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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Eisenbahnfahrwerk und genauer auf ein Eisenbahnfahrwerk, das eine Ausgleichsvorrichtung aufweist, welche an einer Lagerbaugruppe einer Achse befestigt ist.
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Stand der Technik
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Lokomotiven besitzen typischerweise einen Wagenkasten, der eine oder mehrere Antriebseinheiten der Lokomotive beinhaltet. Das Gewicht des Wagenkastens wird ab beiden Enden von Fahrwerken getragen, die das Gewicht auf sich gegenüberliegende Gleise übertragen. Die Fahrwerke umfassen typischerweise Stahlgussrahmen, die zur Anbringung von Antriebsmotoren, Achsen und Radsätzen dienen. Lokomotiven können mit Fahrwerken ausgestattet sein, welche zwei, drei, oder vier Achsen aufweisen. Ein Beispiel eines Lokomotivfahrwerks mit vier Achsen ist in dem
US-Patent 4,485,743 , erteilt an Roush et al am 4. Dezember 1984, offenbart.
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Jeder Fahrwerkrahmen einer typischen Lokomotive ist mit seiner entsprechenden Achse mittels Spiralfedern verbunden, welche direkt auf ein Lagergehäuse jedes Rades wirken. Der Lagerbock überträgt vertikale Lasten von den Federn auf die Räder und stellt ein Gehäuse für Achslager dar. Führungen sind an dem Fahrwerkrahmen angebracht und halten den Fahrwerkrahmen bezüglich des Lagerbocks an Ort und Stelle, während sie eine gewisse vertikale Bewegung des Fahrwerkrahmens erlauben. In einigen Anwendungen erstreckt sich eine Ausgleichsvorrichtung zwischen den Lagerböcken an verschiedenen Rädern, um Lasten des Fahrwerkrahmens auf die Räder auszugleichen. Abgerundete Flächen an den Enden der Ausgleichsvorrichtung ruhen typischerweise auf einer an dem Lagerbock angebrachten Verschleißplatte.
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Während des Betriebs der Lokomotive kann aufgrund des Kontaktes der Führungen und der Ausgleichsvorrichtung mit dem Lagerbock Verschleiß in bedeutendem Ausmaß auftreten. Es ist daher üblich Verschleißplatten an der Führung und dem Lagerbock anzubringen. Obgleich sie erfolgreich dazu beitragen, den Verschleiß der Führung und des Lagerbocks zu verringern, müssen die Verschleißplatten regelmäßig gewartet werden. Diese Wartung erfordert einen teuren und arbeitsintensiven Prozess des Neuaufbaus, der das Schweißen und die Bearbeitung abgetragener Oberflächen auf neue Toleranzen beinhaltet. Zudem kann sich die Leistungsfähigkeit des Fahrwerks verringern, wenn Abnutzung stattfindet.
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Das offenbarte Eisenbahnfahrwerk zielt darauf ab, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme und/oder andere Probleme des Standes der Technik zu überwinden.
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Zusammenfassung
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In einem Aspekt bezieht sich die Offenbarung auf eine Lagerbaugruppe für ein Eisenbahnfahrwerk. Die Lagerbaugruppe kann ein Gehäuse aufweisen, welches eine im Allgemeinen flache Oberseite aufweist, sowie einen unteren Bereich mit einer Teilbohrung, welche gestaltet ist, um eine Achse drehbar aufzunehmen und eine davon beabstandete Bohrung, welche gestaltet ist um einen Stift schwenkbar aufzunehmen. Die Lagerbaugruppe kann auch ein erstes Lagerelement aufweisen, welches innerhalb der Teilbohrung angeordnet ist, und ein zweites Lagerelement, welches innerhalb der abgesetzten Bohrung angeordnet ist. Die Lagerbaugruppe kann zudem eine Abdeckung aufweisen, welche gestaltet ist um mit dem Gehäuse in Eingriff zu treten und die Teilbohrung zu verschließen, sowie eine Verschleißbelaganordnung, welche abnehmbar mit der im Allgemeinen flachen Oberseite des Gehäuses verbunden ist.
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In einem anderen Aspekt kann sich die vorliegende Offenbarung auf ein Eisenbahnfahrwerk beziehen. Das Eisenbahnfahrwerk kann eine erste Achse mit einem ersten Ende und einem gegenüberliegenden zweiten Ende, sowie eine zweite Achse mit einem ersten Ende und einem gegenüberliegenden zweiten Ende umfassen. Das Eisenbahnfahrwerk kann auch mehrere Räder aufweisen, welche mit jeder der ersten und zweiten Achsen verbunden sind, eine erste Lagerbaugruppe, welche am ersten Ende der ersten Achse angeordnet ist, sowie eine zweite Lagerbaugruppe, welche an dem ersten Ende der zweiten Achse angeordnet ist. Das Eisenbahnfahrwerk kann zudem eine Ausgleichsvorrichtung umfassen, welche ein erstes Ende aufweist, das in vertikaler Richtung durch die erste Lagerbaugruppe gestützt wird, und ein zweites Ende aufweist, welches in vertikaler Richtung durch die zweite Lagerbaugruppe gestützt wird, und mindestens einem Stift, welcher die Ausgleichsvorrichtung mit den ersten und zweiten Lagerbaugruppen verbindet und gestaltet ist, um Antriebskräfte zwischen den mehreren Rädern und der Ausgleichsvorrichtung zu übertragen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine bildliche Darstellung einer beispielhaften offenbarten Lokomotive;
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2 ist eine teilweise Explosionsdarstellung eines beispielhaften offenbarten Fahrwerks, welches in Verbindung mit der Lokomotive der 1 verwendet werden kann.
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3 ist eine bildliche Darstellung eines beispielhaften offenbarten Drehgestells, welches in Verbindung mit dem Fahrwerk der 2 verwendet werden kann.
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4 ist eine bildliche Darstellung eines beispielhaften offenbarten Rahmens, welcher in Verbindung mit dem Drehgestell der 3 verwendet werden kann.
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5 ist eine vergrößerte bildliche Darstellung eines Teils des Drehgestells der 3, und
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6 ist eine bildliche Darstellung einer beispielhaften offenbarten Lagerbaugruppe, welche in Verbindung mit dem Drehgestell der 3 verwendet werden kann.
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Detaillierte Beschreibung
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1 stellt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer Lokomotive 10 das, welche einen Wagenkasten 12 aufweist, welcher an sich gegenüberliegenden Enden von mehreren Fahrwerken 14 (beispielsweise zwei Fahrwerken 14) getragen wird. Jedes Fahrwerk 14 kann gestaltet sein um mit einem Gleis 16 in Eingriff zu treten und eine Grundplattform 18 des Wagenkastens 12 zu stützen. Jede Anzahl von Kraftmaschinen kann auf der Grundplattform 18 angebracht und gestaltet sein, um mehrere Räder 24, die innerhalb jedes Fahrwerks 14 beinhaltet sind, anzutreiben. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, welches in 1 gezeigt ist, umfasst die Lokomotive 10 eine erste Kraftmaschine 20 und eine zweite Kraftmaschine 22, welche längs in einer Fahrtrichtung der Lokomotive 10 auf der Grundplattform 18 ausgerichtet sind. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass die ersten und zweiten Kraftmaschinen 20, 22 in einer Tandemanordnung, schräg oder in jeder anderen Ausrichtung auf der Grundplattform 18 angeordnet sein können.
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Der Wagenkasten 12 kann fest oder entfernbar mit der Grundplattform 18 verbunden sein, um im Wesentlichen erste und zweite Kraftmaschinen 20, 22 zu umhüllen, während er immer noch einen Wartungszugang zu den ersten und zweiten Kraftmaschinen 20, 22 bietet. Beispielsweise kann der Wagenkasten 12 an der Grundplattform 18 festgeschweißt sein, und kann eine oder mehrere Zugangstüren 23 aufweisen, die strategisch in der Nähe der ersten und zweiten Kraftmaschinen 20, 22 angeordnet sind. Alternativ kann der Wagenkasten 12 an der Grundplattform 18 mittels Befestigungselementen derart befestigt sein, dass der Wagenkasten 12 oder Teile davon vollständig von der Grundplattform 18 abgenommen werden kann bzw. können, um den notwendigen Zugang zu den ersten und zweiten Kraftmaschinen 20, 22 bereitzustellen. Es ist vorgesehen dass der Wagenkasten 12 alternativ, falls gewünscht, auf eine andere Weise mit der Grundplattform 18 verbunden sein kann.
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Die Grundplattform 18 kann gestaltet sein, um bezüglich der Fahrwerke 14 während der Fahrt der Lokomotive 10 entlang einer Kurvenbahn der Gleise 16 etwas zu schwenken. Wie in 2 gezeigt kann die Grundplattform 18 mit einer Schwenkachse 25 an jedem Ende versehen sein (in 2 ist lediglich ein Ende gezeigt), welche sich von der Mitte in Bezug auf die Querrichtung aus nach unten erstreckt, um mit einem Lager 26 innerhalb einer Trägeranordnung 28 in Eingriff zu treten. Die Trägeranordnung 28 kann einen im Wesentlichen flachen Balken (auch als Zwischenträger bezeichnet) 30 aufweisen, welcher starr oder flexibel mit dem Lager 26 verbunden ist und sich in Längsrichtung der Grundplattform 18 erstreckt. Zusätzliche Schwenkachsen 32 können sich von sich gegenüberliegenden Enden des Zwischenträgers 30 aus weg von dem Wagenkasten 12 nach unten erstrecken, um mit Schwenkaufnahmen 34 innerhalb getrennter Drehgestelle 36 jedes Fahrwerks 14 in Eingriff zu treten, wodurch die Drehgestelle 36 schwenkbar miteinander und mit dem Wagenkasten 12 verbunden werden. In dieser Konfiguration können sowohl der Wagenkasten 12 als auch die Drehgestelle 36 bezüglich der Trägeranordnung 28 unabhängig schwenken, was es der Lokomotive 10 erlaubt, einer Kurvenbahn der Gleise 16 zu folgen. Die Schwenkachse 25 kann gestaltet sein, um Antriebskräfte (d. h. Kräfte in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, einschließlich Vortriebs- und Bremskräfte) sowie seitliche (d. h. von einer Seite zur anderen gerichtete) Kräfte zwischen dem Wagenkasten 12 und dem Zwischenträger 30 zu übertragen, bei einer minimalen Übertragung vertikaler Kräfte (beispielsweise dem Gewicht der Lokomotive 10). In ähnlicher Weise können die Schwenkachsen 32 gestaltet sein, um dieselben Antriebskräfte und seitlichen Kräfte zwischen dem Zwischenträger 30 und den Drehgestellen 36 zu übertragen, bei minimaler Übertragung von vertikalen Kräften.
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Der Zwischenträger 30 kann von der Grundplattform 18 mittels mehrerer Widerstandselemente (beispielsweise Federn) 38 beabstandet sein, welche paarweise und generell in einer bezüglich der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung mit den Schwenkachsen 32 ausgerichteten Weise an den Seiten der Grundplattform 18 angeordnet sind. Insbesondere kann die Trägeranordnung 28 Querarme 40 aufweisen, die sich an den Enden des Zwischenträgers 30 befinden und starr mit den Schwenkachsen 32 verbunden sind. Die Federn 38 können zwischen den entfernt liegenden Enden 42 der Arme 40 und einer Unterseite der Grundplattform 18 eingespannt bzw. angeordnet sein. In dem offenbarten Ausführungsbeispiel können die Federn 38 Gummidruckblöcke umfassen, welche abnehmbar mit den Armen 40 des Zwischenträgers 30 verbunden und an der Grundplattform 18 befestigt sind, obgleich andere Konfigurationen der Federn 38 ebenfalls verwendet werden können. Die Federn 38 können gestaltet sein, um während des Schwenkens der Grundplattform 18 bezüglich des Zwischenträgers 30 eine Scherbewegung auszuführen. Einer oder mehrere Anschläge 43 können starr mit der Unterseite der Grundplattform 18 verbunden und derart gestaltet sein, dass sie den Zwischenträger 30 in vertikaler Richtung bezüglich der Grundplattform 18 in Position halten und/oder eine maximale relative Schwenkbewegung zwischen der Grundplattform 18 und der Trägeranordnung 28 beschränken (d. h. dass sie maximale Scherung der Federn 38 begrenzen). Die Federn 38 können gestaltet sein um vertikale Kräfte zwischen dem Wagenkasten 12 und dem Zwischenträger 30 zu übertragen, bei minimaler Übertragung von Antriebs- oder Querkräften.
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Der Zwischenträger 30 kann in ähnlicher Weise von den Drehgestellen 36 mittels zusätzlicher Widerstandselemente (beispielsweise Federn) 44 beabstandet sein, welche paarweise und generell in einer bezüglich der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung mit den Schwenkaufnahmen 34 ausgerichteten Weise an den Seiten der Drehgestelle 36 angeordnet sind. Insbesondere können die Federn 44 in abnehmbarer Weise mit einem Rahmen 46 jedes Drehgestells 36 verbunden und an einer Unterseite des Zwischenträgers 30 (beispielsweise an einer Unterseite eines Arms 40) befestigt sein, und dies in derselben Weise, wie die Federn 38 mit den Armen 40 verbunden und an dem Wagenkasten 12 befestigt sind. In ähnlicher Weise wie die Federn 38 können die Federn 44 Gummidruckblöcke sein, welche gestaltet sind um während einer seitlichen Versetzung (d. h. einem Schwenken) der Drehgestelle 36 bezüglich des Zwischenträgers 30 eine Scherbewegung auszuführen. In dieser Konfiguration können die Federn 44 gestaltet sein um vertikale Kräfte zwischen den Drehgestellen 36 und dem Zwischenträger 30 zu übertragen, bei minimaler Übertragung von Antriebs- oder Querkräften.
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Die Federn 44 können unmittelbar unter den Federn 38 angeordnet sein, um Spannungen, welche durch vertikale Kräfte innerhalb des Zwischenträgers 30 induziert werden, zu verringern. Insbesondere können vertikale Kräfte vom Rahmen 46 durch die Federn 44 und dann durch die Federn 38 in die Grundplattform 18 hindurchtreten, bei verringerter Übertragung von Kräften in Querrichtungen durch den Zwischenträger 30. Diese Konfiguration kann helfen, die Verformung des Zwischenträgers 30 aufgrund der Übertragung vertikaler Kräfte zu verringern.
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Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Drehgestells 36 des Fahrwerks 14 ist in 3 gezeigt. Es ist jedoch festzustellen dass alle Drehgestelle 36 innerhalb der Lokomotive 10 im Wesentlichen identisch sein können. Jedes Drehgestell 36 kann eine Anordnung von Komponenten sein, welche zusammen Quer-, Zug- und Vertikalkräfte zwischen den Gleisen 16 und dem Wagenkasten 12 übertragen. Beispielsweise kann jedes Drehgestell 36 unter anderem Räder 24, mehrere Achsen 48, welche zwischen sich gegenüberstehenden Rädern 24 verbunden sind, einen Rahmen 46, und eine Ausgleichsvorrichtung 50 aufweisen, welche an jeder Seite des Drehgestells 36 angebracht ist, um die Räder 24 mit dem Rahmen 46 zu verbinden und die Verteilung vertikaler Lasten zwischen den Achsen 48 zu unterstützen.
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Zwei Räder 24 können an den sich gegenüberliegenden Enden jeder Achse 48 starr angebunden sein, sodass die Räder 24 und die Achsen 48 alle miteinander rotieren. Ein Antriebsmotor 51, beispielsweise ein Elektromotor, welcher durch Leistung angetrieben wird, die durch die ersten und zweiten Kraftmaschinen 20, 22 (mit Bezug auf 1) erzeugt wird, kann an einer mit Bezug auf die Längsrichtung jeder Achse 48 mittigen Stelle angeordnet sein, an dem Rahmen 46 mittels der Schwenkaufnahme 34 befestigt sein und gestaltet sein, um die Räder 24 mittels der Achsen 48 anzutreiben. Die sich gegenüberliegenden Enden der Achsen 48 können mittels separater Lagerbaugruppen 52 getragen werden, sodass Kräfte (das heißt Quer-, Antriebs- und Vertikalkräfte) von den Rädern 24 durch die Achsen 48 und die Lagerbaugruppen 52 auf die verbleibenden Komponenten des Fahrgestells 36 übertragen werden können.
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4 stellt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Rahmens 46 dar. Wie in dieser Zeichnung zu sehen ist kann der Rahmen 46 aus mehreren Komponenten hergestellt sein, einschließlich der Schwenkaufnahme 34 und im Wesentlichen identischen linken und rechten Armen 54, welche sich von der Schwenkaufnahme 34 in Längsrichtung des Drehgestells 36 erstrecken, um eine im Wesentlichen H-förmige Form zu bilden. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Schwenkaufnahme 34 ein einteiliges Gußbauteil sein, welches mit einem Material ausgekleidet ist, das eine geringe Abnutzung aufweist wie beispielsweise Nylon, welche gestaltet ist um die Schwenkachse 32 der Trägeranordnung 28 aufzunehmen (mit Bezug auf 2). Jeder der Arme 54 kann wahlweise mittels Schweißen oder einer mechanischen Befestigungsart an den gegenüberliegenden Enden der Schwenkaufnahme 34 angebracht sein.
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Die Armbauteile 54 können jeweils eine im Wesentlichen flache Oberplatte 56, eine im Wesentlichen flache Unterplatte 58 und mehrere im Wesentlichen flache Rippen 60, die sich in vertikaler Richtung zwischen der Oberplatte 56 und der Unterplatte 58 erstrecken, aufweisen. Die Oberplatte 56, die Unterplatte 58 und die Rippen 60 können miteinander verschweißt sein, um eine hohle Umhüllung zu bilden, die benötigt wird um dem Drehgestell 36 Festigkeit zu verleihen, während das niedrige Gewicht der Anordnung beibehalten wird. Wenn die Armbauteile 54 mit der Schwenkaufnahme 34 verbunden sind, dann können die Oberplatten 56 jedes Armbauteils 54 im Wesentlichen komplanar mit der oberen Oberfläche der Schwenkaufnahme 34 sein. In ähnlicher Weise können die Unterplatten 58 jedes Armbauteils 54 im Wesentlichen komplanar miteinander und mit einer unteren Oberfläche der Schwenkaufnahme 34 sein. Dieses flache, aus Schichten bestehende Profil des Rahmens 46 kann dabei helfen, Schwierigkeiten bei der Raumausnutzung zu vermeiden, die Anzahl und Kosten von Teilen zu verringern und die Festigkeit des Drehgestells 36 zu steigern.
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Ein Endelement 61, welches einen Verschleißbelag 62 (beispielsweise einen Nylonbelag) aufweist, welcher nach innen in Richtung der Schwenkaufnahme 34 gerichtet angeordnet ist, kann sich an den entfernten Enden jedes Armbauteils 54 befinden. Der Verschleißbelag 62 kann abnehmbar mit bearbeiteten Oberflächen des Endwinkels 61 befestigt und derart gestaltet sein, dass er mit der Lagerbaugruppe 52 in Eingriff tritt, um das Drehgestell 36 seitlich einzufassen und in vertikaler Richtung die Bewegung des Drehgestells 36 bezüglich der Räder 24 einzuschränken, wie unten detaillierter beschrieben werden wird.
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Ein genutetes Element 64 kann an einer unteren Seite jedes Armbauteils 54 ausgeformt sein, wobei es im Allgemeinen bezüglich der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung an der Schwenkaufnahme 34 ausgerichtet ist. Das genutete Element 64 kann innerhalb einer gefertigten oder gegossenen Komponente ausgeformt sein, welche fest an der Unterplatte 58 angebracht ist, beispielsweise mittels Schweißens. Das genutete Element 64 kann, wie unten genauer beschrieben werden wird, gestaltet sein, um Antriebskräfte zwischen dem Rahmen 46 und der Ausgleichsvorrichtung 50 zu übertragen.
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Es ist vorgesehen dass der Rahmen 46, falls gewünscht, weitere Merkmale aufweisen kann, welche mit zusätzlichen Komponenten assoziiert sind. Beispielsweise kann der Rahmen 46 eines oder mehrere Elemente und/oder Anbauplatten aufweisen, welche gestaltet sind um Bremskomponenten aufzunehmen, um Motoren 51 unterzubringen (welche als einteilig mit der Schwenkaufnahme 34 dargestellt sind), um Leitungen oder Kabel daran aufzuhängen, um Kühlleitungen zu tragen etc. Obgleich einige dieser zusätzlichen Merkmale in 4 dargestellt sein können, werden diese Merkmale in dieser Offenbarung nicht im Detail beschrieben werden.
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Wie in 5 gezeigt kann die Ausgleichsvorrichtung 50 eine Anordnung von Komponenten sein, welche zusammen die Übertragung von Kräften zwischen den Lagerbaugruppen 52 und dem Rahmen 46 ermöglicht. Insbesondere kann die Ausgleichsvorrichtung 50 unter anderem eine Außenplatte 66 und eine im Wesentliche identische Innenplatte 68 aufweisen, welche voneinander mittels mehrerer Abstandshalter 70 voneinander getrennt gehalten werden und welche durch einen oder mehrere Nieten 72 oder andere Befestigungselemente zusammengespannt sind. Jede der Außen- und Innenplatten 66, 68 kann im Allgemeinen eben sein und als ein einzelnes Stück aus Flachmaterial in einer im Allgemeinen U-förmigen Form (siehe 2) hergestellt sein. Das Fehlen von Schweißverbindungen zwischen den Außenplatten und Innenplatten 66, 68 der Ausgleichsvorrichtung 50 kann die Verwendung von Materialien mit hoher Festigkeit zulassen, welche üblicherweise schlecht schweißbar sind. Die sich gegenüberliegenden Enden der Ausgleichsvorrichtung 50 können auf vorne und hinten befindlichen Lagerbaugruppen 52 auf einer Seite des Drehgestells 36 liegen, wobei sich eine Verschleißbelaganordnung 74 zwischen der Ausgleichsvorrichtung 50 und den Lagerbaugruppen 52 befindet. Auf diese Weise können vertikale Kräfte zwischen der Ausgleichsvorrichtung 50 und den Lagerbaugruppen 52 mittels der Verschleißbelaganordnungen 74 übertragen werden.
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Die Ausgleichsvorrichtung 50 kann an den Achse 48 mittels der Lagerbaugruppen 52 befestigt sein, um Antriebskräfte zwischen den Rädern 24 und der Ausgleichsvorrichtung 50 zu übertragen. Insbesondere kann ein Stift 76 zwischen den Innen- und Außenplatten 66, 68 an gegenüberliegenden Enden derselben angeordnet sein, und durch eine der Nieten 72 an Ort und Stelle gehalten werden. Der Stift 76 kann in einer Gummihülse 78 aufgenommen werden, welche innerhalb der Lagerbaugruppen 52 angebracht ist, wodurch die Ausgleichsvorrichtung 50 bezüglich der Räder 24 in Antriebsrichtung eingeschränkt wird, während den Lagerbaugruppen 52 eine gewisse Fähigkeit zum Rollen und Gieren bezüglich der Ausgleichsvorrichtung 50 ermöglicht wird. Die Verschleißbelaganordnungen 74 können diese rollende Relativbewegung zudem durch Auslenkung zulassen, wenn die Räder 24 auf Unregelmäßigkeiten im Gleis 16 stoßen.
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Zwischen der Ausgleichsvorrichtung 50 und dem Rahmen 46 können Antriebskräfte mittels eines Verbindungsbauteils 80 übertragen werden. Das Verbindungsbauteil 80 kann zwischen den Innenplatten und Außenplatten 66, 68 an einem bezüglich der Längsrichtung mittig befindlichen Bereich angeordnet und mittels der Niete 72 schwenkbar an einem ersten Ende 82 an Ort und Stelle gehalten werden. Das Verbindungsbauteil 80 kann an einem gegenüberliegenden Ende 84 schwenkbar an dem Rahmen 46 befestigt sein. Insbesondere kann ein Stift 86 durch das zweite Ende 84 des Verbindungsbauteils 80 hindurchtreten und innerhalb des genuteten Elements 64 mittels eines oder mehrerer vertikal ausgerichteter Befestigungselemente (nicht gezeigt) eingespannt bzw. geklemmt sein. Wenn sich Rahmen 46 und Ausgleichsvorrichtung 50 in Gleichgewicht befinden (d. h. dass sie sich nicht in signifikantem Ausmaß mit Bezug aufeinander bewegen), dann kann das Verbindungsbauteil 80 im Wesentlichen horizontal sein. Jedoch kann sich das Verbindungsbauteil 80 während einer Relativbewegung zwischen dem Rahmen 46 und der Ausgleichsvorrichtung 50 etwas in vertikaler Richtung bewegen. In dieser Konfiguration kann das Verbindungsbauteil 80 den Rahmen 46 bezüglich der Ausgleichsvorrichtung 50 in Antriebsrichtung einfassen, und dennoch durch das Schwenken des Verbindungsbauteils 80 eine gewisse Relativbewegung in vertikaler Richtung zulassen. In einigen Ausführungsbeispielen kann eine Gummihülse (nicht gezeigt) innerhalb der ersten und/oder zweiten Enden 82, 84 angeordnet sein, um die Niete 72 und/oder den Stift 86 aufzunehmen, falls gewünscht. Die Gummihülse kann ein gewisses Rollen und/Gieren des Rahmens 46 bezüglich der Ausgleichsvorrichtung 50 zulassen.
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Ebenfalls können eine oder mehrere Federaufnahmen 88 in einem unteren Bereich der Ausgleichsvorrichtung 50 in Querrichtung zwischen den Außen- und Innenplatten 66, 68 angeordnet sein, um eine vertikale Dämpfung der Bewegung des Rahmens bezüglich der Ausgleichsvorrichtung 50 zu ermöglichen. Die Federaufnahmen 88 können Platten darstellen, welche durch Nieten 72 in einer im Wesentlichen horizontalen Position gehalten werden, wobei jede Aufnahme 88 gestaltet ist, um eine entsprechende Feder 90 aufzunehmen. Die Federn 90 können zwischen der Ausgleichsvorrichtung 50 und einer Unterseite des Rahmens 46 (d. h. zwischen den Federaufnahmen 88 und der Unterplatte 58) eingespannt sein. Auf diese Weise können vertikale Kräfte zwischen dem Rahmen 46 und den Ausgleichsvorrichtung 50 mittels der Federn 90 übertragen werden.
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Der Rahmen 46 kann mittels der Endelemente 61, die an den entfernten Enden der Armbauteile 54 angeordnet sind, seitlich eingefasst und in Bezug auf die Ausgleichsvorrichtung 50 in vertikaler Richtung eingeschränkt werden. Insbesondere können die Endelemente 61 gestaltet sein, um mit einer äußeren Oberfläche der Lagerbaugruppen 52 in Eingriff zu treten, wobei Verschleißbeläge 62 dazwischen angeordnet sind. Wenn die Endelemente 61 mit den Lagerbaugruppen 52 auf sich gegenüberliegenden Seiten des Drehgestells 36 in Kontakt treten, dann kann der Rahmen 46 in seiner seitlichen Bewegung nach links oder rechts bezüglich der Räder 24 eingeschränkt sein. Zudem kann jedes der Endelemente 61 in vertikaler Richtung zwischen dem Bereich der Lagerbaugruppe 52, welcher die versetzte Gummihülse 78 trägt, auf einer unteren Seite und einer der Nieten 72 an einer oberen Seite angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine übermäßige Bewegung des Rahmens 46 dazu führen, dass die Endelemente 61 mit der Lagerbaugruppe 52 und oder der Niete 72 in Kontakt treten, wodurch die weitere vertikale Bewegung des Rahmens 46 begrenzt wird.
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Wie in 6 gezeigt kann jede Lagerbaugruppe 52 mehrere Komponenten beinhalten, welche miteinander wirken um die assoziierte Ausgleichsvorrichtung 50 mit einer entsprechenden Achse 48 zu verbinden (mit Bezug auf 5). Insbesondere kann die Lagerbaugruppe 52 unter anderem ein Gehäuse 92 aufweisen, welches eine im Wesentlichen flache Oberseite besitzt, die die Enden der Ausgleichsvorrichtung 50 in vertikaler Richtung mittels der Verschleißbelaganordnung 74 trägt, sowie eine Unterseite besitzt, welche eine Teilbohrung 94 aufweist, die gestaltet ist um die Achse 48 aufzunehmen, sowie die versetzte Bohrung 96, welche gestaltet ist um die Gummihülse 78 aufzunehmen. Ein zusätzlicher Verschleißbelag 97 kann in vertikaler Richtung an dem Gehäuse 92 direkt über der versetzten Bohrung 96 befestigt und gestaltet sein, um an die Endelemente 61 des Rahmens 46 (d. h. an den Verschleißbelägen 62 der Rahmenarme 54) zu passen. Eine Abdeckung 98 kann mit dem Gehäuse 92 gegenüber der flachen Oberseite in Eingriff treten um die Teilbohrung 94 zu verschließen und die Achse 48 zurückzuhalten. Die versetzte Bohrung 96 kann bezüglich der Ausgleichsvorrichtung 50 nach innen versetzt sein, sodass sich die Ausgleichsvorrichtung 50 zwischen den Teilbohrungen 94 des Paares Lagerbaugruppen 52 befinden kann. Ein erstes Lager (nicht gezeigt), beispielsweise ein Kegelrollenlager, kann innerhalb der Teilbohrung 94 angeordnet und gestaltet sein, um eine Quer- und Vertikalbelastung der Achse 48 abzustützen. Die Gummihülse 78 kann als zweites Lager dienen, welches innerhalb der versetzten Bohrung 96 angeordnet ist um den Stift 76 aufzunehmen und die Antriebs- und Querlast der Ausgleichsvorrichtung 50 aufzunehmen, während es gleichzeitig das Schwenken des Stifts 76 ermöglicht, um Unterschiede im Rollen und Gieren zwischen den Rädern 24 und der Ausgleichsvorrichtung 50 aufzufangen. Das Gehäuse 92 und die Abdeckung 98 können je nach Wunsch gegossene oder anders angefertigte Komponenten sein. Die Abdeckung 98 kann mit dem Gehäuse 92 mittels eines oder mehrerer vertikal ausgerichteter Befestigungselemente (nicht gezeigt) verbunden sein.
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Die Verschleißbelaganordnung 74 kann eine Unterbaugruppe von Komponenten sein, welche zusammen dazu dienen, Relativbewegungen zwischen der Ausgleichsvorrichtung 50 und den Achsen 48 (d. h. mittels der Lagerbaugruppe 52) abzufangen. Insbesondere kann die Verschleißbelaganordnung 74 unter anderem eine Grundplatte 100 aufweisen, welche in einer generellen U-Form ausgeformt ist und sich nach unten über die flache Oberseite des Gehäuses 92 erstreckt, um mit der Vorder- und Rückseite des Gehäuses 92 in Kontakt zu treten. Die Seiten der Grundplatte 100 können Löcher 102 aufweisen, welche gestaltet sind um Befestigungselemente (nicht gezeigt) aufzunehmen, welche die Verschleißbelaganordnung 74 bezüglich des Gehäuses 92 an Ort und Stelle halten. Eine verdichtete Gummiplatte 104 kann an eine obere Oberfläche der Grundplatte 100 geklebt sein, und eine obere Platte 106 kann an eine Seite der Gummiplatte 104 gegenüber der Grundplatte 100 geklebt sein In dieser Konfiguration kann ein Ende der Ausgleichsvorrichtung 50 (d. h. Enden der äußeren und inneren Platten 66, 68) auf der oberen Platte 106 ruhen und von dieser getragen werden, und der Verschleißbelag 104 kann geschert und/oder zusammengedrückt werden, um eine Relativbewegung zwischen der Grundplatte 100 und der oberen Platte 106 zu ermöglichen. In einem Ausführungsbeispiel können die Abstandshalter 70, welche sich zwischen den Enden der äußeren und inneren Platten 66, 68 der Ausgleichsvorrichtung 50 (lediglich in 5 gezeigt) befinden, geschweißt oder auf andere Art mit der oberen Platte 106 verbunden sein, falls gewünscht. Ein Bewegungsbegrenzer bzw. Anschlag 108 kann an einer Außenseite des Gehäuses 92 der Ausgleichsvorrichtung 50 befestigt und gestaltet sein, um eine Bewegung der Ausgleichsvorrichtung 50 in vertikaler Richtung während der Ausdehnung des Verschleißbelags 104 zu begrenzen, welche während des Hebens der Fahrgestellanordnung auftritt.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Das offenbarte Eisenbahnfahrwerk kann Mittel zur Übertragung von Antriebs-, Quer- und Vertikalkräften zwischen den Rädern und dem Wagenkasten einer Lokomotive bei verringertem Verschleiß der Komponenten bereitstellen. Diese Verringerung des Verschleißes der Komponenten kann dabei helfen, die Nutzungsdauer der Lokomotive zu verlängern und die Wartungskosten zu verringern. Die Übertragung von Kräften zwischen den Rädern 24 und dem Wagenkasten 12, ebenso wie die Wartungsanforderungen der Lokomotive 10 werden nun beschrieben werden.
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Während des Betriebs der Lokomotive 10 können Motoren 51 durch Kraftmaschinen 20, 22 angetrieben werden, um auf Räder 24 mittels der Achsen 48 ein Drehmoment aufzubringen, wodurch die Räder 24 angetrieben werden um die Lokomotive 10 voranzutreiben. Reaktionskräfte, die mit der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung der Räder 24 assoziiert sind können von den Achsen 48 mittels Lagerbaugruppen 52, Gummihülsen 78 und Nieten 72, welche die Gummihülsen 78 halten, auf die Ausgleichsvorrichtungen 50 übertragen werden. Ausgleichsvorrichtungen 50, welche diese Antriebskräfte von den Achsen 48 an beiden Enden aufgenommen haben können diese Kräfte mittels der Nieten 72, die mit Verbindungsbauteilen 80, Stiften 86 und dem genuteten Element 64, welche sich an jedem Armbauteil 54 des Rahmens 46 befinden, assoziiert sind, auf den Rahmen 46 übertragen. Von den Armbauteilen 54 können sich die Antriebskräfte nach innen mittels der Schwenkaufnahme 34 auf die Schwenkachse 32 innerhalb der Trägeranordnung 28 übertragen, und von der Schwenkachse 32 durch den Zwischenträger 30 und das Mittellager 26 auf die Schwenkachse 25. Diese Antriebskräfte können sich dann von der Schwenkachse 25 durch die Grundplattform 18 auf den Wagenkasten 12 übertragen. Reaktionsantriebskräfte können dann in umgekehrter Richtung durch dieselben Komponenten auf die Räder 24 übertragen werden.
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Wenn sich die Lokomotive 10 entlang der Gleise 16 bewegt, dann können Unregelmäßigkeiten in Querrichtung der Gleise 16 und/oder eine Kurvenbahn der Gleise 16 Querkräfte auf die Räder 24 ausüben. Diese Querkräfte können von den Rädern 24 durch die Achsen 48 und die Lagerbaugruppen 52 auf die Armbauteile 54 des Rahmens 46 mittels des an dem Gehäuse 92 angebrachten Verschleißbelags 97 und den Verschleißbelägen 62, welche mit den Endelementen 61 der Armbauteile 54 verbunden sind, übertragen werden. Der Pfad, der verwendet wird um Querkräfte von dem Rahmen 46 auf den Wagenkasten 12 zu übertragen, kann der selbe sein, entlang dessen die Querkräfte übertragen wurden, wie oben beschrieben. Reaktionsantriebskräfte können dann in umgekehrter Richtung durch dieselben Komponenten zurück auf die Räder 24 übertragen werden.
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Der Wagenkasten 12 und alle Komponenten zwischen dem Wagenkasten 12 und den Rädern 24 können vertikale Kräfte auf die Räder 24 ausüben, welche sich in Abhängigkeit von vertikalen Unregelmäßigkeiten und/oder vertikalen Änderungen der Fahrspur der Gleise 16 ändern können. Die Räder 24 können diese vertikalen Kräfte mittels der Achsen 48, der Lagerbaugruppen 52, der Ausgleichsvorrichtungen 50, des Rahmens 46 und der Federn 44, 38 aufnehmen. Insbesondere können die Räder 24 vertikale Kräfte mit den Lagerbaugruppen 52 mittels der Achsen 48 aufnehmen. Die Ausgleichsvorrichtungen 50, welche auf den Lagerbaugruppen 52 ruhen, können die vertikalen Kräfte aufeinander mittels Verschleißbelaganordnungen 74 übertragen. Die vertikalen Kräfte können zwischen den Ausgleichsvorrichtungen 50 und den Armbauteilen 54 des Rahmens 46 mittels der Federaufnahmen 88 und der Federn 90 übertragen werden. Die Rahmen 46 können vertikale Kräfte mit der Trägeranordnung 28 mittels der Federn 44 übertragen, während die Trägeranordnung 28 vertikale Kräfte mit der Grundplattform 18 und dem Wagenkasten 12 mittels der Federn 38 überträgt.
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Während der oben beschriebenen Übertragung von Kräften können sich die verschiedenen Komponenten der Lokomotive 10 relativ zueinander bewegen. Beispielsweise können die Enden der Ausgleichsvorrichtung 50 aufgrund der Hülse-Stift-Verbindung zwischen ihnen etwas bezüglich den Oberteilen der Lagerbaugruppe 52 kippen (d. h. gieren und rollen). In ähnlicher Weise kann sich der Rahmen 46 bezüglich der Ausgleichsvorrichtungen 50 aufgrund der Stift-Hüls-Verbindung zwischen ihnen etwas nach vorne und hinten oder von einer Seite zur anderen bewegen. In ähnlicher Weise kann der Rahmen 46 jedes Drehgestells 36 bezüglich des Zwischenträgers 30 schwenken, während der Zwischenträger 30 bezüglich der Grundplattform 18 und dem Wagenkasten 12 schwenken kann.
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Jegliche oben beschriebene Bewegung kann Verschleiß bewirken, der mittels einfach austauschbarer Komponenten aufgefangen werden kann. Beispielsweise können die Verschleißbelaganordnungen 74, die zwischen den Enden der Ausgleichsvorrichtungen 50 und der Lagerbaugruppen 52 angeordnet sind, regelmäßig mit vergleichsweise geringen Kosten ausgetauscht werden, um dabei zu helfen, einen Kontakt von Metall auf Metall zwischen diesen zu vermeiden, was herkömmlicherweise in gewöhnlichen System zu sehr teuren Nachbearbeitungen führen würde. In ähnlicher Weise können die Verschleißbeläge 62, die zwischen den Endelementen 61 und den Verschleißbelägen 97 des Gehäuses 92 angeordnet sind, regelmäßig ausgetauscht werden, um dabei zu helfen, einen Kontakt von Metall auf Metall zwischen diesen zu vermeiden, Die Federn 38 und 44 können in gleicher Weise in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden, um dabei zu helfen, den gewünschten Abstand und die vertikale Vorspannung zwischen den Rahmen 46 und der Trägeranordnung 28 sowie zwischen der Trägeranordnung 28 und der Grundplattform 18 aufrechtzuerhalten.
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Es wird dem Fachmann leicht ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Abwandlungen des offenbarten Eisenbahnfahrwerks vorgenommen werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsbeispiele des Eisenbahnfahrwerks werden dem Fachmann durch Betrachtung der Beschreibung und der Ausführung des hierin offenbarten Eisenbahnfahrwerks offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele lediglich beispielhafter Natur sind, wobei der wahre Umfang der Offenlegung durch die folgenden Ansprüche und ihre Entsprechungen gegeben ist.
