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Fahrzeugrahmenseitiger elastischer ringförmiger Anschluß einer Drehmomentstütze
für Achsgetriebe von Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf einen elastischen
ringförmigen Anschluß einer Drehmomentstütze für Achsgetriebe von Schienenfahrzeugen
am Fahrzeugrahmen bzw. einem am Fahrzeugrahmen befestigten Teil, wobei die geradlinige
Bewegungen ausführenden Teile sich über ein elastisches Glied mit innerer Dämpfung
abstützen.
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Bei Schienenfahrzeugen mitBrennkraftmaschinenantrieb und Übertragung
der Antriebsleistung mittels Wechselgetriebe und Gelenkwellen auf Achsgetriebe ist
es üblich, die angetriebenen Achsen federnd gegenüber dem Fahrzeugrahmen bzw. unter
Einbeziehung einer Drehmomentstütze, die an einem am Rahmen befestigten Teil angeschlossen
ist, abzustützen, um die sich aus dem Federspiel der Achsen ergebenden, von den
Schienen herrührenden Stöße und Ungleichförmigkeiten im Antrieb, die von Fehlern
in den Gelenkwellen herrühren, auszugleichen. Es sind Drehmomentstützen bekannt,
die beispielsweise mittels zweier entgegenwirkender Schraubenfedern oder mittels
Gummipuffer an eine Rahmentraverse angeschlossen sind.
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Durch die Anordnung derartiger Drehmomentstützen entsteht in jedem
Antrieb ein schwingungsfähiges System, das besonders im Falle des Schleuderns der
Antriebsräder während des Anfahrens infolge Fehlens einer wirksamen Dämpfung zu
starken Schwingungen neigt, die eine Überbeanspruchung der Anschlüsse der Drehmomentstützen
und des gesamten Antriebes zur Folge haben können.
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Es ist zwar bekannt, zwecks Dämpfung derartiger Schwingungen parallel
zu den Gummipuffern mit geringer Eigendämpfung oder parallel zu den Schraubenfedern
zusätzliche Stoßdämpfer, beispielsweise hydraulische oder Reibungsstoßdämpfer, anzuordnen.
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Diese zusätzlichen Stoßdämpfer bedingen jedoch einen erheblichen Mehraufwand
und benötigen auch einen in vielen Anwendungsfällen nicht zur Verfügung stehenden
Einbauraum.
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Es ist bekannt, Getriebe oder Achsen mit dem Fahrzeugrahmen dadurch
zu verbinden, daß ein elastisch verformbares Element zwischen je einer am Fahrzeugrahmen
und am Getriebe od. dgl. angebrachten Aufnahme derart angeordnet ist, daß geringe
Verstellbewegungen der miteinander elastisch verbundenen Teile möglich sind. Die
sich aus den Bewegungen der Achsen oder Getriebe ergebenden Bewegungen werden aber
infolge der kurzen Verstellwege nahezu direkt und damit hart übertragen.
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Als elastische Anschlüsse für Drehmomentstützen ; sind derartige,
ein elastisches Element fast allseitig umfassende Anordnungen nicht geeignet. Auch
die zur Lagerung von Verbrennungskraftmaschinen bekannten Schwingungsdämpfer in
Form von zwischen kammartig ineinandergreifenden, an Metallteilen anvulkanisierten
Gummiplatten sind als Dämpfungselemente für Drehmomentstützen nicht geeignet, da
die beim Schleudern sich ergebenden Stöße zu hart auf das Fahrgestell übertragen
werden.
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Als elastische Anschlüsse für Drehmomentstützen federnde Gelenke anzuordnen,
die aus einem polygonalen Innenteil, einem polygonalen Außenteil und zwischen diesen
angeordneten Gummiwalzen bestehen, wobei mittels eines Hebels das Innenteil gegenüber
dem Außenteil verdreht wird, ist nicht vorteilhaft, weil sich erhebliche Verstellwege
ergeben. Derartige Anordnungen sind baulich auch äußerst aufwendig und schwierig
zu montieren bzw. zu kontrollieren.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen elastischen
Anschluß einer Drehmomentstütze zu schaffen, der bei mittleren Verstellwegen mit
einfachsten Mitteln und ohne besonderen Raumbedarf eine ausreichende Dämpfung der
Federbewegungen bewirkt, so daß die Gefahr eines Rufschaukelns des elastischen Anschlusses
der Drehmomentstütze zu schädlichen Schwingungen mit Sicherheit verhindert wird.
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Dies wird bei dem eingangs genannten Ausschluß erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß zwischen mit dem Rahmen einerseits verbundenen oberen und unteren
Außenscheiben und mit einer Stange der Drehmomentstütze andererseits verbundenen,
axial verschieblichen oberen und unteren Innenscheiben, in einer durch sämtliche
Scheiben gebildeten ausgesparten Bettung von, quer zur Belastungsrichtung gesehen,
auf der Spitze stehendem quadratischen oder etwa quadratischen Querschnitt mit einer
unstetig verlaufenden Krümmungskontur, ohne nennenswerte
Vorspannung
ein elastischer Ring kreisförmigen oder etwa kreisförmigen Querschnitts angeordnet
ist, wobei zwischen diesem Ring und dem Bereich der gegenseitigen Anlageflächen
der Scheiben untereinander ringförmige Ausweichräume frei gelassen sind.
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Es ist vorteilhaft, die inneren Scheiben mit der Drehmomentstütze
und die äußeren Scheiben mit dem Fahrzeugrahmen zu verbinden.
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Der Querschnitt der Ausweichräume ist dadurch gegeben, daß die etwa
Viertel-Kreisbögen darstellende Krümmungskontur jeder einzelnen Scheibe einen größeren
Radius aufweist als der Auschnitt des elastischen Ringes.
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Der Federweg des elastischen Ringes wird zweckmäßig in beiden Richtungen
in bekannter Weise durch elastische Anschläge begrenzt, um eine Überbelastung des
Ringes zu vermeiden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Anschluß wird der elastische Ring bei seiner
unter Belastung erfolgenden Verformung sowohl auf Druck als auch auf Schub beansprucht.
Seine Verformung ist wesentlich größer als die Verformung beispielsweise ausschließlich
auf Druck beanspruchter Gummipuffer. Infolgedessen werden auch die Dämpfungseigenschaften
des verwendeten Werkstoffes wesentlich stärker zur Wirkung gebracht und Schwingungen
des elastischen Anschlusses der Drehmomentstütze und damit des gesamten Achsantriebes
wirkungsvoller gedämpft, als dies mit den bishher bekannten elastischen Anschlüssen
möglich war, ohne daß hierzu aber besondere Schwingungsdämpfer erforderlich sind
oder Einbauraum für derartige zusätzliche Elemente benötigt wird. Die Montage des
elastischen Anschlusses wird dadurch erleichtert, daß der elastische Ring praktisch
ohne nennenswerte Vorspannung eingebaut wird. Durch entsprechende Dimensionierung
und Wahl des Querschnittes ist es möglich, mit einfachsten Mitteln eine stark progressive
Federcharakteristik zu erzielen, wie sie für den vorliegenden Anwendungsfall wünschenswert
ist, damit der elastische Anschluß einerseits in der Lage ist, im Normalbetrieb
auftretende Stoßbelastungen weich genug aufzunehmen, andererseits aber auch die
beim Anfahren infolge des hierbei sehr großen Anfahrdrehmoments auftretenden hohen
Kräfte ohne allzu großen Federweg aufzufangen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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A b b. 1 zeigt schematisch in einem quer zur Fahizeugachse liegenden
vertikalen Schnitt die Drehmomentstütze und ihren elastischen Anschluß an einem
Rahmenteil und A b b . 2 einen vertikalen Schnitt durch den elastischen Anschluß
in größerer Darstellung.
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In A b b. 1 ist die angetriebene Achse mit 1, das Achsgetriebe mit
2 und die Drehmomentstütze mit 3 bezeichnet. Bei 4 ist an der Drehmomentstütze
3 eine Stange 5 gelenkig angeschlossen, die in beiden vertikalen Richtungen
elastisch mit einer am Fahrzeugrahmen 6 befestigten Platte 7 verbunden
ist.
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In A b b . 2 sind die näheren Einzelheiten des elastischen Anschlusses
der Stange 5 an der Platte 7 dargestellt. Auf der Stange 5 sind eine untere und
eine obere Innenscheibe 8 und 9 mittels einer Mutter 10 und
auf der Platte 7 mittels der Schrauben 11 und 12 eine untere und eine obere
Außenscheibe 13 und 14 befestigt. Die Zusammenstellung der Scheiben
8,
9, 13 und 14 ergibt, quer zur Belastungsrichtung gesehen,
eine ringförmige Bettung von einem auf der Spitze stehenden quadratischen oder etwa
quadratischen Querschnitt mit einer unstetig verlaufenden Krümmungskontur. Das Innenscheibenpaar
8, 9 ist gegenüber dem Außenscheibenpaar 13,14 in axialer Richtung
verschieblich. Zwischen den oberen Scheiben 9 und 14 und den unteren Scheiben 8
und 13 ist ohne nennenswerte Vorspannung ein elastischer Ring 17 kreisförmigen
oder etwa kreisförmigen Querschnitts angeordnet. Zwischen diesem Ring 17 und dem
Bereich der gegenseitigen Anlageflächen der Scheiben 8, 9 und 13, 14, sowie 8, 13
und 9, 14, sind untereinander ringförmige Ausweichräume 15, 16, 22 und 23
freigelasen. Für diesen Ring kommen beispielsweise übliche im Handel befindliche
Kunststoffe in Frage.
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Bei lotrechter Verschiebung der Stange 5 infolge einer Drehmomentbelastung
der Drehmomentstütze 3 wälzt sich der elastische Ring 17 in bestimmtem Maße
auf seinen Anlageflächen mit den Scheiben ab; hierbei erleidet der Ring 17 gleichzeitig
eine Querschnittsverformung. Der gesamte Federweg wird begrenzt durch elastische
Anschläge in Form von Anschlagscheiben 18 und 19, die zweckmäßig aus dem gleichen
Werkstoff bestehen wie der elastische Ring 17. Die Anschlagscheibe 18 befindet sich
zwischen einem auf die Stange 5 aufgeschobenen Ring 20 und einer mittels der Schrauben
11 und 12 an der Platte 7 befestigten Anschlagplatte 21, wobei die Anschlagscheibe
18 zu einem dieser beiden Bauteile einen, dem Verschiebeweg der Stange 5
entsprechenden Abstand besitzt; die Anschlagscheibe 19 befindet sich, wiederum
unter Berücksichtigung des vorstehend erwähnten Abstandes, zwischen dieser Anschlagplatte
21 und der unteren Stirnfläche der unteren Innenscheibe B.
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Die Ansprüche 2 und 3 sind echte Unteransprüche und gelten nur in
Verbindung mit Anspruch 1.