Radaufhängung Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Radaufhängung für Schienenfahrzeuge mit drei Rad paaren, deren Achsen in Achsgehäusen abgestützt sind. Es kann sich dabei um Schienentriebfahrzeuge handeln, deren sechs Räder direkt am Triebfahrzeug rahmen aufgehängt sind, oder um Schienenwagons mit sechsrädrigen Fahrgestellen.
Die Räder solcher Schienenfahrzeuge müssen nor malerweise in vertikaler Richtung mit kleinen Aus lenkungen im stationären Zustand federnd sein, und da die Schienenfahrzeuge oft auf sehr unregelmässi gen Schienen fahren müssen, ist es üblich, wenigstens annähernd einen Lastausgleich zwischen den Rad achsen vorzusehen, so dass die Last während des Fahrens praktisch in der gewünschten Weise auf die Achsen verteilt ist.
In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass unter Lastausgleich die Aufrechterhaltung des beim Bau des Fahrzeuges vorbestimmten Belastungs verhältnisses der Radachsen zu verstehen ist. In den meisten Fällen wird verlangt, dass sich die Last gleichmässig auf die einzelnen Radachsen verteilt. In gewissen Fällen jedoch, in welchen z. B. eine von drei Achsen nur Stützachse ist, während die beiden andern Achsen Triebachsen sind, können die Trieb achsen stärker belastet werden als die Stützachse, was eine bessere Adhäsion der Räder auf den Schie nen ergibt. In diesem Fall bedeutet somit Lastaus gleich die Aufrechterhaltung des vorbestimmten Belastungsverhältnisses während des Fahrbetriebs.
Erfindungsgemäss ist die Radaufhängung der ein gangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass für das Achsgehäuse eines jeden Rades des mittleren Radpaares ein Paar von sich in entgegengesetzten Richtungen erstreckenden Ausgleichsträgern vorge sehen ist, welche am Achsgehäuse oder an einem mit diesem fest verbundenen Teil derart angelenkt sind, dass sie in einer vertikalen Längsebene auf und ab schwenkbar sind,
wobei die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckenden Ausgleichsträger mit ihren von den mittleren Achsgehäusen entfernteren End- teilen mit dem benachbarten Achsgehäuse der beiden andern Räder auf der entsprechenden Fahrzeugseite verbunden sind und dass die vertikale Last der auf gehängten Fahrzeugteile sowie die in der Fahrtrich tung wirkenden Traktions- und Bremskräfte auf nehmende Gummifedern vorgesehen sind, welche derart angeordnet sind, dass sie die vertikale Last in einem vorbestimmten Verhältnis auf die Räder ver teilen.
Zufolge der beschriebenen Ausbildung kann jedes einzelne Rad dreier Radpaare sich 'bezüglich der fünf andern Räder entgegen einer Federkraft heben, die kleiner ist als die einem gleichzeitigen Heben eines Paares von benachbarten Rädern der drei Radpaare auf der gleichen Fahrzeugseite bezüglich des Fahr zeugkörpers entgegenwirkende Kraft.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der er findungsgemässen Aufhängung sind die Gummifedern so angeordnet, dass die vertikale Last gleichmässig auf alle Räder verteilt wird. Dies muss jedoch nicht unbedingt so sein, und die Federn können auch so angeordnet sein, dass die äusseren beiden Radpaare beziehungsweise deren Achsen stärker belastet wer den als die mittlere Radachse.
Zweckmässig sind die Achsgehäuse selbsteinstel lend, und die Enden der Ausgleichsträger sind fest mit den benachbarten Achsgehäusen verbunden, wel che den beiden andern Rädern auf der gleichen Fahr zeugseite zugeordnet sind.
Dies erleichtert die Konstruktion insofern, als für die Achsgehäuse der einzelnen Achsen kein freies Spiel geschaffen werden muss, damit sie sich während der Fahrt des Fahrzeugs selbst einstellen können. Zweckmässig stützen die Gummifedern die verti kale Last der aufgehängten Teile des Fahrzeugs so wohl unter Scherbeanspruchung als auch unter Kom pression ab, wobei die Scherbeanspruchung der Gummifedern grösser ist. Ferner sind die Gummi federn zweckmässig so ausgebildet, dass sie einer Querbewegung der Räder bezüglich der aufgehängten Teile des Fahrzeugs unter Beanspruchung auf Scherung und Kompression widerstehen können.
In diesem Fall nehmen die Gummifedern nicht nur die vertikale Last der aufgehängten Teile des Fahrzeugs auf, sondern sie regulieren auch die Quer bewegungen der Räder bezüglich der aufgehängten Fahrzeugteile und somit natürlich auch der aufge hängten Fahrzeugteile bezüglich der Räder.
Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der er findungsgemässen Radaufhängung ist zwischen jedem Ausgleichsträger und einem Rahmengestell des Fahr zeugs eine einzige Gummifedereinheit vorgesehen, um die vertikale Last der aufgehängten Teile des Fahr zeugs aufzunehmen. Jede Gummifedereinheit besitzt in diesem Fall zwei winkelförmige Gummifedern, die im Abstand voneinander in einer vertikalen Längsebene des Fahrzeugs angeordnet sind. Die bei den Federn sind mit ihrer Spitze in entgegengesetzten Richtungen blickend angeordnet.
Die Federn können jedoch auch so angeordnet sein, dass sie je durch ein Paar von Gummiblöcken ge bildet werden, die in V-Form angeordnet sind.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsge genstandes sind in der beiliegenden Zeichnung darge stellt.
Es zeigt: Fig. 1 in Seitenansicht eine Radaufhängung nach der Erfindung für eine sechsrad-dieselelektrische Lo komotive, deren Räder in drei Paaren angeordnet sind und direkt am Rahmengestell der Lokomotive aufgehängt sind, Fig. 2 in Draufsicht die eine Hälfte der Auf hängung nach Fig. 1, wobei die Aufhängung selbst- ,verständlich bezüglich einer Längsmittellinie durch die Lokomotive beidseitig identisch ausgebildet ist, Fig. 3 in Seitenansicht eine weitere Radaufhän gung nach der Erfindung ebenfalls für eine sechsrad dieselelektrische Lokomotive mit in drei Paaren an geordneten Rädern, Fig. 4 in Draufsicht die eine Hälfte der Auf hängung nach Fig.
3, wobei auch in diesem Fall die Aufhängung auf beiden Seiten einer Längsmittel linie der Lokomotive identisch ist, und Fig. 5 eine Teilansicht gemäss Fig. 3 einer Va riante dieser Radaufhängung.
In der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen.
Gemäss Fig. 1 und 2 besitzt der Unterrahmen 10 der Lokomotive drei Paare von Rädern 11, 12 und 13. Dieser Rahmen 10 könnte auch als Rahmen eines Fahrgestells eines Eisenbahnwagons ausgebildet sein, wie dies im nachfolgenden noch näher erläutert ist. Die mittleren Räder 12 sind bei der gezeichneten Konstruktion felgenflanschlos. Sie besitzen zylindri sche Form. Diese Räder könnten aber ebensogut Kegelstumpfform aufweisen. Die Achsgehäuse der Räder sind in der Zeichnung mit 14 bezeichnet.
Das Achsgehäuse 14 eines jeden der beiden mitt leren Räder 12 wird von einem Träger 15 getragen, dessen Querschnitt die Form eines umgekehrten U besitzt und der mittels einer Halteschraube 16 am Achsgehäuse befestigt ist.
An jedem Träger 15 sind zwei Ausgleichsträ ger 17 angelenkt, die in Längsrichtung des Fahrzeugs je nach einer der beiden Seiten des mittleren Achs gehäuses ragen.
Jeder Ausgleichsträger ist an seinem Gelenkende gegabelt und mittels eines Paares dünnwandiger Gummihülsen 18 am mittleren Träger 15 angelenkt. Die Gummihülsen sind quer zum Fahrzeug im Ab stand voneinander angeordnet und liegen je gegen einen der Gabelarme des Ausgleichsträgers an. Die Gummihülsen besitzen grosse konische Steifheit und bieten zufolge ihres Querabstandes einen relativ ho hen Widerstand gegen Querschwingungen des Aus gleichsträgers an seiner Anlenkstelle am mittleren Träger 15. Auf diese Weise wird erreicht, dass das mittlere Radpaar in Querrichtung geführt ist, wobei die Räder 11 und 13 so ausgebildet sind, dass sie Seitenbelastungen aufnehmen können.
Die vom mittleren Achsgehäuse entfernten Enden der Ausgleichsträger 17 sind aus einem Stück mit einem U-Träger 19 hergestellt, der das benachbarte Ende des Achsgehäuses 14 der beiden andern Rä der 11 und 13 auf der gleichen Fahrzeugseite ab stützt. Die Achsgehäuse der beiden andern Räder sind fest in den Trägern 19 angeordnet und werden an den letzteren durch Halteschrauben 20 gesichert.
Die vertikale Last des Lokomotivkörpers wird auf die Ausgleichsträger 17 über die Gummifeder einheiten 21 abgestützt. Diese Gummifedereinhei- ten 21 sind so angeordnet, dass sie die vertikale Last der Lokomotive gleichmässig auf die drei Radpaare verteilen. Zu diesem Zweck ist jede Federeinheit in einem Drittel der Länge des Ausgleichsträgers, vom freien Ende des letzteren her gemessen, angeordnet.
Jede Gummifedereinheit 21 besitzt zwei winkel förmige Gummifedern 22 und 23, welche Metall zwischenlagen und Endplatten aufweisen und von an sich bekannter Bauart sind. Die Federn 22 und 23 sind in Längsrichtung des Fahrzeugs im Abstand voneinander angeordnet und \bilden zusammen ein V in einer vertikalen Längsebene des Fahrzeugs. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liegen die Federn 22, 23 an ihrem oberen Ende näher beisammen als an ihrem unteren Ende. Die Federn sind mit ihrer Spitze in entgegengesetzten Richtungen blickend angeordnet, und zwar so, dass jede in einer Horizontalebene ein V bildet. Dies ist besonders deutlich aus Fig. 2 er sichtlich.
Bei der gezeichneten und beschriebenen Ausführung blicken die Spitzen der Federn voneinan der weg, wobei die Federn gemeinsam eine Stütze 24 umschliessen, welche vom Ausgleichsträger 17 nach oben ragt. Bezüglich dieser Stütze 24 sind die Federn nach oben geneigt, und eine jede liegt zwischen einer V-förmigen Fläche 25 der Stütze 24 und einer V-förmigen Fläche 26 eines Anpassblockes 27. Der Block 27 ist am Untergestellrahmen 10 des Lokomo- tivkörpers befestigt.
Die einzelnen Anpassblöcke 27 liegen je gegen einen vertikalen Schlitten eines Rahmens an, der um gekehrte U-Form aufweist und vom Untergestellrah men 10 nach unten ragt. Dabei liegt jeder Block 27 gegen eine Einstellschraube an, welche durch Dre hung ein Heben oder Senken des Blockes ermöglicht, um die Höhe des Lokomotivkörpers bezüglich der Radachsen einstellen zu können.
Die Gummifedereinheiten 21, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt sind, befinden sich in ihrer ge spannten Lage, in welcher die Anordnung so getrof fen ist, dass die Druckmittelpunkte der Federn 22, 23 einer jeden Federeinheit in einer Horizontalebene liegen, welche die Achszentren enthält, so dass die ganze Aufhängung stabil ist und selbstausgleichende Achsgehäuse besitzt.
Die Federn. 22, 23 einer jeden Federeinheit 21 sind unter einem kleinen Winkel zur Vertikalen ge neigt, wobei dieser Winkel beim gezeichneten Bei spiel<B>11'</B> beträgt. Dadurch wird erreicht, dass die vertikale Last des Lokomotivkörpers den Gummi zur Hauptsache auf Scherung, ausserdem aber auch auf Kompression des Gummis beansprucht. Zufolge der durch die Federn in Horizontalebenen gebildeten V-Form, wie dies in Fig. 2 ersichtlich ist, nehmen die Federn Querkräfte auf, welche zwischen den Rädern und dem Lokomotivkörper wirken, wobei die Federn für diesen Zweck genügend steif ausgebildet sind.
Auch in Längsrichtung werden die Federn kombiniert sowohl auf Scherung als auch auf Kom pression beansprucht und besitzen eine Längssteifig keit, die gross genug ist, um den Zug- und Brems kräften zu widerstehen, und zwar mit relativ kleinen Relativbewegungen zwischen dem Lokomotivkörper und den Rädern. Die vertikale Flexibilität der Fe dern 22, 23, die hauptsächlich wie oben erwähnt auf Scherung beansprucht werden, ist gross genug, um die Federung der Lokomotive zu gewährleisten, die notwendig ist, um nur kleine vertikale Auslenkungen im stationären Zustand zuzulassen.
Bei der vorangehend beschriebenen Radaufhän gung ist es nicht notwendig, das Gewicht der Aus gleichsträger 17 minimal zu halten, da es üblicher weise bei einer Verbundlokomotive notwendig ist, das Gewicht eher hoch gegen ein gewisses Totalge wicht hin zu halten. Die Träger 17 können demzu folge als Massivkonstruktion ausgebildet sein.
Die Gummibüchsen 18 gestatten ein Heben und Senken der Ausgleichsträger durch Verwindung des Gummis der Hülsen, d. h. durch Torsion. Somit tritt an diesen Stellen kein Gleiten von Metall auf Metall auf. Die Hülsen 18 können jedoch auch durch Voll körper-Lagerzapfen ersetzt sein, wenn dies erwünscht ist. In diesem Fall muss jedoch für eine Schmierung der Lager gesorgt werden.
Die beschriebene Radaufhängung eignet sich für Diesellokomotiven, welche mit einer Kardanwelle oder einem Kupplungsstangenantrieb versehen sind. Der mittlere Abstand zwischen den Achsen wird starr gehalten, während die Gesamtbreite der Feder einheiten 21 klein ist,. so dass ein Kupplungsstangen antrieb sowohl mit Innen- als auch mit Aussen rahmen verwendet werden kann.
Die flanschlosen mittleren Räder 12 dienen dazu, das Fahren relativ scharfer Kurven zu erleichtern. Auf Wunsch können diese mittleren Räder aber auch mit Flanschen versehen sein, in welchem Fall das mittlere Radpaar schwimmend angeordnet wird, in dem an den inneren Enden der Ausgleichsträger 17 zwischen diesen Trägern und den Mittelträgern 15 Universalgelenke vorgesehen werden. Diese Univer salgelenke können von jeder üblichen Bauart sein, besitzen aber zweckmässig einen inneren teilkugel förmigen Teil und einen äusseren Sockel mit einer Zwischenlage aus Gummi, welcher die Universalbe wegungen durch Torsionsdeformation gestattet.
Die Verwendung von Trägern für die Achsge häuse ist im Hinblick auf den Zusammenbau und den Unterhalt der Radaufhängung besonders vorteilhaft. Demgegenüber könnte die Radaufhängung aber auch so ausgebildet sein, dass die Ausgleichsträger aus einem Stück mit dem Achsgehäuse selbst oder mit einem an dem letzteren starr befestigten Teil beste hen. In diesem Fall sind die inneren Enden der Aus gleichsträger direkt an die mittleren Achsgehäuse oder an Gelenkträgerblöcke, die an den letzteren starr befestigt sind, aasgelenkt.
Eine Ausführungsform der letztgenannten Art ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt und soll im folgenden näher erläutert werden. Die äusseren Enden der Aus gleichsträger 17 sind direkt an die Achsgehäuse 14 angeschraubt, wie dies bei 28 dargestellt ist. Die inneren Enden der Ausgleichsträger sind dagegen je an einen Gelenkblock 29 aasgelenkt, der bei 30 am mittleren Achsgehäuse 14 angeschraubt ist. Die Aus gleichsträger 17 sind in diesem Fall durch eine ge schweisste Plattenkonstruktion gebildet, während sie bei dem vorangehend beschriebenen Beispiel durch volle Gusskörper gebildet waren. Die Federeinhei ten 21 sind zwischen den Seitenplatten 31 dieser Ausgleichsträger 17 angeordnet.
Das Beispiel gemäss Fig. 3 und 4 unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 1 und 2 auch noch da durch, dass hier die Federeinheiten 21 umgekehrt an geordnet sind. Demzufolge ist beim vorliegenden Bei spiel die mittlere Stütze 24 am Untergestellrahmen 10 des Lokomotivkörpers: befestigt, während die Federn 22, 23 der Federeinheit nach unten von der Stütze gegen V-förmige Flächen 26 an den Anpassblöcken 27 geneigt sind. Die Anpassblöcke 27 werden durch die Ausgleichsträger 17 getragen.
Ferner sind beim vorliegenden Beispiel die Druck- mittelpunkte der Federn 22, 23 in der Horizontal- ebene durch die Achsmittelpunkte angeordnet, wenn diese Federn unter Last stehen.
Auch bei der vorliegenden Konstruktion können die Federeinheiten 21 in der gleichen Lage gehalten werden, wie dies anhand des Beispiels nach Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Diese Ausführungsvariante ist in Fig. 5 dargestellt, in welcher die Stütze 24 vom Ausgleichsträger 17 getragen wird. Bei allen voran gehend beschriebenen Beispielen können die einzel nen Federn 22, 23 durch ein paar federnde Gummi blöcke ersetzt werden, die in V-Anordnung ange ordnet sind. Im übrigen wirken auch solche Gummi blöcke analog wie die Winkelfedern. Auch diese Gummiblöcke werden mit Endplatten und Zwischen lagen als Metall versehen, wie dies für die Federn der vorangehenden Beispiele beschrieben wurde.
Die vorliegend-, Erfindung beschränkt sich nicht auf Radaufhängungen für Triebfahrzeuge. Sie kann ebenso für Sechsrad-Eisenbahnwagons verwendet werden. In diesem Fall ist jedoch eine Verminderung des Gewichts der Ausgleichsträger 17 notwendig. Im Falle eines Sechsrad-Wagons ist es wohl zweckmä ssiger, auch beim mittleren Radpaar Flanschräder zu verwenden und den Ausgleichsträger mittels Univer salgelenke in der vorangehend beschriebenen Art zu montieren.
Die erfindungsgemässe Radaufhängung kann auch für Sechsrad-Fahrgestelle von schweren Eisenbahn- wagons, z. B. von Tankwagen, verwendet werden. In diesem Fall sind meist zwei Fahrgestelle vorge sehen, wobei der Wagenkörper beziehungsweise des sen Plattform auf den Fahrgestellrahmen, welche dem Rahmen 10 des vorangehend beschriebenen Beispiels entsprechen, abgestützt ist.
Diese Abstützung erfolgt mittels eines Zentralzapfens für jedes Fahrgestell und mittels Seitenträger, wobei jeder Zentralzapfen so ausgebildet und angeordnet ist, dass er ein Schwingen des zugeordneten Fahrgestells um eine horizontale Querachse ermöglicht, damit das Fahrgestell auch vertikalen Krümmungen der Fahrbahn folgen kann. Der hier verwendete Ausdruck Gummi soll sowohl Naturgummi als auch Kunstgummi sowie jedes gummiähnliche Material einschliessen.