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Drehzapfenlagerung für entlastete Drehzapfen von Schienenfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzapfenlagerung für entlastete Drehzapfen
von Schienenfahrzeugen mit einem beschränkt raumbeweglichen und entgegen der Wirkung
einer Rückstellvorrichtung zwischen parallelen, quer zur Fahrtrichtung liegenden
Gleitflächen eines Gehäuses verschiebbaren Gelenklager, in das der Drehzapfen mit
einem auf ihm sitzenden ungeteilten Innenring eingreift, der von einem entsprechenden
Außenring umfaßt ist.
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Bei diesen bekannten Drehzapfenlagerungen ist der stets lotrecht und
fest im Rahmen angeordnete Drehzapfen in der Längsbohrung des außen kugeligen Innenringes
gelagert, der seinerseits drehbar in einem den Außenring bildenden, in einer Querebene
geteilten Gleitstück gelagert ist. Das Gleitstück ist außen quaderförmig ausgebildet
und in einem mit Gleitführungen versehenen, am Drehgestellrahmen angebrachten Gehäuse
seitenverschiebbar gelagert. Auf die freien, quer zur Fahrtrichtung liegenden lotrechten
Seitenflächen des Gleitstückes wirken bei einer Seitenverschiebung des Drehgestells
die Zapfen einer im übrigen beliebig ausgebildeten Rückstellvorrichtung.
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Die Herstellung dieser bekannten Drehzapfenlagerung ist jedoch verhältnismäßig
teuer. Die beiden Teile des geteilten schweren Gleitstückes müssen mit enger Passung
miteinander verbunden werden und dann als Ganzes innen entsprechend der Außenfläche
des Innenringes kugelig und außen entsprechend den aufnehmenden Gleitführungen plan
bearbeitet werden. Die Gleitführungen sind einzeln am Rahmen befestigt, so daß neben
der Bearbeitung der Gleitführungen und des Rahmens noch eine genaue Paßarbeit erforderlich
ist. Außerdem ist die gesamte Drehzapfenlagerung nur schwer in einem Gehäuse unterzubringen,
dessen öldichte Ausbildung große Schwierigkeiten macht. Es ist daher trotz großen
Schmiermittelverbrauches ein großer Verschleiß gegeben. Außerdem ist die Abnutzung
der einzelnen Verschleißflächen nicht gleichmäßig, so daß Teile mit zwei oder mehr
Verschleißflächen bereits beim Verschleiß einer Fläche ohne Rücksicht auf den Zustand
der anderen ausgewechselt werden müssen. Dadurch ergeben sich zusammen mit dem hohen
Schmiermittelverbrauch ganz erhebliche Unterhaltungskosten.
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Demgegenüber ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, die Drehzapfenlagerung
gemäß der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß zum Vermindern der Herstellungs-
und Unterhaltungskosten der Drehzapfen in kleinen, leicht zu handhabenden Teilen
gelagert ist, von denen jeder höchstens eine Verschleißstelle aufweist.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß der
Außenring in an sich bekannter Weise einteilig ausgebildet und in einem lotrechte
parallele Führungsflächen aufweisenden Haltering gelagert ist, der mittels der Führungsflächen
quer zur Fahrtrichtung zwischen gegenüberliegenden parallelen Gleitflächen verschiebbar
ist, die ihrerseits an zwei einander gegenüberliegenden und außen der Form des zylindrischen
Gehäuses angepaßten Zwischenstücken vorgesehen sind.
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Die Einzelteile der Drehzapfenlagerung sind leicht und genau zu bearbeiten
und erleiden beim Härten nur ein geringes, nicht ins Gewicht fallendes Verziehen,
das ohne weiteres durch einfaches Schleifen behoben werden kann. Die Drehzapfenlagerung
kann ohne Schwierigkeiten in einem öldichten Gehäuse im Ölbad angeordnet werden,
wodurch auch eine genaue Bearbeitung der Drehgestellmitte nicht mehr notwendig ist.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Abb. 1 ein Drehzapfenlager im Querschnitt mit im Gelenklager
verschiebbaren Drehzapfen, Abb. 2 einen lotrechten Längsschnitt durch das Drehzapfenlager
gemäß der Linie II-II in Abb. 1 und Abb. 3 einen lotrechten Längsmittelschnitt durch
ein Drehzapfenlager mit im Gelenklager fest angeordnetem Drehzapfen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel ist ein Drehzapfen 1 in bekannter Weise
im Hauptrahmen 2 einer Lokomotive angeordnet. Er kann dabei entweder unmittelbar
in der üblichen Weise fest am Hauptrahmen 2 angebracht sein, vorteilhaft kann er
jedoch mittels zweier vorgespannter, mit Abstand voneinander und koaxial zum Drehzapfen
1 angeordneter zylindrischer Gummihülsen 3 im Hauptrahmen 2 befestigt werden. Die
innere Mantelfläche jeder Gummihülse 3 kann dabei unmittelbar auf einem zylindrischen
Teil des Außenmantels des Drehzapfens 1 aufliegen, während die
iußere
Mantelfläche jeder Gummihülse 3 von einer Stahlhülse 4 fest umschlossen ist, die
ihrerseits in je einen entsprechenden Formteil 5 des Hauptrahmens 2 2ingepreßt ist.
Für diese Lagerung wird Schutz nicht begehrt.
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Das freie untere Ende des Drehzapfens 1 ist zylindrisch ausgebildet
und in einer Lagerbüchse 6 axial gleitbar angeordnet.
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Die konzentrisch zum Drehzapfen 1 angeordnete, am oberen Ende mit
einem flanschartigen Ringbund 7 versehene Lagerbüchse 6 ist an ihrem Außenmantel
in der zylindrischen Bohrung eines ungeteilten, außen kugeligen Innenringes 8 eines
beschränkt raumbeweglichen Gelenklagers fest eingepreßt und gegebenenfalls durch
einen Sicherungsring gesichert. Der Innenring 8 des Gelenklagers ist von einem ebenfalls
ungeteilten, innen kugeligen und außen zylindrischen Außenring 9 umschlossen. Beide
Ringe des Gelenklagers sind vorzugsweise aus Stahl gefertigt und mit gehärteten
Gleitflächen versehen. Zum Einbringen des Innenringes 8 ist der Außenring 9, wie
allgemein bekannt, mit zwei diametral gegenüberliegenden Ausfräsungen versehen.
Der Außenring 9 des Gelenklagers ist in der Bohrung eines Halteringes 10 gelagert.
Die eine Stirnfläche stützt sich dabei gegen einen Ringbund 11 des Halteringes 10,
während die andere Stirnfläche auf einem in einer Ringnut der Bohrung des Halteringes
10 eingelegten Sprengring 12 od. dgl. aufliegt. Der Haltering 10 ist mit zwei planparallelen
Stirnflächen und an seinem äußeren Umfang mit zwei einander diametral gegenüberliegenden
und zueinander parallel liegenden lotrechten Führungsflächen 13 versehen, von denen
jede svmmetrisch zur lotrechten Längsmittelebene X des Fahrzeuges und quer zur Fahrtrichtung
angeordnet ist. Senkrecht dazu und ebenfalls am äußeren Umfang des -Halteringes
10 sind diametral gegenüberliegend zwei Druckflächen 14 vorgesehen, auf denen die
Druckbolzen 15 einer Rückstellvorrichtung 16 aufliegen. Die Rückstellvorrichtung
16 besteht im Beispielsfalle aus zwei symmetrisch zur lotrechten Längsmittelebene
des Fahrzeuges angeordneten Schraubenfedern 17, von denen jede in einem Federgehäuse
18 vorgesehen ist und sich einerseits über einen Federteller 19 auf dem Druckbolzen
15 und andererseits über einen weiteren Federteller 20 auf dem lösbaren Boden 21
des Federgehäuses 18 abstützt. Zum Einstellen der Vorspannung der Rückstellvorrichtung
16 ist zwischen dem Boden 21 und dem äußeren Federteller 20 ein auswechselbarer
Ring 22 vorgesehen, durch dessen axiale Länge die Größe der Vorspannung bestimmt
ist. Selbstverständlich können auch andere Einstellvorrichtungen vorgesehen werden,
z. B. eine oder mehrere Druckschrauben im Boden 21 des Federgehäuses 18. Auf jeder
Führungsfläche 13 des Halteringes 10 liegt die lotrechte, als Gleitfläche ausgebildete
ebene Fläche eines einen [-förmigen Querschnitt aufweisenden Zwischenstückes 23
auf, dessen Schenkel mit ihren Innenflächen auf den planparallelen Stirnflächen
des Halteringes 10 ebenfalls aufliegen, so daß eine sichere Führung des Halteringes
10 quer zur Fahrtrichtung gewährleistet ist. Die von der lotrechten Führungsfläche
13 abgewandte lotrechte Außenfläche jedes Zwischenstückes 23 bildet zumindest zum
Teil einen Abschnitt eines Zylindermantels, dessen Achse mit der des Drehzapfens
1 zusammenfällt. Mit dem gleichen Radius wie die lotrechte Außenfläche der beiden
Zwischenstücke 23 ist auch das die gesamte untere Drehzapfenlagerung des Drehzapfens
1 aufnehmende und im wesentlichen rohrförmig ausgebildete Gehäuse 24 zwischen je
zwei waagerechten, voneinander im Abstand befindlichen, zwischen sich eine Ringnut
bildenden Leisten 25 ausgedreht. Die Leisten 25 sind symmetrisch zu einer waagerechten
Ebene des Gehäuses 24 sowie zur lotrechten Längsmittelebene X angeordnet und erstrecken
sich etwa über die Länge jedes Zwischenstückes 23, das durch die an den einander
zugekehrten waagerechten Gleitflächen der Leisten 25 gehalten und an einer lotrechten
Verschiebung gehindert ist. Die Leisten 25 sind durch Stege 26 verstärkt. Zum Festhalten
der Zwischenstücke 23 sind außerdem noch in Gewindebohrungen des Gehäuses 24 eingeschraubte
Sicherungsschrauben 27 vorgesehen, die mit einem Zapfen in eine entsprechende Ausnehmung
des Zwischenstückes 23 eingreifen. Es ist nicht notwendig, daß die Zwischenstücke
23 und der aufnehmende Gehäuseteil mit ihrer gesamten möglichen Berührungsfläche
aufeinanderliegen. Es können an beiden Teilen Aussparungen 28 vorgesehen sein. Das
Gehäuse 24 des Drehzapfenlagers ist nach unten durch einen öldichten Deckel 29 mit
Ablaßschraube 30 verschlossen und zur Befestigung am Gehäuse 24 mit einem Ringflansch
versehen. Zur Verstärkung des Gehäuses 24 sind an dessen Außenmantel Rippen 31 vorgesehen.
Zwischen dem oberen freien Ende des Gehäuses 24 und dem Drehzapfen 1 kann eine Dichtungsmanschette
32 vorgesehen sein, so daß das vorteilhaft im Ölbad liegende untere Drehzapfenlager
völlig staubdicht abgeschlossen ist und den geringstmöglichen Verschleiß aufweisen
wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist der in gleicher Weise
wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 und 2 im Hauptrahmen 2 gelagerte
Drehzapfen 1 am oberen Ende seines unteren zylindrischen Endes mit einem Ringbund
33 versehen. Auf dem zylindrischen Ende des Drehzapfens 1 ist der ungeteilte Innenring
8 eines Gelenklagers fest angeordnet, der sich mit einer Stirnfläche gegen den Ringbund
33 und mit der anderen Stirnfläche gegen einen in einer Ringnut des zylindrischen
Endes des Drehzapfens 1 vorgesehenen Sicherungsring 34 abstützt. Der Innenring 8
ist wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 und 2 in einem ungeteilten
Außenring 9 gelagert, der seinerseits wieder in einem mit Führungs- und Druckflächen
versehenen Haltering 10 fest angeordnet ist. Die Führungsflächen 13 des Halteringes
10 liegen auf den Gleitflächen der in gleicherweise wie beim Ausführungsbeispiel
nach Abb. 1 und 2 im zylindrischen Gehäuse 24 gelagerten Zwischenstücke 23 auf.
Die Gleitflächen der Zwischenstücke 23 sind völlig eben ausgebildet und mindestens
um das lotrechte Spiel zwischen Hauptrahmen und Drehgestell vergrößert, so daß sowohl
das seitliche Spiel als auch das lotrechte Spiel zwischen Hauptrahmen 2 und Drehgestell
durch die Gleitbewegung der Führungsflächen des Halteringes 10 auf den Gleitflächen
der Zwischenstücke 23 ermöglicht wird und keine Lagerbüchse für den Drehzapfen 1
vorgesehen werden muß. Das Gehäuse 24 ist wiederum zur Verbindung mit dem Drehgestellrahmen
mit Leisten 25 und Stegen 26 versehen. Am unteren Ende ist das vorteilhaft aus Stahlguß
hergestellte Gehäuse 24 eingezogen und die zum Ablassen des Öles erforderliche Öffnung
durch einen Schraubverschluß 35 od. dgl. verschlossen. Die in Abb. 3 nicht sichtbare
Rückstellvorrichtung kann gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 und 2 ausgebildet
werden. Es kann jedoch auch eine beliebige andere Rückstellvorrichtung vorgesehen
werden.
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In gleicher Weise, wie die obere Lagerung des Drehzapfens durch vorgespannte
Gummihülsen, d. h. durch eine oder mehrere zwischen zwei konzentrischen Zylinderflächen
eingepreßte Gummihohlzylinder, erfolgen
kann, kann je nach den vorliegenden
Verhältnissen auch das Gelenklager der unteren Drehzapfenlagerung durch eine vorgespannte
Gummihülsenfeder ersetzt werden. Vorteilhaft kann dabei auch eine Gummihülsenfeder
mit an den Berührungsflächen mit der Gummischicht kugelig ausgebildeten Auflageflächen
vorgesehen werden. In beiden Fällen ist es jedoch notwendig, einen ölbeständigen
elastischen Werkstoff zwischen den konzentrischen Hülsen vorzusehen oder die Zwischenschicht
öldicht zu kapseln.
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Die Ansprüche 2 bis 7 gelten als reine Unteransprüche nur in Verbindung
mit Anspruch 1.