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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Lageradaptern für einen Triebwagen.
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HINTERGRUND
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Ein Triebwagen weist im Allgemeinen einen Drehgestellrahmen auf, der auf jeder Seite mit einem Paar von Seitenrahmen mit sich nach unten öffnenden Backen versehen ist. Ein Lageradapter ist in den Backen vertikal bewegbar und ruht auf einem Lager, das auf einer Triebwagenachse befestigt ist, die ein Rad des Triebwagens lagert. Der Lageradapter ist folglich eine steife Verbindung zwischen dem Drehgestellrahmen des Triebwagens und dem Lager. Im Allgemeinen passt ein Lager für eine Triebwagenachse um einen Zapfen an dem Ende der Triebwagenachse, an dem es zwischen einer Einlegeringanordnung und einer Endabdeckung befestigt ist.
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Jedoch kann sich der Triebwagenadapter bezüglich des Lagers bewegen. Der Triebwagenadapter kann bezüglich des Lagers falsch ausgerichtet sein, wenn der Triebwagen über gekrümmte Schienen fährt. Dies resultiert in einem unerwarteten Verschleiß einiger Teile, insbesondere Ansätze von seitlichen Kanälen, die in Eingriff mit einem Ansatz einer Backe des Drehgestellrahmens sind, und verringert folglich deren Lebensdauer.
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Die Last, die durch den Drehgestellrahmen über den Adapter angelegt wird, kann unter Umständen nicht gut auf das Lager, insbesondere auf die Wälzkörper, verteilt sein, wenn das Lager von dem Wälzlagertyp ist. Dies resultiert sowohl in einem Verschleiß auf der Innenfläche und der Außenfläche des Triebwagenadapters als auch in einem Ausfall des Lagers.
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Des Weiteren ist es gewünscht, einen Triebwagenadapter bereitzustellen, der einfach und mit reduzierten Kosten herzustellen ist, und der vorzugsweise an Drehgestellrahmen mit unterschiedlichen Designabmessungen anpassbar ist.
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Diese und andere Probleme werden durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angesprochen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dazu betrifft die Erfindung einen Triebwagenadapter zum radialen Verbinden einer Triebwagenkarosserie mit einem Lager. Der Triebwagenadapter umfasst zwei Stirnflansche, die bezüglich der Innenfläche nach innen auskragen, und die mit der Innenfläche ein Gehäuse des Lagers begrenzen. Der Triebwagenadapter umfasst eine Innenfläche, die als ein Lagersitz für das Lager dient. Der Triebwagenadapter umfasst eine Außenfläche, die dazu ausgelegt ist, mit der Triebwagenkarosserie in einem direkten radialen Kontakt zu sein.
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Gemäß der Erfindung weist der Triebwagenadapter eine Triebwagenkarosserie mit zwei seitlichen Flächen auf, wobei zumindest eine seitliche Fläche mit einer querverlaufenden Nut versehen ist. Der Triebwagenadapter weist ferner zumindest ein Kanalelement auf, das mit einem Paar von gegenüberliegenden Ansätzen und einer seitlichen Führungsfläche begrenzt ist, die senkrecht zu den gegenüberliegenden Ansätzen ist, um einen seitlichen Kanal zu definieren, der dazu eingerichtet ist, mit der Triebwagenkarosserie zusammenzuwirken, wobei das Kanalelement innerhalb der querverlaufenden Nut des Adapterkörpers montiert ist. Die Querlänge der querverlaufenden Nut ist grundsätzlich größer als die Querlänge des entsprechenden Kanalelements.
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Ein solcher Triebwagenadapter mit getrennten Kanalelementen ist einfach zu befestigen. Der Adapterkörper des Triebwagenadapters kann standardisiert sein, wobei die Kanalelemente abhängig von den Anwendungseigenschaften anpassbar sind. Des Weiteren können die Kanalelemente in der querverlaufenden Nut gleiten, und folglich jegliche relative Fehlausrichtung zwischen der Triebwagenkarosserie und dem Lager kompensieren.
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Gemäß den weiteren Aspekten der Erfindung, welche vorteilhaft, aber nicht zwingend sind, kann ein solcher Triebwagenadapter eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen:
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Die Innenfläche hat beispielsweise eine konkave Form mit konstantem Radius, um auf dem Lager zu sitzen.
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Die seitlichen Führungsflächen der Kanalelemente sind im Querschnitt durch eine Ebene senkrecht zu der Rotationsachse des Lagers gekrümmt.
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Die seitlichen Führungsflächen der seitlichen Kanäle sind zylindrisch.
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Die seitlichen Führungsflächen der seitlichen Kanäle sind kugelförmig.
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Die querverlaufenden Nuten umfassen jeweils eine untere Fläche, die im Querschnitt durch eine Ebene senkrecht zu der Rotationsachse des Lagers gekrümmt ist.
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Die unteren Oberflächen sind zylindrisch.
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Die unteren Oberflächen sind kugelförmig.
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Die Innenflächen der gegenüberliegenden Ansätze der Kanalelemente sind im Querschnitt durch eine Ebene senkrecht zu der Rotationsachse des Lagers gekrümmt.
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Die Innenflächen der Ansätze sind zylindrisch.
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Die Innenflächen der Ansätze sind kugelförmig.
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Der Adapterkörper ist aus Metall, beispielsweise durch Gießen, hergestellt. Beispielsweise ist der Adapterkörper aus Gussstahl oder Gusseisen hergestellt.
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Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Triebwagenadapteranordnung, die einen Triebwagenadapter gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen, ein Lager, das in dem Triebwagenadapter befestigt ist, einen Einlegering, der dazu eingerichtet ist, mit dem Lager an einer ersten Seite in axialen Kontakt zu kommen, und eine Endabdeckungsanordnung aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit dem Lager an der anderen Seite, die der ersten Seite gegenüberliegt, in axialen Kontakt zu kommen.
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In einer Ausführungsform umfasst das Lager zumindest einen Innenring und zumindest einen Außenring, der in radialem Kontakt mit der Innenfläche des Triebwagenadapters befestigt ist.
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In einer Ausführungsform umfasst das Lager zumindest eine Reihe von Wälzkörpern, die zwischen Laufbahnen angeordnet sind, die auf den Innen- und Außenringen vorgesehen sind.
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In einer Ausführungsform ist der Innenring des Lagers aus zwei Teilen hergestellt, die axial durch einen axialen Abstandshalter getrennt sind.
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Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Triebwagenachse, die eine Triebwagenadapteranordnung gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen, und eine Welle umfasst, die in dem Lager um eine Rotationsachse relativ zu dem Triebwagenadapter drehbar befestigt ist. Die Welle umfasst ein erstes Ende, das in dem Einlegering radial befestigt ist, und ein zweites Ende, das dem ersten Ende gegenüberliegt, das in einer Endabdeckungsanordnung gesichert ist.
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Figurenliste
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Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der Durchsicht der ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, welche in keiner Weise beschränkend sind, und den angefügten Zeichnungen hervorgehen, wobei:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Triebwagenachse gemäß der Erfindung ist;
- 2 ein axialer Querschnitt durch die Triebwagenachse der 1 ist;
- 3 eine perspektivische Explosionsansicht eines Triebwagenadapters für die Triebwagenachse aus 1 ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Bezugnehmend auf 1 und 2 ist eine Triebwagenachse 10 zum Verbinden des Drehgestellrahmens eines Triebwagens mit den Rädern (nicht gezeigt) vorgesehen. Die Triebwagenachse 10 umfasst eine Welle 12 (mit gestrichelten Linien in 2), die um eine Rotationsachse X10 relativ zu einem Triebwagenadapter 14 drehbar befestigt ist. Der Triebwagenadapter 14 ist an dem Triebwagen-Drehgestellrahmen gesichert, wobei die Welle 12 an den Rädern gesichert ist.
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Ein Lager 16 ist radial zwischen dem Triebwagenadapter 14 und der Welle 12 vorgesehen. Wie in der 2 dargestellt ist, ist das Lager 16 von einem Wälzlagertyp und umfasst einen Innenring 18, der an der Welle 12 befestigt ist, einen Außenring 20, der in dem Triebwagenadapter 14 befestigt ist, und zwei Reihen von Wälzkörpern 22a, 22b, beispielsweise Rollen, die zwischen den auf dem Innen- und Außenring 18, 20 vorgesehenen Laufbahnen angeordnet sind. Der Innenring 18 ist beispielsweise aus zwei Teilen hergestellt, die axial durch einen axialen Abstandshalter 24 getrennt sind. Bei dieser Ausführungsform ist das Lager 16 ein Kegelrollenlager.
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Das Lager 16 ist weiterhin an beiden axialen Enden mit Dichtungsmitteln 26, 28 versehen. Die Dichtungsmittel 26, 28 schließen einen radialen Raum, der zwischen dem Innenring 18 und dem Außenring 20 definiert ist, ab. Die Wälzkörper 22a, 22b sind in dem abgedichteten, radialen Raum angeordnet.
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Der Triebwagenadapter 14 ist an dem Außenring 20 über seine radiale Innenseite oder Lagersitzseite 30 gesichert und ist in dem Drehgestellrahmen über seine radiale Außenseite oder Rahmensitzseite 32 befestigt.
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Die Welle 12 umfasst einen Zapfen 12a und einen Staubschutz mit einer zylindrischen Fläche 12b, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Zapfens 12a. Eine konkave Ausrundung 12c verbindet die zylindrische Fläche 12b auf dem Zapfen 12a. Der Innenring 18 des Lagers ist auf dem Zapfen 12a befestigt.
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Wie dargestellt ist, umfasst die Triebwagenachse 10 ferner einen Einlegering 34 mit einer Innenfläche 34a, die eingerichtet ist, mit der Außenfläche der Welle 12 an der Seite der Ausrundung 12c in radialen Kontakt zu kommen, und mit dem Innenring 18 des Lagers 16 in axialen Kontakt zu kommen. Entsprechend hat die Innenfläche 34a des Einlegerings 34 eine abgerundete Form, die zu jener der Ausrundung 12c nahezu komplementär ist.
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Die Triebwagenachse 10 umfasst auch eine Endabdeckungsanordnung 38. Die Endabdeckungsanordnung 38 umfasst eine Endabdeckung 38a, die als Stoppelement im Fall einer nach links gerichteten Verschiebung der Welle 12 (relativ zu 2) relativ zu dem Innenring 18 vorgesehen ist. Daher wird die Endabdeckung 38a an dem Zapfen 12 durch drei Abdeckungsschrauben 38b zuverlässig gesichert und kommt mit dem Innenring 18 des Lagers 16 in axialen Kontakt.
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Wie ausführlich in 3 dargestellt ist, umfasst der Triebwagenadapter 14 einen Adapterkörper 40.
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Der Körper 40 des Triebwagenadapters 14 umfasst zwei Stirnflächen 46, 48, zwei Seitenflächen 54, 56, wobei die Innenfläche 30 als ein Lagersitz in einem radialen Kontakt mit dem Außenring 20 des Lagers 16 wirkt und die Außenfläche 32 als ein Rahmensitz in einem radialen Kontakt mit dem Drehgestellrahmen wirkt.
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Die Innenfläche 30 hat eine konkave Form mit konstantem Radius, um auf der zylindrischen Außenfläche des Außenring 20 des Lagers 16 zu sitzen.
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Die Stirnflächen 46, 48 sind mit einem ersten und einem zweiten Stirnflansch 50 bzw. 52 versehen, die radial nach innen gerichtet sind. Die Flansche 50, 52 kragen bezüglich der Innenfläche 30 radial nach innen aus. Die Flansche 50, 52 liegen sich axial gegenüber. Die Flansche 50, 52 begrenzen mit der Innenfläche 30 ein Gehäuse für einen Außenring 20 des Lagers 16. Der Außenring 20 ist axial zwischen den Flanschen 50, 52 angeordnet.
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Gemäß der Erfindung sind die zwei gegenüberliegenden seitlichen Flächen 54, 56 jeweils mit einer querverlaufenden Nut 58 versehen. Nur die querverlaufenden Nut 58 der seitlichen Fläche 54 wird ausführlicher beschrieben, wobei die querverlaufende Nut der gegenüberliegenden seitlichen Fläche 56 identisch ist. Die querverlaufende Nut 58 erstreckt sich quer zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen 46, 48. Die querverlaufende Nut 58 ist durch ein Paar von gegenüberliegenden Seitenwänden 58b, 58c und eine untere Fläche 58a beschränkt, die senkrecht zu den Wänden ist.
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Der Triebwagenadapter 14 ist mit einem Paar von Kanalelementen 42, 44 versehen, die an dem Adapterkörper 40 befestigt sind. Das erste Kanalelement 42 ist in der querverlaufenden Nut 58 befestigt, die in der Seitenfläche 54 des Adapterkörpers 40 vorgesehen ist. Das zweite Kanalelement 44 ist in der querverlaufenden Nut befestigt, die auf der gegenüberliegenden seitlichen Fläche 56 des Adapterkörpers 40 vorgesehen ist. Nur das erste Kanalelement 42 wird genauer beschrieben, wobei das zweite Kanalelement 44 identisch ist.
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Das erste Kanalelement 42 ist axial durch ein Paar von gegenüberliegenden Ansätzen 42b, 42c und eine seitliche Führungsfläche 42a, die senkrecht zu den Ansätzen ist, beschränkt. Das Kanalelement 42 bildet einen seitlichen Kanal mit einer U-Form und ist dazu eingerichtet, in einem Ansatz einer Backe (nicht gezeigt) des Drehgestellrahmens einzugreifen, um als eine Einsatzführung zwischen dem Adapter und dem Drehgestellrahmen zu wirken.
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Vorteilhafterweise ist die Querlänge der querverlaufenden Nut 58 grundsätzlich größer als die Querlänge des entsprechenden Kanalelements 42. Das Kanalelement 42 ist dann geeignet, in der querverlaufenden Nut 58 zu gleiten, insbesondere im Fall einer relativen Fehlausrichtung zwischen dem Drehgestellrahmen und dem Adapter. Die Position des Kanalelements 42 in dem Adapterkörper 40 bewegt sich bezüglich der relativen Position zwischen dem Drehgestellrahmen und dem Lager 16.
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Vorteilhafterweise sind die unteren Flächen 58a der querverlaufenden Nut im Querschnitt durch eine Ebene senkrecht zu der Rotationsachse X10 des Lagers 16 gekrümmt. In der dargestellten Ausführungsform sind die seitlichen Führungsflächen 42a der Kanalelemente 42 flach. Die unteren Flächen 58a sind zylindrisch. Alternativ können die unteren Flächen kugelförmig sein.
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Der Drehgestellrahmen umfasst Ansätze der Backen, die mit den seitlichen Kanälen 42 des Triebwagenadapters 14 in Eingriff sind und mit den flachen seitlichen Führungsflächen 42a in Anlage sind. Im Fall einer relativen Fehlausrichtung zwischen dem Drehgestellrahmen und dem Lager 16 können die Kanalelemente 42, 44 in den entsprechenden Nuten 58 gleiten und auf den gekrümmten unteren Flächen 58a der Nuten 58 schwenken. Die Fehlausrichtung wird dann kompensiert. Der Adapterkörper 40 wird an jeglichen Versatz bezüglich des Lagers 16 gehindert. Die Last, die durch den Drehgestellrahmen über den Adapter angelegt wird, wird gleichmäßig auf das Lager verteilt, insbesondere auf die Wälzkörper, wenn das Lager von dem Wälzkörpertyp ist. Eine solche Anordnung verbessert die Lebensdauer des Triebwagenadapters und des Lagers, in dem der Verschleiß reduziert wird.
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Bei einer Alternative (nicht dargestellt) sind die unteren Flächen 58a der Nuten 58 flach und die seitlichen Führungsflächen 42a der Kanalelemente 42, 44 sind gekrümmt.
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Vorzugsweise sind die Innenflächen der gegenüberliegenden Ansätze 42b, 42c der Kanalelemente 42 im Querschnitt durch eine Ebene senkrecht zu der Rotationsachse X10 des Lagers 16 gekrümmt und bilden ein Schwenkmittel. Beispielsweise können die Flächen zylindrisch oder kugelförmig sein.
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Der Adapterkörper 40 wird aus Metall durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, wie beispielsweise Gießen, hergestellt. Zum Beispiel ist der Körper 40 aus Stahl oder Gusseisen hergestellt.
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Die Kanalelemente 42, 44 sind aus Metall durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, wie beispielsweise durch Gießen, hergestellt. Beispielsweise sind die Elemente 42, 44 aus Stahl oder Gusseisen hergestellt. Alternativ sind die Elemente 42, 44 aus Kunststoff oder Polymermaterial hergestellt.
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Es sollte beachtet werden, dass die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen lediglich als keine Beschränkung anzeigende Beispiele gegeben werden, und dass Modifikationen, Kombinationen und Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich sind.
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Die Erfindung wurde anhand eines Wälzlagers beschrieben, das mit zumindest einer Reihe von Wälzkörper versehen ist, die zwischen dem Innen- und dem Außenring radial angeordnet sind. Alternativ kann das Lager ein Radiallager oder ein Gleitlager sein, das einen oder zwei Ringe umfasst.
