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Einrichtung zur Führung und Federung der Fachwerkdrehgestelle von
Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Führung und
Federung der Fachwerkdrehgestelle von Schienenfahrzeugen, bei denen sich der Wagenkasten
über einen zentralen Drrehzapfen und seitliche Druckflächen auf .der Drehgestellwiege
abstützt, die ihrerseits über Gummielemente mit den Längsträgern des Drehgestellrahmens
verbunden ist und zugleich als deren Querverbindung dient.
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Bei diesen bekannten Drehgestellen sind die im allgemeinen als Fachwerkträgem
ausgebildeten Längsträger fest mit den Achslage.rgehäusen verbunden. Symmetrisch
zur lotrechten Quermittelebene sind die Längsträger mit je einer Öffnung versehen,
durch welche die Drehgestellwiege faßt, die über quaderförmige, mit Ausnehmungen
versehene und zwischen zwei Blechschalen angeordnete Gummielemente im Bereich der
Öffnungen auf dein Untergurt jedes Längsträgers abgestützt ist. Die Längsträger
sind dabei über symmetrisch zur lotrechten Quermittelebene angeordnete biegsame
Querverhindung verbunden. Da die Gummielemente in Längs- und Querrichtung auf Schub
beansprucht werden und 'daher in diesen Richtungen verhältnismäßig weich sind, ist
es notwendig, zur Längs- und Querführung metallische Gleitführungen vorzusehen,
die jedoch einer Wartung bedürfen und dem Verschleiß unterworfen sind. Zur-Wahrung
der Beweglichkeit der einzelnen Räder muß hierbei das Spiel der Gleitführung reichlich
bemessen werden, so daß diese Drehgestelle immer noch die, für Fachwerkdrehgestelle
bekannten schlechten Laufeigenschaften aufweisen.
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Eine Verbesserung ist bei einer anderen bekannten Einrichtung zur
Führung und Federung von Fachwerkdrehgeistellen darin zu sehen; daß bei diesen zwischen
der Drehgestellwiege und den Längsträgern auf jeder Drehgestells.eite symmetrisch
zur lotrechten Quermittelebene zwei zu dieser geneigte Gummime tallelemente mit
etwa rechteckigem Querschnitt vorgesehen sind, so daß dabei die Führungen in Längsrichtung
in Fortfall kommen können, weil die geneigten Gummielemente die Längsführung übernehmen.
Zur Querführung sind jedoch nach wie vor metallische Gleitführungen notwendig.
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Um auch diese noch zu vermeiden, ist bei einer weiteren bekannten
Einrichtung zur Führung und Federung von Fachwerkdrehgestellen die Drehgestellwiege
über jeweils mindestens zwei sich in Fahrtrichtung erstreckende und gegeneinander
geneigte Guminimetallel,ernente mit ebenfalls etwa rechteckigem Querschnitt auf
den Längsträgern abgestützt. Dabei bildet jeder die Längsträger in der Öffnung umfassende
Teil der Drehgestellwiege eine an den Enden offene, in Fahrtrichtung weisende Rinne
und ist daher einer starken Keilwirkung ausgesetzt. Die Enden der Drehgestellwiege
müssen deshalb sehr stark bemessen werden. Fernerhin wird durch die Anordnung der
Gummielemente in Fahrzeuglängsrichtung die, Beweglichkeit der Längsträger um eine
waagerechte! Querachse behindert, so daß trotz der guten wartungsfreien Federung
durch die Gummielemente bei einseitigem Achssprung eine gefährliche, das Entgleisen
begünstigende Entlastung einzelner Räder auftreten kann. Da die Drehgesteillwi.ege
außerdem, wie auch bei den anderen bekannten Einrichtungen, ungefedert und nur um
.die letrechte Drehachse drehbar mit dem Wagenkasten verbunden ist, genügen derartige
Drehgestelle den inzwischen immer mehr gesteigerten Anforderungen an die Laufeigenschaften
nicht mehr, so daß sie heute, falls sie nicht überhaupt abgelehnt werden, lediglich
wegen ihres außerordentlich niedrigen Anschaffungspreises und nur für untergeordnete
Zwecke; d. h. für langsam fahrende Fahrzeuge; z. B. Güterwagen, verwendet werden.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher darin zu sehen, die Führung und
Federung eines Fachwe:rkdrehgestells gemäß Absatz 1 so weiterzubilden, daß unter
Beibehaltung seines einfachen, robusten und wartungsarmen Aufbaues eine wesentliche
Verbesserung seiner Laufeigenschaften ermöglicht wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß als Gummielemente
zwischen jedem Längsträger und der Wiege mindestens zwei Gum:mihohlkegel vorgesehen
sind und da.ß der Wagenkasten auf der Drehgeistellwiege über einen zentralen Gummihohlkegel
und zwei seitliche, mit ihren Enden - über Gummielemente, gelagertem Pendelstützen
abgestützt ist, wobei die die Abstützflächen enthaltenden Abstützkörper des zentralen
Guminihahlkegels und der seitlichen Pendelstützen an der Drehgestellwiege,
vorteilhaft
auch am Wagenkasten, jeweils als ein Gußstück ausgebildet sind.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Längs= ochsen -der zur Verbindung
zwischen den Enden der Wiege und den Längsträgern vorgesehenen Gummihohlkegel in
der lotrechten Qu`ermittelebene des Drehgestells angeordnet sind.
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Durch diese Maßnahmen wird ein Fachwerkdrehgestell geschaffen,- das,
insbesondere durch die Zusammenfassung der die Abstützflächen enthaltenden Abstützkörper
des zentralen Gummihohlkege-ls und der seitlichen Pendelstützen an der Drehgestellwiege
sowie am Wagenkasten zu jeweils einem Gußstück, bei Wahrung der einfachen und billigen
Herstellbarkeit auch für Laufwerke mit höheren Geschwindigkeiten vorgesehen werden
kann. Sämtliche Abstiitzflächen sind über Gummielemente gelagert, so daß das Drehgestell
mit Ausnahme der Achslager keiner Wartung mehr bedarf und auch weitestgehend verschleißfrei
ist. Der Wagenkasten ist nunmehr doppelt abgefedert und sowohl gegen hoch- wie auch
niederfrequente Schwingungen gut geschlitzt. Die freie Drehbarkeit ist gedämpft,
öhne dabei hoheAnlaufdrücke beim Bogenlauf hervorzurufen. Außerdem, und das ist
der wesentlichste Vorteil des Erfindungsgegenstandes, ist durch die Gunmmihohlkegel
die ungleichmäßige Lastverteilung auf die, Radsätze bei unebenen Schienen und damit
.die- erhöhte Entgleisungsgefahr bei Fachwerkdrehgestellen. behoben, da eine Abstützung
des Drehgestellrahmens auf den Rädern erzielt wird, bei der die Raddrücke praktisch
Bleichbleiben. _ In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen Quermittelschnitt durch ein Drehgestell mit einem
auf einem Gummihohlkegel und zwei Pendelstützen. ruhenden Wagenkasten, wobei jede
Pendelstütze über zwei bikonkave Gummielemente abgestützt ist, Abb.2 einen der Abb.1
entsprechenden Quermittelschnitt du-roh ein Drehgestell, bei dem jede Pendelstütze
über zwei Gummihohlkegel abgestützt ist. Im Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 stützen
sich der Wagenkasten bzw.dessen beide Rahmenlängsträger 1 mittels eines diese verbindenden
Stahlgußstückes 2 über einen zentralen, als Drehzapfen dienenden Gummihohlkegel3
und zwei seitlich davon in der Quermittelebene des Drehgestells angeordnete, an
jeder Stirnfläche einen bikonkaven, ringförmigen Gummikörper 4 aufweisende Pendelstützen
5 auf der Drehgestellwiege 6 ab, die- ihrerseits wiederum über Gummikegel 311 mit
dem Drehgestellrahmen verbunden ist. Der Drehgestellrahmen ist ein bekannter Fachwerkrahmen,
dessen Längsträger 7 starr mit den Achslagergehäusen verbunden sind bzw. bei Stahlgußawsführung
ein Stück mit diesen bilden. Jeder Längsträger 7 weist eine symmetrisch zur Quermittelebene
des Drehgestells angeordnete und am Untergurt mit einer waagerechten Grundplatte
8 versehene Ausnehmung 9 auf. Die Drehgestellwiege 6 ist ein starrer, nach untern
offener U-Träger, der in bekannter Weise durch die symmetrisch zur lotrechten Quermittelebene
in den Längsträgern 7 vorgesehenen Ausnehmungen 9 oder Öffnungen hindurchgeführt
ist. Die Höhe der Flansche 10 der Drehgestellwiege 6 nimmt gleichmäßig von beiden
Enden zur Mitte zu, um dem Biegemornent Rechnung zu tragen. In der Längsmittelebene
und zu beiden. Seiten symmetrisch dazu ist der waagerecht liegende Steg 11 der Drehgestellwiege.6
mit je einer Bohrung 12 versehen, von denen die zentrale Bohrung 12 zum Durchführen
des den Außenmantel des G.umm.ihohlkegels 3 aufnehmenden kegeltopfförmigen Abstützkörpers
13 für den Drehzapfen und die beiden seitlichen Bohrungen 12 zum Durchführen der
Pendelstützen 5 dienen. Der kegeltopfförmige Abstützkörper 13 und die Arme mit den
zur Aufnahme der scheibenförmigen bikonkaven Gummikörper 4 vorgesehenen balligen
Abstützflächen 14 sind zu einem Stahlgußteil zusammengefaßt, der mit der Drehgestellwiege
6 fest verbunden ist. Die Pendelstützen 5 bestehen aus zwei pilzförmigen Teilen
511 und 5b, von denen der der Abstützfläche 14 der Drehgestellwiege 6 zugekehrte
'feil 5b mit einem Innengewinde versehen ist, in das der mit einem entsprechenden
Außengewinde versehene, der Abstützfläche 14a des Wagenkastens zugekehrte Teil 5a
eingeschraubt und durch eine nicht dargestellte bekannte Schraubensicherung in der
g&-wünschten Lage gehalten wird. Die Enden der Pendelstützen 5 sind mit ball.igen,
von einem Ringbund umschlossenen und den Abstützflächen 14 der. Drehgestellwiege
6 entsprechenden Abstützflächen 14b versehen, auf denen die bikonkaven Gummikörper
4 aufliegen. Auf dem oberen Gummikörper 4 der Pendelstützen 5 liegen die entsprechenden
Abstützfläahen 14a des die Rahmenlängsträger 1 des Wagenkastens verbindenden Stahlgußstückes
2, das in der lotrechten Längsmittelebene des Fahrzeuges mit einem hohl ausgebildeten
kegelstumpfförmigen Fortsatz 15 versehen ist, der in der kegelförmigen Innenfläche
des als Drehzapfen wirkenden Gummihohlkegels 3 abgestützt' ist. Der kegelstumpfförmige
Fortsatz 15 und der kegeltopfförmige Abstützkörper 13 der Drehgestellwiege 6 sind
durch einen sowohl in lotrechter als auch in Längs- und Querrichtung ein Spiel erlaubenden
Schraubenbolzen 16 verbunden, um ein Abheben des Wagenkastens von der Drehgestellwiege
6 zu verhindern. Zur weiteren Sicherung sind an den Abstützfläohen 14a und 14 des
Wagenkastens und der Drehgestellwiege 6 lotrechte Zapfen 17 vorgesehen, die durch
die Bohrung der ringförmigen bikonkaven Gummikörper 4 in die hohle Pendelstütze
5 hineinragen, so daß auch bei Zerstörung der Gummikörper 4 die Pendelstützen 5
in ihrer Lage bleiben. Außerdem wird dadurch das Aufsetzen des Wazenkastens auf
die DrehL-estelle erleichtert. Die Übertragung der Längs- und Querkräfte zwischen
Wagenkasten und Drehgestellwiege 6 erfolgt ausschließlich durch den den Drehzapfen
bildenden Gum.mihohlkegel3, während die lotrechte Abstützung sowohl vom Gummihohlkegel
3 als auch von den bikonkaven Gummikörpern 4 der Pendelstützen 5 übernommen wird,
die, um eine gleichmäßige Lastverteilung zu gewährleisten, in der Höhe entsprechend
ein- und festgestellt werden.
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Die Abstützung der Drehgestellwiege 6 auf dem Drehgestellrahmen erfolgt
ausschließlich über Gummihohlkegel3a, deren Anzahl sich nach der zu übertragenden
Last richtet. In den Ausführungsbeispielen sind jeweils vier Gum.mihohlkegel 3a
vorgesehen, deren kegeltopfförm,ige Abstützkörper 13a paarweise an jedem Ende am
waagerecht liegenden Steg 11 der Drehgestellwiege 6 zwischen deren Flanschen 10
fest angebracht sind. Die entsprechenden, in den inneren Hohlraum der Gummihohlkegel
3a hineinragenden Icegelstumpffärmigen Abstützkörper 15a sind auf den beiden auf
den Untergurten der Längsträger 7 in den Ausnehmungen 9 befestigten waagerechten
Grundplatten 8 angeordnet. Dies setzt lediglich eine unnachgiebige
Ausbildung
der Gummihohlkegel 3a in Fahrzeuglängs- und -querrichtung voraus, d. h. eine in
diesen Richtungen verhältnismäßig schwache Gummischicht zwischen den Kegelflächen
oder eine entsprechend harte Gummisorte. Die Gumm.ihohlkegel 3a ergeben eine gute
Federung zwischen Drehgestellwiege 6 und Drehgestellrahmen und ohne zusätzliche
Hilfsmittel eine zuverlässige, verschleißfreie und gedämpfte Übertragung der Längs-
und Querkräfte. Außerdem ermöglichen die Gummihohlkegel 3a infolge ihrer kugelgelenkähnlichen
Eigenschaften eine Abstützung des Wagenkastens und des Drehgestellrahmens auf den
Rädern 18, bei der die Raddrücke praktisch gleichbleiben.
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Während die Drehgestellführung und -federung nach Abb. 1 für Fahrzeuge
geeignet ist, die auf Strecken mit engen Bogen verkehren, da die bikonkaven Gummielemente
4 wegen ihres großen Gummivolumens an der Stelle größter Verformung, d. h. am äußeren
Umfang, eine gute Drehbarkeit ermöglichen, ist die Drehgestellführung und Federung
nach Abb. 2 für Fahrzeuge vorgesehen, die eine weichere Federung mit größerem Federweg
aufweisen müssen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel, das im grundsätzlichen Aufbau dem
Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 entspricht, sind die zwischen den Enden der Pendelstützen
5 und dem Wagenkasten bzw. der Drehgestellwiege 6 angeordneten Gummielemente als
Gummi,hahlkegel 3b ausgebildet. Dazu sind die Enden der Pendelstützen 5 als kegelstumpfförinige
Abstützkörper 15b ausgebildet und in ihrem Hohlraum mit einem Innengewinde versehen,
in welches der mit einem Außengewinde ausgerüstete Mitteltei119 der Pendelstütze
eingeschraubt ist. Um eine Einstellung der Länge der Pendelstützen bei aufgesetztem
Wagenkasten zu ermöglichen, ist der Mittelteil 19 mit einer Angriffsmöglichkeit
für einen Schraubenschlüssel, z. B. einem Sechskant 20, versehen. Außerdem sind
die Gewindeteile 19a und 19b eines Mittelteiles 19 zum Sechskant 20 hin mit Rechts-
und Linksgewinde versehen: Die Gewinde der Abstützkörper 15b sind entsprechend ausgeführt,
so daß bei einer Drehung des Mittelteiles 19 die Abstützkörper 15b sieh einander
nähern oder sich voneinander entfernen. Zur Feststellung der eingestellten Lage
der Abstützkörper 15b ist auf jedem Gewindeteil 19a und 19b eine Sicherungsmutter
21 aufgeschraubt. Zur Aufnahme der Außenmäntel der Gummihohlkegel3b in der Drehgestellwiege
6 und am Wagenkasten sind wiederum kegeltapfartige Abstützkörper 13b vorgesehen,
die jeweils wie die Arme mit den Abstützflächen 14 und 14a der bikonkaven Gummikörper
4 nach Abb. 1 entweder in das die Rahmenlängsträger 1 des Wagenkastens verbindende
Stahlgußstück 2 oder in den an dem U-Träger der Drehgestellwiege 6 befestigten Stahlgußteil22
einbezogen sind. Sämtliche Gummihohlkegel3, 3a und 3b der Drehgestellführung und
-federung werden vorteilhaft gleich ausgeführt, dies ist jedoch keine Bedingung
und hängt von den jeweils gegel.-enen Umständen ab.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Abb.2 ist die Drehgestellwiege 6 wie
beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 unmittelbar über Gummdhohlkegel 3,1 auf den
Längsträgern 7 abgestützt. Dabei sind jedoch die sonst auf jeder Grundplatte 8 vorgesehenen
Abstützkörper 15a zu einem Guß- oder Schweißteil 15a zusammengefaßt und dieses unmittelbar
in der entsprechenden Ausnehmung 9 des jeweiligen Längsträgers 7 des Drehgestellrahmens
auf dem Untergurt befestigt.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Platten 8 von einem Längsträger
7 des Drefhgestells zum gegenüberliegenden, wie bei Diamond-Dreh.-gestellen bekannt,
durchlaufen.
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Anspruch 1 schützt ausschließlich die Gesamtkombination seiner sämtlichen
Merkmale. Die Ansprüche 2 bis 4 gelten lediglich in Verbindung mit Anspruch 1.