig. 2 dargestellten Variante zum obigen Ausführungsbeispiel besteht der Adhäsions- übertragungsmechanismus nicht aus einem Zahnrad zug, sondern aus einer durch die Räder 57-60 an getriebenen Blindwelle 61 und Kuppelstangen 62, 63. Selbstverständlich ist das Gewicht der ungefederten Drehgestellteile hier höher als beim ersten Aus führungsbeispiel, jedoch sind die Herstellungskosten niedriger. In Fig. 6 ist schematisch eine Variante zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 gezeigt, in welcher der Adhäsionsmotor als Zwillingsmotor 12a aus gebildet ist.
In Fig.7 ist schematisch ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel gezeigt, bei dem drei Radachsen und drei für den Betrieb der Zahnstangenstrecken be stimmte Antriebsmotoren 33 vorgesehen sind. Ander seits sind für die Adhäsionsantriebsgruppen zwei Motoren 12 vorgesehen, welche mit den entsprechen den Blindwellen zwischen den Radachsen liegen. Diese dreiachsige Ausführungsart ist für Fahrzeuge von sehr grosser Leistung gedacht, oder dann für solche, welchen verhältnismässig geringe Achsdrücke vorgeschrieben sind.