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Seitliche Abstützung zwischen Hauptrahmen und dem Rahmen eines wiegenlosen
Drehgestells von Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine seitliche
Abstützung zwischen Hauptrahmen und dem Rahmen eines wiegenlosen Drehgestells von
Schienenfahrzeugen mit mindestens einem an jeder Drehgestellängsseite zwischen Führungskörpern
angeordneten Gummihohlkegel als lotrechte Federung und mindestens einer am Hauptrahmen
angeordneten beschränkt raumbeweglichen und symmetrisch zur lotrechten Quermittelebene
des Drehgestells vorgesehenen Stützvorrichtung zum Ausgleich der Relativbewegungen
zwischen Haupt- und Drehgestellrahmen.
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Bei diesen bekannten seitlichen Abstützungen ist ein als Formkörper
ausgebildeter Führungskörper zur Abstützung des Gummihohlkegels fest mit dem Hauptrahmen
verbunden, während der andere Führungskörper ebenfalls fest an der Stützvorrichtung
angeordnet ist. Die Stützvorrichtung besteht dabei aus einem an dem zugeordneten
Führungskörper befestigten Kugeldruckstück, das über eine Pfanne gleitend auf einer
Gleitfläche des Drehgestellrahmens abgestützt ist. Die Stützvorrichtung ist dabei
meist im ölbad gelagert.
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Diese seitlichen Abstützungen sind vorzugsweise für Drehgestellokomotiven
vorgesehen, deren Drehgestelle eine drehzapfenlose Drehgestellführung oder einen
entlasteten Dreh- oder Kippzapfen aufweisen, so daß die die Drehführung bewirkende
Anlenkung im wesentlichen nur Längs- und Querkräfte überträgt.
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Da die bekannten seitlichen Abstützungen mit ihrer Längsachse in der
lotrechten Quermittelebene des Drehgestells, also symmetrisch zu dieser angeordnet
sind, kann das Drehgestell verhältnismäßig leicht um die waagrechte Querachse schwingen.
Dies führt bei schnellfahrenden Lokomotiven zu einem nickenden Lauf der Drehgestelle,
der sich dem Hauptrahmen mitteilt und die Federung zwischen Drehgestell und Hauptrahmen
zur Resonanz bringen kann.
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Es ist zwar bei Drehgestellen mit einer Wiege bekannt, den Hauptrahmen
einmal über einen mittleren Drehzapfen mit einer zylindrischen Gummischubfeder und
zum anderen auf jeder Seite über eine waagrecht und quer zur Fahrtrichtung gelagerte
Rolle und eine diese auf der Wiege lagernde zylindrische Gummischubfeder abzustützen
und die Wiege an jeder Seite über längsliegende Blattfedern und Hängependel am Drehgestellrahmen
aufzuhängen. Die Anordnung einer Wiege bedeutet jedoch einen erheblichen baulichen
Aufwand. Außerdem werden Bauteile wie Hängependel mit Bolzen, Balttfedern od. dgl.
den heutigen Anforderungen nicht mehr gerecht. Schließlich ergibt sich durch die
Gummischubfedern praktisch keine genügend starke Dämpfung. Eine gewisse Verbesserung
ist in einer anderen bekannten seitlichen Abstützung zu sehen, die an jeder Drehgestellseite
aus einem längsliegenden Träger besteht, dessen Mitte über Silentblocs am Drehgestellrahmen
und dessen Enden über Hängependel an Fortsätzen des Hauptrahmens angelenkt sind.
Bei dieser bekannten seitlichen Abstützung muß jede Seite des Hauptrahmens im Bereich
jedes Drehgestells mit zwei Fortsätzen zum Anlenken der Hängependel versehen sein,
was einen erheblichen baulichen Aufwand erfordert. Da die Anlenkung sowohl der Hängependel
wie auch der Längsträger über Silentblocs erfolgt, ist nur eine sehr geringe und
wenig wirksame Federung zwischen Drehgestell und Hauptrahmen gegeben, die zudem
praktisch ohne hinreichende Dämpfung arbeitet, so daß diese bekannte seitliche Abstützung
nicht die Vorteile einer seitlichen Abstützung mittels Gummihohlkegeln erreichen
kann. Zudem wird ein Nicken der Drehgestelle durch diese bekannte Abstützung nicht
stärker vermieden als bei den bekannten Abstützungen in der lotrechten Quermittelebene
des Drehgestellrahmens.
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Demgegenüber ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, die seitliche
Abstützung nach dem eingangs genannten Gattungsbegriff so zu verbessern, daß Nickbewegungen
der Drehgestelle weitgehend verhindert werden.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die beschränkt raumbewegliche
Stützvorrichtung von einem ringförmigen auf Druck beanspruchten Gummikörper
gebildet
und mittels eines Zwischenstückes längs- und querbeweglich über einen Längsträger
auf der von mindestens zwei symmetrisch und im Abstand zur lotrechten Quermittelebene
zwischen ihren Führungskörpern angeordneten Gummihohlkegeln gebildeten lötrechten
Federung abgestützt ist, deren einer Führungskörper jeweils fest mit dem einen Ende
des Längsträgers und deren anderer Führungskörper fest mit dem Drehgestellrahmen
verbunden ist.
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Durch diese Maßnahmen wird indessen nicht nur eine vorteilhafte Lösung
der gestellten Aufgabe gewährleistet. Darüber hinaus ergibt sich durch die Abstützung
auf jeder Drehgestellängsseite über mindestens zwei Gummihohlkegel eine geringere
Breite der seitlichen Abstützung. Bei Drehgestellen mit Außenrahmen, z. B. bei elektrischen
Lokomotiven, läßt sich außerdem eine geringere Bauhöhe zwischen Drehgestellrahmen
und Hauptrahmen erzielen, da die erfindungsgemäß ausgebildete seitliche Abstützung
verhältnismäßig tief gelegt werden kann. Dies bewirkt neben einer weiteren Verminderung
der Nickneigung noch eine Verbesserung des Achsdruckausgleiches beim Anfahren bzw.
Bremsen und verringert dadurch die Schleuder- bzw. Blockierungsgefahr der Räder.
Soll eine gleitende Reibung in den seitlichen Abstützungen vermieden werden, so
können die Gleitflächen durch Hängependel ersetzt werden.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Es zeigt Abb.1 die Ansicht eines Drehgestells mit seitlicher
Abstützung, Abb. 2 einen lotrechten Längsschnitt längs der Linie 11-I1 in Abb. 3
durch eine seitliche Abstützung nach Abb. 1 mit zwei Gumniihohlkegeln und Gleitflächen,
Abb. 3 die seitliche Abstützung nach den Abb. 1 und 2 im waagrechten Längsschnitt
gemäß der Linie 111-III in Abb. 2 und Abb.4 einen lotrechten Längsschnitt durch
eine seitliche Abstützung mit zwei Gurnmihohlkegeln und zwei Hängependeln.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach den Abb. 1 bis 3 ist der Hauptrahmen
1 einer Drehgestelllokomotive über eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Drehgestellführung
und zwei seitliche, an den Längsseiten des Drehgestellrahmens 12 angeordnete Abstützungen
auf diesem abgestützt. Die Drehgestellführung kann dabei drehzapfenlos oder als
entlasteter Dreh- oder Kippzapfen ausgebildet sein. Jede an einer Längsseite des
Drehgestellrahmens 12 angeordnete seitliche Abstützung besteht dabei im wesentlichen
aus einem zwischen Abstützkörpern 2 und 3 angeordneten ringförmigen Gummikörper
4, einem Zwischenstück 5 mit Gleitstücken 6 und 7 und einem Längsträger 8, der an
jedem Ende über einen zwischen Führungskörpern 9 und 10 angeordneten Gummihohlkegel
11 am Drehgestellrahmen 12 abgestützt ist.
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Die beiden den jeweiligen Außenmantel der Gummihohlkegel 11 einer
seitlichen Abstützung aufnehmenden Führungskörper 10 sind symmetrisch zur lotrechten,
die Drehachse des Drehgestells aufnehmenden Quermittelebene y angeordnet, wobei
ihr Abstand a so groß wie möglich gewählt wird, da mit steigendem Abstand a auch
die angestrebte Wirkung hinsichtlich eines nickungsfreien Laufes ansteigt. Die beiden
Führungskörper 10 sind fest in einem an der jeweiligen Längsseite des Drehgestellrahmens
12 angebrachten konsolartigen Fortsatz 13 gelagert. Die Führungskörper 10 sind am
unteren Ende offen. Jeder Gummihohlkegel 11 besteht aus einem hohlkegelstumpfförmigen
Teil und einem an seinem Außenmantel im Bereich des größten Durchmessers angebrachten
Ringwulst 14. Auf den Innenmantel jedes Gummihohlkegels 11 stützt sich ein mit einem
Ringflansch 15 versehener kegelförmiger zweiter Führungskörper 9, der an der dem
Gummihohlkegel 11 abgewandten Stirnfläche einen koaxialen Gewindefortsatz 16 aufweist.
Jeweils ein kegelförmiger Formkörper 9 ist mit seinem Gewindefortsatz 16 in eine
entsprechende Gewindebohrung am Ende des Längsträgers 8 eingeschraubt, so daß der
Längsträger 8 praktisch längs- und quersteif nur in lotrechter Richtung federnd
über die beiden Gummihohlkegel 11 abgestützt ist.
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Der Längsträger 8 ist als ein an der dem Hauptrahmen 1 zugekehrten
Seite offener, geschweißter Blechträger ausgebildet. Er ist an seinem waagrecht
in Fahrtrichtung liegenden Bodenblech 17 auf seiner dem konsolartigen Fortsatz 13
abgewandten Seite mit zwei symmetrisch zur Quermittelebene y angeordneten scheibenförmigen
Gleitplatten 18 versehen. Auf jeder Gleitplatte 18 stützt sich ein im Durchmesser
etwas kleineres Gleitstück 6 bzw. 7 ab, die beide in dem Zwischenstück 5 fest gelagert
sind. Das Zwischenstück 5 ist an seiner dem Hauptrahmen 1 zuliegenden Oberseite
symmetrisch zur Quermittelebene y als Abstützkörper 3 für den ringförmigen Gummikörper
4 ausgebildet. Der ringförmige Gummikörper 4 ist als bikonkaver, außen zylindrischer
Gummikörper 19 ausgebildet, so daß die Abstützfläche des Zwischenstückes 5 entsprechend
konvex gestaltet ist. Auf der zweiten Stirnfläche des zylindrischen Gummikörpers
19 liegt der ebenfalls an seiner Abstützfläche konvex ausgebildete, mit einer koaxialen
Bohrung versehene Abstützkörper 2 auf, der über ein Rohrstück 20 mit dem Hauptrahmen
1 verbunden ist. Das Zwischenstück 5 ist koaxial zu seiner Abstützfläche mit einem
hohlen Zapfen 21 versehen, der durch die Bohrung des mit dem Hauptrahmen 1 verbundenen
Abstützkörpers 2 mit Spiel hindurchgreift. Da weder der bikonkave Gummikörper 19
an seinen Abstützkörpern 2 und 3, noch die beiden Gurnmihohlkegel 11 an ihren Führungskörpern
9 und 10 angeklebt oder anvullcanisiert sind, ist, um beim Abheben des Hauptrahmens
1 auch ein Abheben des Zwischenstückes 5 zu gewährleisten; am Hauptrahmen 1 ein
zum Rohrstück 20 koaxialer und durch dieses hindurchgreifender Bolzen 22 vorgesehen,
der an seinem unteren freien Ende mit einer Sicherung, beispielsweise einem Sprengring
23, versehen ist.
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Zum Erhöhen der Dämpfung des bikonkaven Gummikörpers 19 ist dieser
im Bereich seines Außenmantels mit axialen Durchbrechungen versehen, in die kegelige
Zapfen 24 sowohl des Zwischenstückes 5 wie auch des mit dem Hauptrahmen 1 verbundenen
Abstützkörpers 2 eingreifen. Um eine noch weitergehende Dämpfung zu gewährleisten
und um gleichzeitig ein Herausquetschen des Gummis bei Belastungen zu vermeiden,
sind außerdem die Abstützkörper 2 und 3 des Gummikörpers 19 wie auch die Führungskörper
9 und 10 an ihren den Ringwulst 14 abstützenden Flächen mit koaxialen Ringkragen
25 versehen, die zum Teil den Außenmantel des Gummikörpers umfassen und an den dem
Außenmantel zugewandten Innenflächen kegelig oder progressiv kegelig zur freien
Stirnfläche erweitert sind.
Die seitlichen Längsbleche, das Bodenblech
17 und die Querbleche jedes Längsträgers 8 sind öldicht miteinander verschweißt
und bilden eine Ölwanne 26 für die Schmierung der Gleitplatten 18 und der Gleitstücke
6 und 7. Die Ölwanne 26 ist in bekannter Weise durch federnde Bleche 27 und einen
Dichtungsring 28 abgeschlossen. Um zu verhindern, daß auch der Gummikörper 19 im
Ölbad liegt, ist das Zwischenstück 5 mit einem öldicht angeschweißten, den Gummikörper
19 umgebenden Rohrstück 29 versehen.
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Das Ausführungsbeispiel nach den Abb.1 bis 3 ist für Drehgestelle
vorgesehen, deren Drehgestellführunken keine oder nur eine geringe Dämpfung der
Drehbewegungen aufweisen. Für Drehgestelle mit Drehgestellführungen mit ausreichender
Dämpfung kann das Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 vorgesehen werden, das im grundsätzlichen
Aufbau dem nach den Abb. 1 bis 3 entspricht.
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Dabei ist jedoch das Rohrstück 20 zwischen dem Hauptrahmen 1 und dem
zugehörigen Abstützkörper 2 des Gummikörpers 19 verlängert und durch den Längsträger
8 mit Spiel hindurchgeführt und stützt sich über den bikonkaven Gummikörper 19 auf
dem am Zwischenstück 5 befestigten Abstützkörper 3 ab. Die beiden Abstützkörper
2 und 3 sind durch einen mit Muttern gesicherten Schraubenbolzen 30 miteinander
verbunden, der die beiden Abstützkörper 2 und 3 und den Gummikörper 19 mit Spiel
durchsetzt.
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Der Zwischenkörper 5 ist als Hohlträger ausgebildet und ist an jedem
seiner beiden Enden in an sich bekannter Weise über ein Hängependel 31 am Längsträger
8 aufgehängt. Die Enden jedes Hängependels 31 sind über Gummischeiben 32, vorzugsweise
bikonkave Gummikörper und entsprechende Abstützkörper auf dem Zwischenstück 5 und
dem Längsträger 8 abgestützt. Der Längsträger 8 ist ebenfalls als Hohlträger ausgebildet
und mit den kegelförmigen Führungskörpern 9 der Gummihohlkegel 11. verschweißt.
Jeder der beiden, einen Gummihohlkegel 11 von außen umfassenden Führungskörper 10
ist als Stahlgußstück mit Anschraubfortsätzen 33 ausgebildet und unmittelbar an
der Längsseite des Drehgestellrahmens 12 mit diesem verschraubt. Zur Sicherung
ist jeder kegelförmige Führungskörper 9 an seiner Spitze mit einem Gewindezapfen
34 versehen, auf dem eine gesicherte Bundmutter 35 aufgeschraubt ist, deren Bunddurchmesser
etwa dem kleinen Durchmesser der benachbarten Stirnfläche des Führungskörpers 10
entspricht. An Stelle eines Gummihohlkegels 11 kann mit etwa gleicher Wirkung auch
eine geführte Schraubenfeder mit Gummizwischenlagern und einem Stoßdämpfer vorgesehen
werden.
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Gegenstand des Anspruches 1 ist nur die Gesamtkombination sämtlicher
in diesem Anspruch enthaltener Merkmale.