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Die
Erfindung betrifft ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge,
insbesondere für Güterwagen. Das Drehgestell umfasst
im Radsatzlagergehäuse integrierte Gummi-Konusfedern mit
hydraulischer Dämpfung und Wiegeventile sowie einseitig
wirkende Kompakt-Klotzbremseinheiten.
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Das
Drehgestell hat die Funktion, die beim Tragen und Führen
des Wagenkastens sowie die beim Abbremsen entstehenden Kräfte
und Momente vom Wagenkasten auf die Aufstandsflächen der
Räder zu übertragen. Der Einsatz von Drehgestellen
anstelle von fest montierten Starrachsen dient zum einen der Erhöhung
der Wagenmasse durch die Verwendung von mehr als zwei Radsätzen,
wobei zum anderen eine gute Kurvengängigkeit gewährleistet ist.
Die gute Kurvengängigkeit bewirkt günstigere Laufeigenschaften,
die zu einer höheren Sicherheit gegen Entgleisung führen.
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Bei
gattungsgemäßen Drehgestellen von Güterwagen
sind die Radsätze, bestehend aus zwei Rädern,
die verdrehsteif über eine Radsatzwelle miteinander verbunden
sind, jeweils an der Außenseite der Räder über
Radsatzlager am Drehgestellrahmen gehaltert. Die Radsätze
tragen und führen den Wagen auf dem Gleis und übertragen
die Bremskräfte vom Fahrzeug auf das Gleis.
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Jedes
Radsatzlager ist an zwei Stellen schwingungsdämfend mit
dem Drehgestellrahmen verbunden. Zur Dämpfung der Schwingungen
der Radsätze werden Schraubenfedern, deren Funktion auf
dem Prinzip der Reibungsdämfung beziehungsweise Lenoir-Dämpfung
basiert, verwendet.
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Als
Bremsvorrichtungen dienen Klotzbremsen als mechanische Bremsen.
Die Bremskraft wird mit Hilfe von Druckluft in Verbindung mit an
den Backen angebrachten Bremsklötzen auf die Räder übertragen.
Die Rotation der Räder wird dabei durch am Außenradius
angepresste, zwei gegenüberliegende Bremsklötzer,
die auf einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind, verlangsamt. Durch
diese Anordnung wird sichergestellt, dass keine ungünstigen
zusätzlichen Momente und horizontale Lasten auf den Radsatz
und dessen Verbindung zum Drehgestellrahmen wirken.
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Bei
Güterwagen wird die Bremskraft abhängig von der
Zuladung, die oft mit Hilfe eines pneumatischen Wiegeventils automatisch
ermittelt wird, gesteuert. Für die automatische Lastabbremsung
werden meist zwei Wiegeventile je Wagen eingesetzt. Mit Hilfe des
Wiegeventils wird proportional zur anteiligen Fahrzeuglast ein Steuerdruck
aufgebaut, wobei die anteilige Fahrzeuglast eines Radsatzes direkt
auf das Wiegeventil wirkt.
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Als
nachteilig am Stand der Technik ist bekannt, dass bei Schienenfahrzeugen,
insbesondere Güterwagen, während der Fahrt eine
sehr starke Geräuschemission zu verzeichnen ist, die durch
das Rollen der Räder auf dem Gleis, den Kontakt der Bremsklötze
am Rad beim Abbremsen oder auch die dämpfende Bewegung
der Schraubenfedern beim Ausgleich von überfahrenen Unebenheiten
des Gleises hervorgerufen werden. Zudem sind die meisten Komponenten
des Drehgestells zum Großteil aus Stahl gefertigt, was
sich auf das Gesamtgewicht und somit die Achslast der Güterwagen
negativ auswirkt, da diese schon im unbeladenen Zustand sehr hoch sind.
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Einige
dieser Nachteile werden im Stand der Technik mit Drehgestellen,
die beispielsweise mit Gummi-Metall-Federn, anstelle von Stahlfedern
und Verbundstoffbremssohlen anstelle von Bremsklötzen aus
Grauguss ausgestattet sind, weitestgehend behoben.
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In
der
WO 2007/108782
A2 werden Verbindungen zwischen Radsatzlagern, insbesondere Gummifedern,
und den Drehgestellrahmen entweder mit oder ohne dazwischen angeordnetem
Wiegeventil für Drehgestelle von Güterwagen offenbart.
Die Gummifedern sind dabei im Radsatzlager integriert, wobei deren
Verbindungen mit dem Radsatzlager fest fixiert sind. Die Verbindungen zwischen
Gummifeder und Drehgestellrahmen beziehungsweise Gummifeder und
Wiegeventil sind dagegen beweglich ausgebildet.
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Die
geräuschstarken Stahlfedern wurden durch leisere Gummifedern
mit reibungsloser Dämpfung ersetzt. Die Komponenten zur
Befestigung der Gummifedern am Drehgestellrahmen sind zudem leichter
als die zur Befestigung der Stahlfedern. Die Drehgestelle werden
damit leiser und leichter als herkömmliche Drehgestelle.
Außerdem erhöht die hydraulische Dämpfung
die Entgleisungssicherheit gegenüber Drehgestellen mit
Schraubenfedern.
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Die
horizontal am Radsatz angreifenden Kräfte werden von der
Gummifeder über eine spezielle Rohrführung auf
den Drehgestellrahmen übertragen, da das die Bremskraft
abhängig von der Zuladung steuernde und auf der Unterseite
ballig ausgeführte Wiegeventil ungeeignet ist, horizontale
Lasten und Momente aufzunehmen. Die horizontale Steifigkeit der
Verbindung mit spezieller Rohrführung ist jedoch geringer
als bei einer momentsteifen Verbindung. Infolge dieser momentweichen
Verbindung wird die Gummifeder bei horizontal angreifender Belastung
verdreht beziehungsweise geneigt und nicht horizontal verschoben.
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Die
in der
WO 2007/108782
A2 offenbarten Verbindungen erfordern nachteilig weiterhin
zwei an einem Rad gegenüberliegende Bremsklötzer,
die auf einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind und
beim Bremsvorgang gleichzeitig an den Außenradius des Rades
angepresst werden. Dabei werden die Bremskräfte über
ein zusätzliches, gewichtserhöhendes Bremsgestänge
an die Bremsklötze und die Räder so übertragen,
dass keine schädlichen Momente und horizontale Lasten auf
den Radsatz und dessen Verbindung zum Drehgestellrahmen wirken.
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Diese
Verbindungen sind beispielsweise zusammen mit einer einseitig auf
das Rad wirkenden Klotzbremse nicht verwendbar, da die Horizontalsteifigkeit
der Verbindungen derart sinkt, dass der Radsatz der Bremsklotzkraft
ausweicht. Außerdem ist die Horizontalsteifigkeit des Radsatzes
mit Anschluss eines Wiegeventils nachteilig bedeutend geringer als die
Horizontalsteifigkeit eines Radsatzes ohne Wiegeventil, so dass
darunter der Fahrzeuglauf negativ beeinträchtigt werden
kann.
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Auch
den im Stand der Technik bekannten, in der
WO 2007/108782 A2 offenbarten
Drehgestellen haftet außerdem weiterhin der Nachteil eines
hohen Gewichtes und damit einer hohen Achslast der Güterwagen,
auch im unbeladenen Zustand, an, die insbesondere auch auf die Bremsvorrichtung
und deren Einzelkomponenten zurückzuführen sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, geräuschemissionsarme
und weniger gewichtsintensive Drehgestelle zur Verfügung
zu stellen, deren Konstruktion und Wartung im Gegensatz zu den zum Stand
der Technik gehörenden Drehgestellen weniger aufwändig
und weniger kostenintensiv sind. Die vorhandenen bekannten Güterwagen
und Drehgestelle sollen zudem zeitsparend und kostengünstig auf
das neue System umrüstbar sein. Der Radsatz soll aufwandsminimierend
in das Drehgestell montierbar sein.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Drehgestell
mit einem Radsatzlager und darin integrierten Gummi-Konusfedern
als Verbindungselemente zwischen dem Radsatzlager und dem Drehgestellrahmen
von Güterwagen mit den im Folgenden aufgeführten
Merkmalen gelöst. Zwischen dem Radsatzlager und dem Drehgestellrahmen
ist zusätzlich ein Wiegeventil angeordnet. Die im Radsatzlager
integrierten Gummi-Konusfedern sind an dieser Stelle fest fixiert.
Im Gegensatz dazu sind die Verbindungen zwischen den Gummi-Konusfedern
und dem Drehgestellrahmen sowie den Gummi-Konusfedern und den Wiegeventilen
beweglich ausgebildet.
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Nach
der Konzeption der Erfindung weist das Drehgestell jeweils eine
einseitig auf das Rad wirkende Klotzbremse sowie zwischen der Gummi-Konusfeder
und dem Wiegeventil einen Winkelhebel und ein Druckstück
auf. Im Gegensatz zur doppelseitig wirkenden Bremse wird beim Einsatz
der einseitig wirkenden Bremse jeweils auf einen Teil der Klotzbremse
und zusätzlich auf aufwändiges und gewichtserhöhendes
Bremsgestänge verzichtet. Das erfindungsgemäße
Drehgestell ist damit vorteilhaft leichter und weniger kostenintensiv
als ein konventionelles Drehgestell.
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Der
zwischen der Gummi-Konusfeder und dem Wiegeventil angeordnete Winkelhebel
ist erfindungsgemäß über ein Drehgelenk
mit dem Drehgestellrahmen beweglich verbunden. Der Winkelhebel dient
vorteilhaft zum einen der Übertragung horizontal angreifender
Lasten von der Gummi-Konusfeder auf den Drehgestellrahmen und zum
anderen vertikal angreifender Lasten von der Gummi-Konusfeder über
das Druckstück auf das Wiegeventil.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Winkelhebel über
das Drehgelenk in der horizontalen Achse quer zur Fahrtrichtung
mit dem Drehgestellrahmen drehbeweglich verbunden, wobei das Drehgelenk
auf einer vertikalen Höhe mit der mittleren Lasteinleitung
auf die Gummi-Konusfeder angeordnet ist. Dadurch wirkt auf das Wiegeventil vorteilhafterweise
keine zusätzliche vertikale Reaktionskraft beim Bremsen.
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Der
Winkelhebel, der bevorzugt derart am Drehgestellrahmen befestigt
ist, dass die Auflagefläche für die Gummi-Konusfeder
auch bei horizontaler Belastung nicht zur Horizontalen gekippt wird,
weist erfindungsgemäß zwei identische Hebelarme
mit jeweils einer Bohrung auf, die auf einer gemeinsamen Mittelachse
angeordnet sind. Die Hebelarme sind mit einer Grundplatte, die ebenfalls
eine Bohrung aufweist, und einem Verbindungssteg stoffschlüssig,
bevorzugt durch Schweißen, gekoppelt. Die Hebelarme bilden
in Kombination mit der Grundplatte eine L-Form. Der Winkelhebel
umfasst zur einfacheren Montage vorteilhaft eine Abkippsicherung.
Um die Bohrung auf der Oberseite der Grundplatte des Winkelhebels
ist eine kugelschichtförmige Erhebung angeordnet, deren
Außenmantelfläche als Auflagefläche ausgebildet
ist.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Gummi-Konusfeder
und dem Wiegeventil außer dem Winkelhebel ein Druckstück
angeordnet. Die Anordnung des Druckstücks hat den Vorteil,
dass Verkantungen zwischen dem Winkelhebel und dem Wiegeventil vermieden
werden.
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Das
Druckstück weist eine kegelstumpfförmige, an ihrer
Schmalseite verschlossene Wandung auf, die einen Hohlraum umschließt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Unterseite der Wandung
an der dem Hohlraum zugewandten Innenkante, eine Fase angeordnet,
die als Auflagefläche ausgestaltet ist. Die Schmalseite
der verschlossenen Wandung weist eine zylindrische Erhebung auf.
Die Wandung und die zylindrische Erhebung sind dabei koaxial angeordnet.
Die zylindrische Erhebung ist funktionsgemäß mit
einem kugelsektorförmigen Abschluss in Form einer abgerundeten
Kappe ausgestaltet. Die Kappe ist ebenfalls als Auflagefläche
ausgebildet.
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Die
Auflagefläche des Winkelhebels als Außenmantelfläche
der kugelschichtförmigen Erhebung und die Auflagefläche
des Druckstücks als Kugelzone an der Unterseite der Wandung
an der dem Hohlraum zugewandten Innenkante sind nach einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung korrespondierend ausgebildet. Die Auflagefläche
des Druckstücks, die als kugelsektorförmiger Abschluss
der zylindrischen Erhebung in Form einer abgerundeten Kappe ausgebildet
ist, steht mit dem Wiegeventil in Kontakt. Die als Auflageflächen
vorgesehenen Verbindungen sind vorteilhaft als Gleitflächen
ausgestaltet.
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Erfindungsgemäß ist
somit die Verbindung der Gummi-Konusfeder mit dem Drehgestellrahmen vorteilhaft
derart gestaltet, dass die Horizontalsteifigkeit der Verbindung
gesichert ist, die Vertikallast auf das Wiegeventil querkraftarm
und momentarm übertragen wird und dass keine Laständerungen
auf das Wiegeventil auftreten, die auf horizontal angreifenden Lasten
beruhen.
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Die
Gummi-Konusfeder weist erfindungsgemäß an ihrer
Oberseite der Mittelachse folgend eine zylindrische Erhebung auf.
Die zylindrische Erhebung ist bevorzugt koaxial in einem zylindrischen Zapfen
versenkt angeordnet. Der Zapfen ist vorteilhaft einerseits als kreisrunde
Scheibe und andererseits mit einem konischen Abschluss ausgestaltet, der
das Einführen der Gummi-Konusfeder in die Führungen
am Drehgestellrahmen und am Winkelhebel bei der Montage erleichtert.
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Der
Zapfen an der Gummi-Konusfeder ist so ausgebildet, dass die Gummi-Konusfeder
sowohl für die Verbindung mit dem Winkelhebel als auch
für die Verbindung mit dem Drehgestellrahmen geeignet ist. Die
Gummi-Konusfeder ist damit zwischen beiden Verbindungen austauschbar
und variabel einsetzbar.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbindung
zwischen der Gummi-Konusfeder und dem Drehgestellrahmen bezüglich
des Winkelhebels und des Druckstücks wie folgt ausgebildet:
Die Gummi-Konusfeder ist über die im Zapfen versenkte zylindrische
Erhebung mit diesem verbunden. Der Zapfen ist vorteilhaft durch
die Bohrung des Winkelhebels so durchgeführt, dass die Grundplatte
des Winkelhebels auf der Scheibe des Zapfens aufliegt. Der Winkelhebel
ist erfindungsgemäß mit der Gummi-Konusfeder starr
verbunden. Der konische Abschluss des Zapfens ist in seiner Länge
konzeptionsgemäß so gestaltet, dass er durch die
Grundplatte des Winkelhebels hindurchreicht und übersteht.
Der Überstand des Zapfens ist bevorzugt im Hohlraum des
Druckstücks versenkt. Erfindungsgemäß stellt
das Druckstück mit den zwei ausgebildeten Auflageflächen
die Verbindung zwischen der Auflagefläche am Winkelhebel
und dem Wiegeventil her. Die zwei Auflageflächen sind vorteilhaft
als bewegliche, kugelgelenkartige Verbindungen ausgebildet, so dass
das Druckstück eine doppelgelenkartige Funktion ausführbar
ausgebildet ist und damit bestimmungsgemäß dem Ausgleich
von Bewegungen zwischen der Gummi-Konusfeder und dem Drehgestellrahmen
dient.
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Zusammenfassend
ist festzustellen, dass das erfindungsgemäße Drehgestell
im Radsatzlagergehäuse integrierte Gummi-Konusfedern mit
hydraulischer Dämpfung anstelle von Schraubenfedern und einseitig
wirkende Kompakt-Klotzbremseinheiten anstelle von doppelseitig wirkenden
Klotzbremseinheiten und eines gewichtssteigernden Bremsgestänges sowie
pneumatische Wiegeventile umfasst. Die Komponenten sind dabei vorteilhaft
so im Drehgestell integriert, dass sie sich gegenseitig nicht negativ
beeinflussen.
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Die
Verbindungen zwischen Gummi-Konusfeder und Wiegeventil sowie Gummi-Konusfeder
und Drehgestellrahmen sind außerdem bevorzugt so gestaltet,
dass eine einfache Montage des Radsatzes in das Drehgestell möglich
ist.
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Durch
das wesentlich geringere Gewicht des erfindungsgemäßen
Drehgestells gegenüber eines konventionellen Drehgestells
mit Schraubenfederung beziehungsweise einer Lenoir-Dämpfung
sowie doppelseitig wirkender Klotzbremseinheit und dazugehörigem
Bremsgestänge ist einerseits die Einsparung an Antriebsenergie
bei der Fortbewegung des Güterwagens als wesentlicher Vorteil
aufzuführen. Andererseits kann zusätzlich das
Gewicht der Zuladung, das heißt die Nutzlast, bei gleichbleibender
Achslast des Güterwagens erhöht werden.
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Des
Weiteren werden durch die Verwendung der neuartigen Komponenten
und deren kombinierte Anwendung die Rollgeräusche der Güterwagen
und der Wartungsaufwand durch den Ersatz einer großen Anzahl
verschleißanfälliger Bauteile durch einfach austauschbare
Verschleißteile minimiert. Außerdem sind konventionelle
Drehgestelle kostengünstig umrüstbar.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen.
Es zeigen:
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1:
Ausschnitt eines Drehgestells mit Gummifedern und deren Verbindungen
mit dem Drehgestellrahmen mit und ohne dazwischen angeordnetem Wiegeventil
aus dem Stand der Technik,
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2:
Verbindung einer Gummifeder mit dem Drehgestellrahmen mit dazwischen
angeordnetem Wiegeventil aus dem Stand der Technik,
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3:
Verbindung einer Gummi-Konusfeder mit dem Drehgestellrahmen mit
dazwischen angeordnetem Wiegeventil sowie Winkelhebel mit Drehgelenk
und Druckstück,
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4:
Ausschnitt eines Drehgestells mit Gummi-Konusfedern und deren Verbindungen
mit dem Drehgestellrahmen mit und ohne dazwischen angeordnetem Wiegeventil
sowie Winkelhebel mit Drehgelenk und Druckstück,
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5:
Winkelhebel,
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6:
Druckstück und
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7:
Gummi-Konusfeder in Verbindung mit Zapfen.
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In 1 ist
ein Ausschnitt eines Drehgestells 1 aus dem Stand der Technik
dargestellt, das als Verbindungselemente zwischen dem Radsatzlager 4 und
dem Drehgestellrahmen 2 Gummi-Konusfedern 6 in
Verbindung mit einem Wiegeventil 5 umfasst. Der Radsatz 3,
der in Richtung der y-Achse beziehungsweise quer zur Fahrtrichtung
angeordnet ist, wird jeweils an der Außenseite der Räder über
ein Radsatzlager 4 am Drehgestellrahmen 2 gehaltert.
Die Gummi-Konusfedern 6 sind im Radsatzlager 4 integriert, wobei
die Verbindungen zwischen den Gummi-Konusfedern 6 und dem
Radsatzlager 4 fest fixiert sind. Die Verbindung zwischen
der Gummi-Konusfeder 6 und dem Wiegeventil 5 ist
beweglich ausgebildet.
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Die
x-Achse entspricht der Achse in Fahrtrichtung, und die y-Achse entspricht
der Achse senkrecht beziehungsweise quer zur Fahrtrichtung. Sowohl
die x-Achse als auch die y-Achse stellen Achsen in der horizontalen
Ebene des Drehgestells 1 dar. Die Achse in z-Richtung ist
die Hochachse des Drehgestells 1 und beschreibt die vertikale
Richtung senkrecht zur horizontalen Ebene.
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Die
geräuschintensiven Stahlfedern konventioneller Drehgestelle
werden durch die bedeutend weniger schallemittierenden Gummi-Konusfedern 6 ersetzt.
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Die
horizontal am Radsatz angreifenden Kräfte werden von der
Gummi-Konusfeder 6 über ein Führungsrohr 8 auf
den Drehgestellrahmen 1 übertragen. Da die horizontale
Steifigkeit dieser Verbindung geringer ist als bei einer momentsteifen
Verbindung, wird die Gummi-Konusfeder 6 bei horizontal angreifender
Belastung verdreht beziehungsweise geneigt und nicht horizontal
verschoben. Diese momentweiche Verbindung erfordert, wie bei konventionellen
Drehgestellen, nachteilig weiterhin zwei an einem Rad gegenüberliegende
Bremsklötzer einer Klotzbremse 7. Die Bremsklötzer
sind auf einer horizontalen Ebene angeordnet und werden beim Bremsvorgang
gleichzeitig an den Außenradius des Rades angepresst.
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Bei
Verwendung einer einseitig auf das Rad wirkenden Klotzbremse 7,
wie bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des
Drehgestells 1, würde die Horizontalsteifigkeit
der Verbindung zwischen Radsatzlager 4 und Drehgestellrahmen 2 sinken,
und der Radsatz würde der Bremsklotzkraft ausweichen. Außerdem
weisen Radsätze 3, die über ein Wiegeventil 5 mit
dem Drehgestellrahmen 2 verbunden sind, nachteilig bedeutend
geringere Horizontalsteifigkeiten auf als Radsätze 3,
die ohne zwischengelagertes Wiegeventil 5 mit dem Drehgestellrahmen
verbunden sind, so dass darunter auch der Fahrzeuglauf negativ beeinträchtigt
werden kann.
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2 zeigt
die bewegliche Verbindung einer Gummi-Konusfeder 6 mit
dem Drehgestellrahmen 2 und ein dazwischen angeordnetes
Wiegeventil 5 aus dem Stand der Technik. Der obere Teil
der Gummi-Konusfeder 6 ist formschlüssig mit einem
Formstück 11, das zum Beispiel als runde Platte
ausbildbar ist, verbunden und verhindert das Verschieben der Komponenten
in den horizontalen Richtungen beziehungsweise in Richtung der x-Achse
oder der y-Achse. Die Verbindung zwischen der Gummi-Konusfeder 6 und
dem Drehgestellrahmen 2 umfasst des Weiteren einen Adapter 10 innerhalb
des Führungsrohres 8, das mit dem Drehgestellrahmen 2 fest verschweißt
ist, wobei der Adapter 10 über ein Verbinder in
Form einer runden Scheibe 9 mit dem Führungsrohr 8 verschiebbar
gekoppelt ist. Der Adapter 10 und die Scheibe 9 sind
somit innerhalb des Führungsrohres 8 in Richtung
der z-Achse beziehungsweise der Hochachse des Drehgestells 1 beweglich, so
dass durch die Gummi-Konusfeder 6 gedämpfte Bewegungen
des Radsatzes 3 ausgeglichen werden können. Das
Wiegeventil 5 steht mit der Oberseite des Adapters 10 in
Kontakt.
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In 3 ist
ein Ausschnitt des Drehgestells 1 mit der Verbindung zwischen
Radsatzlager 4 und Drehgestellrahmen 2 dargestellt.
Die Verbindung umfasst die Gummi-Konusfeder 6, auf der
ein Druckstück 12 angeordnet ist, das auf einer
Grundplatte 17 eines Winkelhebels 14 aufliegt.
Der Winkelhebel 14 ist über ein Drehgelenk 15 mit
dem Drehgestellrahmen 2 in der horizontalen y-Achse quer
zur Fahrtrichtung drehbeweglich verbunden. Der Winkelhebel 14 überträgt
horizontal angreifende Lasten von der Gummi-Konusfeder 6 auf
den Drehgestellrahmen 2 und vertikal angreifende Lasten
von der Gummi-Konusfeder 6 über das Druckstück 12 auf
das Wiegeventil 5.
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4 zeigt
einen Ausschnitt des Drehgestells 1 mit Gummi-Konusfedern 6 und
deren Verbindungen mit dem Drehgestellrahmen 2 mit und
ohne dazwischen angeordnetem Wiegeventil 5. Die Verbindung
mit Wiegeventil 5 umfasst zudem den Winkelhebel 14 mit
dem Drehgelenk 15 und das Druckstück 12.
Die Gummi-Konusfedern 6 sind im Radsatzlager 4 integriert
und fest fixiert. Die Verbindungen zwischen der Gummi-Konusfeder 6 und
dem Drehgestellrahmen 2 sowie der Gummi-Konusfeder 6 und
dem Wiegeventil 5 sind dagegen beweglich ausgebildet. Der
zwischen der Gummi-Konusfeder 6 und dem Wiegeventil 5 angeordnete
Winkelhebel 14 ist über das Drehgelenk 15 mit
dem Drehgestellrahmen 2 beweglich verbunden, wobei die
horizontale y-Achse die Drehachse des Gelenkes darstellt. Das Drehgelenk 15 ist
auf einer vertikalen Höhe mit der mittleren Lasteinleitung
auf die Gummi-Konusfeder 6 angeordnet. Der Winkelhebel 14 überträgt
die horizontal angreifenden Lasten von der Gummi-Konusfeder 6 auf
den Drehgestellrahmen 2 und die vertikal angreifenden Lasten
von der Gummi-Konusfeder 6 über das Druckstück 12 auf
das Wiegeventil 5.
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Die
Gummi-Konusfeder 6 ist an ihrer Oberseite mit einem Zapfen 13 verbunden,
der das Einführen der Gummi-Konusfeder 6 in die
Führungen am Drehgestellrahmen 2 und am Winkelhebel 14 bei der
Montage erleichtert. Außerdem ist der Zapfen 13 vorteilhaft
derart ausgebildet, dass die Gummi-Konusfeder 6 sowohl
für die Verbindung mit dem Winkelhebel 14 als
auch für die Verbindung mit dem Drehgestellrahmen 2 geeignet
ist. Damit ist die Gummi-Konusfeder 6 zwischen beiden Verbindungen austauschbar
und somit variabel einsetzbar.
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Das
Drehgestell 1 weist zudem eine einseitig auf das Rad wirkende
Klotzbremse 7 auf.
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In 5 ist
der Winkelhebel 14 dargestellt, der erfindungsgemäß zwei
gleich gestaltete Hebelarme 16 mit auf einer gemeinsamen
Mittelachse angeordneten Bohrungen 18 aufweist. Die Hebelarme 16 sind
mit einer Grundplatte 17, die ebenfalls eine Bohrung 19 aufweist,
und einem Verbindungssteg 21 verschweißt und bilden
mit der Grundplatte 17 in der durch die x-Achse und die
z-Achse aufgespannten Ebene eine L-Form.
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Am
Winkelhebel 14 ist zur einfacheren Montage vorteilhaft
eine Abkippsicherung 20 angeordnet.
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Auf
der Oberseite der Grundplatte 17 des Winkelhebels 14 ist
um die Bohrung 19 eine kugelschichtförmige Erhebung
vorgesehen. Die Außenmantelfläche der kugelschichtförmigen
Erhebung ist als Auflagefläche 22 ausgebildet.
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Konzeptionsgemäß weist
das in 6 gezeigte Druckstück 12 eine
kegelstumpfförmige Wandung 26 auf, die auf der
Oberseite beziehungsweise an ihrer Schmalseite verschlossen ist
und einen Hohlraum 25 umschließt. An der Unterseite
der Wandung 26 ist an der dem Hohlraum 25 zugewandten Innenkante
eine Kugelzone ausgebildet, der als Auflagefläche 24 vorgesehen
ist.
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Auf
der Schmalseite der verschlossenen Wandung 26 ist auf der
dem Hohlraum 25 abgewandten Seite eine Erhebung in Form
eines Zylinders koaxial zur Wandung 26 ausgebildet. Die
Erhebung ist vorteilhaft mit einem kugelsektorförmigen
Abschluss in Form einer abgerundeten Kappe ausgestaltet, die eine
Auflagefläche 23 bildet.
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Die
Auflagefläche 22 des Winkelhebels 14 als
Außenmantelfläche der kugelschichtförmigen
Erhebung, die in 5 gezeigt sind, und die kugelzonenförmige
Auflagefläche 24 des Druckstücks 12 an der
Unterseite der Wandung 26 an der dem Hohlraum 25 zugewandten
Innenkante nach 6 sind korrespondierend ausgebildet.
Die Auflagefläche 23 des Druckstücks,
die als abgerundete Kappe beziehungsweise als Kugelsektor ausgebildet
ist, steht wiederum mit dem Wiegeventil 5 in Kontakt. Die
als Auflageflächen 22, 23, 24 ausgebildeten
Verbindungen sind vorteilhaft als Gleitflächen ausgestaltet.
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Die
in 7 dargestellte Gummi-Konusfeder 6 weist
an ihrer Oberseite eine zylindrische Erhebung auf, die koaxial in
einem zylindrischen Zapfen 13 versenkbar ist. Der Zapfen 13 weist
eine kreisrunde Scheibe 27 auf, auf deren Oberseite sich
in Richtung der Mittelachse ein Zylinder anschließt. Der
Zylinder mit geringerem Durchmesser als der Durchmesser der Scheibe 27 ist
in Fortsetzung der Mittelachse folgend mit einem konischen Abschluss 28 ausgebildet. Der
konische Abschluss 28 erleichtert vorteilhaft das Einführen
der Gummi-Konusfeder 6 in die Führungen am Drehgestellrahmen 2 und
am Winkelhebel 14 bei der Montage.
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Zusammenfassend
ist 4 die vorteilhafte Ausgestaltung der beweglichen
Verbindung zwischen der Gummi-Konusfeder 6 und dem Drehgestellrahmen 2 mit
Winkelhebel 14 und Druckstück 12 zu entnehmen.
Die Gummi-Konusfeder 6 ist dabei über die zylindrische
Erhebung mit dem Zapfen 13 verbunden, wobei die zylindrische
Erhebung in voller Länge im Zapfen 13 integriert
ist. Der Zapfen 13 ist durch die Bohrung 19 des
Winkelhebels 14 durchgeführt. Die Grundplatte 17 des
Winkelhebels 14 und die Scheibe 27 des Zapfens 13 sind
flächig aufeinander angeordnet. Damit ist der Winkelhebel 14 nach der
Konzeption der Erfindung starr mit der Gummi-Konusfeder 6 verbunden.
Der am Zapfen 13 ausgebildete Zylinder mit konischem Abschluss 28 weist in
axialer Richtung eine solche Länge auf, dass er durch die
Grundplatte 27 des Winkelhebels 14 durchführbar
ist und der konische Abschluss 28 aus der Grundplatte 27 in
seiner gesamten Länge hervorragt. Dieser Überstand
des Zapfens 13 mit dem konischen Abschluss 28 wird
vorteilhaft im Hohlraum 25 des Druckstücks 12 aufgenommen.
Die Verbindung zwischen der Auflagefläche 22 am
Winkelhebel 14 und dem Wiegeventil 5 wird konzeptionsgemäß durch das
Druckstück 12 erreicht, wobei die Auflagefläche 24 den
Kontakt zur Grundplatte 17 des Winkelhebels 14 mit
der Auflagefläche 22 und die Auflagefläche 23 den
Kontakt zum Wiegeventil 5 ermöglichen. Die Auflageflächen 22, 23, 24 sind
erfindungsgemäß beweglich als kugelgelenkartige
Verbindungen ausgestaltet, die doppelgelenkartig funktionieren,
so dass sie vorteilhaft Bewegungen zwischen der Gummi-Konusfeder
und dem Drehgestellrahmen ausgleichen.
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- 1
- Drehgestell
- 2
- Drehgestellrahmen
- 3
- Radsatz
- 4
- Radsatzlager
- 5
- Wiegeventil
- 6
- Gummi-Konusfeder
- 7
- Klotzbremse
- 8
- Führungsrohr
- 9
- Scheibe
- 10
- Adapter
- 11
- Formstück
- 12
- Druckstück
- 13
- Zapfen
- 14
- Winkelhebel
- 15
- Drehgelenk
- 16
- Hebelarm
- 17
- Grundplatte
- 18,
19
- Bohrung
- 20
- Abkippsicherung
- 21
- Verbindungssteg
- 22,
23, 24
- Auflagefläche
- 25
- Hohlraum
- 26
- Wandung
- 27
- Scheibe
- 28
- konischer
Abschluss
- x
- x-Achse – Fahrtrichtung
- y
- y-Achse – quer
zur Fahrtrichtung
- z
- z-Achse – Hochachse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2007/108782
A2 [0009, 0012, 0014]