CH403831A - Zweiachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

  Zweiachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge    Die Erfindung betrifft ein zweiachsiges Drehge  stell für schnellfahrende Schienenfahrzeuge in  Leichtbauweise.  



  Für Drehgestelle von Schienenfahrzeugen ist so  wohl die Forderung nach Leichtbau als auch die For  derung nach Verschleissarmut der einzelnen Teile als  auch schliesslich die Forderung nach     guten    Lauf  eigenschaften bekannt und zum Teil     sehr    alt. Trotz des  Bekanntseins aller drei Forderungen war es bisher in  der Praxis aber so, dass jeweils auf die Erfüllung der  einen     Forderung    besonderer Wert gelegt wurde und  auf die Erfüllung der anderen Forderungen mehr       oder    weniger weitgehend verzichtet werden musste.

    So wurde bisher in der Praxis insbesondere noch  nicht ein ganzes Drehgestell in konsequenter Leicht  bauweise     ausgeführt    und     gleichzeitig    eine für den  praktischen Betrieb über längere Zeit hinweg befrie  digende     Verschleissarmut    der durch Verschleiss be  sonders gefährdeten Teile erzielt. Da es sich bei den  dem Verschleiss unterworfenen Teilen aber haupt  sächlich um Führungsteile handelt, bedeutet der vor  zeitige Verschleiss dieser     Teile,    dass selbst dann,  wenn im Neuzustand des Drehgestelles gute Laufei  genschaften     vorlagen,    diese wegen des Verschleisses  schon nach relativ kurzer Betriebszeit nicht mehr  vorlagen.

   Sollte dieser Gefahr begegnet werden, so  war eine ständige Überwachung und Ausbesserung  notwendig.  



  Hiervon ausgehend wurde nun     ein    zweiachsiges  Drehgestell entwickelt, dessen Hauptteile trotz des       anzuwendenden    Leichtbaues über lange Zeit prak  tisch verschleissfrei sind und deswegen eine einmal  vorliegende gute Laufeigenschaft über lange Zeit hin  weg gewährleisten.  



  Dieses     Drehgestell    ist gekennzeichnet durch die  Kombination folgender Merkmale:    a. Die Radsätze sind     in        Wälzlagern    gelagert,  wobei die Übertragung der horizontalen     Querkräfte     vom Radsatz über die Achsbuchse auf den Drehge  stellrahmen durch Achslenker beiderseits der Achs  buchse erfolgt und die elastischen Lenkeranschlüsse  auf einer die Radsatzdrehachse senkrecht schneiden  den Geraden (x - y bzw. x' - y') liegen,  b.

   die in Wälzlagern gelagerten Radsätze sind  verschleisslos und reibungslos im Drehgestellrahmen  geführt, wobei die Führung in Längsrichtung des  Drehgestelles praktisch spielfrei erfolgt, die Führung  in Querrichtung jedoch unter Zwischenschaltung ela  stischer Elemente zwischen dem die Achsbuchse auf  nehmenden Achslenker und dem Drehgestellrahmen  geschieht, wobei die Federkonstanten der elastischen  Elemente so     gewählt    sind, dass sich unter Berück  sichtigung der wirksamen Hebelarme des Achslen  kers gleichgrosse Federwege ergeben, so dass Quer  verschiebungen jedes Radsatzes genau in Richtung  seiner Drehachse     erfolgen,     c.

   die Abstützung der Wagenkastenlast von den  aussenliegenden Untergestell-Längsträgern des Wa  genkastens auf das Drehgestell erfolgt über je ein  Abstützelement, das ausserhalb des Drehgestellrah  mens an diesem über Pendel oder Schaken aufge  hängt ist und aus einem Gleitstückträger, einem  Schraubenfederpaar mit zugeordnetem Stossdämpfer  und einem Federtrog besteht,  d.

   die Abstützelemente für den Wagenkasten sind  von den Beschleunigungs- und Bremskräften entla  stet, und zwar dadurch, dass die     Beschleunigungs-          und    Bremskräfte wie die     Pufferstosskräfte    durch  einen Drehzapfen des Wagenkastens etwa in Höhe  des Schwerpunktes des     Drehgestellrahmens    über     ein          mit    einem Querhaupt verbundenes Lenkerpaar     direkt         zwischen Wagenkasten und Drehgestellrahmen über  tragen werden, und  e.

   die Abstützelemente sind in Längsrichtung des  Drehgestelles durch Gleitplatten gegenüber dem  Drehgestellrahmen und in Querrichtung durch eine  Kulissenführung gegenüber dem Wagenkasten-Un  tergestell geführt, wobei die Kulissenführung entwe  der ein Kugellager oder einen im Ölbad laufenden  Gleitstein aufweist, die als Kreisringsegmente um die  Längsachse des Drehzapfens angeordnet sind.  



  Die bisher in der Praxis gewonnenen Erkenntnis  se lassen erwarten und     durchgeführte    Versuche be  stätigen diese Erwartung, dass unter Berücksichti  gung des heutigen Standes der Technik mit den  Merkmalen nach der Erfindung ein den heutigen  Forderungen nach Leichtbau entsprechendes Dreh  gestell gebaut werden kann, dessen Gesamtkonzep  tion durch     geringen    Verschleiss seiner wesentlichen       Teile    über lange Zeit hinweg einen guten Fahrzeug  lauf     gewährleistet.    Hierbei     kommt,es    weniger auf die  spezielle Ausgestaltung der jeweils verwendeten und  an sich durchweg bekannten Einzelteile an als viel  mehr, wie angedeutet, auf die gewählte Gesamtkom  bination, die die Erfindung im wesentlichen kenn  zeichnet.

    



  Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstan  des sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es  zeigen:  Fig. 1 ein Drehgestell nach der Erfindung von der  Seite gesehen,  Fig. 2 das Drehgestell nach Fig. 1 von oben gese  hen,  Fig.3 den Schnitt nach der Linie III-III in  Fig. 2,  Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2  und  Fig. 5 und 6 Einzelheiten der Anordnung nach  Fig. 1 bis 4 in etwas anderen Ausführungsformen.  



  Die äusseren Enden der Achswellen der Radsätze  1, 2 des Drehgestelles sind in     Wälzlagern    gelagert.  Die     Wälzlager    sind in den Achsgehäusen 3 angeord  net. Auf jedem der vier Lagergehäuse ist der Drehge  stellrahmen 4 über eine Schraubenfeder 5 abgestützt.  Der horizontalen Führung der Radsätze im Drehge  stellrahmen dienen kombinierte Längs- und Querlen  ker in     Verbindung    mit     elastischen    Querführungen  (Fig. 1 bis 4). Jedes Achslagergehäuse wird auf der  der Drehgestellquermittelebene zugekehrten Seite in  der Höhe der Drehachse des Radsatzes starr von dem  zugdruck-, biege- und verwindungssteifen Achslenker.

    6 erfasst, dessen dem Achslager abgekehrtes Ende  mit einem Auge 7 unter Zwischenschaltung einer  Gummihülse auf einem Querzapfen des Drehgestell  rahmens gelenkig gelagert ist. Anschläge 8, 9 des  Drehgestellrahmens beiderseits des Auges 7 begren  zen die Bewegungen des Lenkers gegenüber dem  Querzapfen unter Schubverformung der Gummihül  se. Auf der dem Achslenker gegenüberliegenden  Seite ist an jedem Achslagergehäuse wiederum in    Höhe einer die Anlenkpunkte des Achslenkers .6 ver  bindenden Ebene x - y, ein Gehäuse 10 befestigt  (Fig. 1, 3). In dieses Gehäuse ragt eine Nase 11 des  Drehgestellrahmens. Beiderseits der Nase sind mehr  schichtige Gummifedern 12 angeordnet.

   Sie liegen  mit Vorspannung zwischen der Nase und dem Ge  häuse und sind in lotrechter und Drehgestell-Längs  richtung durch Schubkräfte, in Drehgestellquerrich  tung durch Druckkräfte verformbar. Die Gummife  dern 12     und,die        Gummihülse    am     äusseren    Ende jedes  Achslenkers sind unter Berücksichtigung der wirksa  men Hebelarme (Abstand der Drehachse des Rad  satzes von der Gummifeder 12 bzw. der Längsachse  der Gummihülse) so aufeinander abgestimmt, dass an  den Rädern eines Radsatzes     angreifende        Schienen-          stösse    Bewegungen des Radsatzes genau in Richtung  seiner Drehachse und genau in Querrichtung des  Drehgestelles bewirken.  



  In jedem seitlichen Längsträger des in der Drauf  sicht H-förmigen Drehgestellrahmens ist mit Schaken  30 oder entsprechenden Pendeln ein Abstützelement  für den Wagenkasten aufgehängt. Der Federtrog 13  jedes Abstützelementes ist gelenkig im unteren Ende  des Schakenbügels eingehängt, wobei verstellbare  Zwischenstücke ein Ausrichten des Federtroges zu  lassen. Auf jedem Federtrog sind zwei in Drehgestell  -Längsrichtung hintereinanderliegende Schraubenfe  dern 14 mit ihren unteren Enden abgestützt. Die Fe  dern 14 unterstützen den Gleitstückträger 15 des je  weiligen Abstützelementes. Zwischen den Federn ist  ausserdem ein hydraulischer Schwingungsdämpfer 16  zwischen Gleitstückträger 15 und Federtrog 13 ange  ordnet. Der Federtrog kann gegenüber dem Drehge  stellrahmen frei pendeln.

   Der Gleitstückträger ist mit  Gleitplatten 17 im Drehgestellrahmen geführt. Die  Gleitplatten verhindern Relativbewegungen zwischen  Drehgestellrahmen und Gleitstückträger in Fahrzeug  längsrichtung, lassen dagegen Relativbewegungen  zwischen Drehgestellrahmen und Gleitstückträger in  Fahrzeugquerrichtung und in lotrechter Richtung zu.  



  Jeder Gleitstückträger nimmt in einem öldichten  Gehäuse 18 eine Kulissenführung auf. Diese weist  eine genutete Gleitplatte 19 des Gleitstückträgers auf,  in deren Nut ein Gleitstein 20 des Wagenkastens ein  greift. Statt dessen kann jeder Gleitstückträger auch  ein Kugellager 21 in dem öldichten Gehäuse aufneh  men. Die Längsachse der Nuten der Gleitplatten bei  der Gleitstückträger sind mit gleichem Radius ge  krümmt, dessen Mittelpunkt auf der Längsachse des  Drehzapfens 22 des Wagenkastens liegt. Jedes Ku  gellager weist zwei Kugelreihen auf und die Mittelli  nie zwischen den Kugelreihen ist ensprechend ge  krümmt.

   Infolge der damit gegebenen, ausschliesslich  seitlichen Übertragung der     Abstützkräfte    des Wagen  kastens zwischen den äusseren Langträgern des Wa  genkastens und den ausserhalb der Langträger des       Drehgestellrahmens    liegenden     Gleitstückträgern    ist  der Drehzapfen von senkrechten Kräften entlastet.  Er dient der Übertragung der Brems- und Antriebs  kräfte zwischen Wagenkasten und Drehgestellrah-      men. Zu diesem Zweck ist am unteren Ende des  Drehzapfens in Höhe des Schwerpunktes des Dreh  gestellrahmens ein Querhaupt 23 gelagert.

   Von den  Enden des Querhauptes führen parallele Lenker  24, 25     in    einander entgegengesetzten     Drehgestell-          längsrichtungen    zum Drehgestellrahmen. Sie sind am  Drehgestellrahmen und am Querhaupt gelenkig ange  schlossen. Zur gefederten Querführung des Drehge  stellrahmens sind zwischen dem Querhaupt und dem  Drehgestellrahmen parallele Stossdämpfer 26, 27 an  geordnet, die in einander entgegengesetzte Fahrzeug  querrichtungen weisen.

   Sie sind in vor und     hinter    der  lotrechten Querebene des Drehzapfens     liegenden     Drehgestellquerebenen angeordnet und dämpfen des  wegen auch die relativen Querbewegungen     zwischen     Wagenkasten und Drehgestell um die Längsachse des  Drehzapfens. Statt der vereinigten Längs- und Quer  lenker in Kombination mit der beschriebenen Gum  miquerführung können auch Federblattlenker 28     ge-          mäss    Fig.5 vorgesehen sein. Die Federblattlenker  sind zug- und drucksteif lotrecht durchzubiegen und  um ihre Längsachse x' - y' verwindbar.

   Sie sind  symmetrisch zur Drehachse des     jeweiligen    Radsatzes  über deren Lenkeranschlüsse 29 am Achslagergehäu  se angeschlossen und mit ihren anderen Enden starr  und spiellos am Drehgestellrahmen befestigt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Zweiachsiges Drehgestell für schnellfahrende Schienenfahrzeuge in Leichtbauweise, dadurch ge kennzeichnet, dass a. die Radsätze in Wälzlagern gelagert sind, wobei die Übertragung der horizontalen Querkräfte vom Radsatz (1,2) über die Achsbuchse (3) auf den Dreh gestellrahmen (4) durch Achslenker (6) beiderseits der Achsbuchse (3) erfolgt und die elastischen Len keranschlüsse (9, 12, 29) auf einer die Radsatzdreh achse senkrecht schneidenden Geraden (x - y bzw. x' y') liegen; b. die in Wälzlagern gelagerten Radsätze ver- schleiss- und reibungslos im.

   Drehgestellrahmen ge- führt sind, wobei die Führung in Längsrichtung des Drehgestells praktisch spielfrei erfolgt, die Führung in Querrichtung jedoch unter Zwischenschaltung elasti scher Elemente (9, 12, 29) zwischen dem die Achs buchse aufnehmenden Achslenker und dem Drehge stellrahmen geschieht, wobei die Federkonstanten der elastischen Elemente so gewählt sind, dass sich unter Berücksichtigung der wirksamen Hebelarme des Achslenkers gleichgrosse Federwege ergeben,

   so dass Querverschiebungen jedes Radsatzes genau in Rich- tung seiner Drehachse erfolgen; c. die Abstützung der Wagenkastenlast von den aussenliegenden Untergestell-Längsträgern des Wa genkastens auf das Drehgestell über je ein Abstütz element erfolgt, das ausserhalb des Drehgestellrah mens an diesem über Pendel oder Schaken (30) auf gehängt ist und aus einem Gleitstückträger (15), einem Schraubenfederpaar 14 mit zugeordnetem Stossdämp- fer 16 und einem Federtrog 13 besteht;

   d. die Abstützelemente für den Wagenkasten von den Beschleunigungs- und Bremskräften entlastet sind, und zwar dadurch, dass die Beschleunigungs und Bremskräfte wie die Pufferstosskräfte durch einen Drehzapfen 22 des Wagenkastens etwa in Höhe des Schwerpunktes des Drehgestellrahmens (4) über ein mit einem Querhaupt (23) verbundenes Lenker paar (24, 25) direkt zwischen Wagenkasten und Drehgestellrahmen übertragen werden, und e.

   die Abstützelemente in Längsrichtung des Drehgestelles durch Gleitplatten (17) gegenüber dem Drehgestellrahmen und in Querrichtung durch eine Kulissenführung gegenüber dem Wagenkasten-Un- tergestell geführt sind, wobei die Kulissenführung entweder ein Kugellager (21) oder einen im öllbad laufenden Gleitstein aufweist, die als Kreisringseg- mente um die Längsachse des Drehzapfens angeord net sind.