-
Für die Erneuerung der Reifenprofile an Schienenfahrzeugen sind Unterflurdrehmaschinen
entwickelt worden, auf denen im Fahrzeug eingebaute Radsätze bearbeitet werden.
Die Radsätze -werden von heb-und senkbaren Reibrollen angetrieben, die paarweise
an den Umfangsflächen der Radreifen anliegen und dort den Radsatz abstützen und
antreiben. Bei solchen Treibrollenantrieben ist der mögliche Spanquerschnitt lediglich
von der Reibungskraft abhängig, die das Produkt aus Achsandrückkraft und Reibungskoeffizienten
zwischen Treibrolle und dem zu bearbeitenden Radreifen ist.
-
Bei Lokomotiven und Triebfahrzeugen ist das Eigengewicht der Fahrzeuge
im allgemeinen so groß, daß auch eine große Achsandrückkraft vorhanden ist. Bei
unbelasteten Triebfahrzeugen, bei Personen- und Güterwagen sowie bei einzelnen Drehgestellen
oder gar bei Einzelradsätzen reicht diese Achsandrückkraft nicht aus, um die erforderliche
Reibungskraft zur Mitnahme der Radsätze und darüber hinaus für eine brauchbare Schnittleistung
zu erhalten. Um auch die Radsätze leichter Fahrzeuge über Reibrollen mit Sicherheit
antreiben und mit wirtschaftlichen Spanquerschnitten bearbeiten zu können, muß die
Andrückkraft der Radsätze gegen die Antriebsrollen verstärkt werden.
-
Es sind bereits derartige Einrichtungen bei der Radsatzbearbeitung
in leichten Fahrzeugen bekannt. Diese Einrichtungen, die die Einwirkung einer regelbaren
Kraft, z. B. einer hydraulischen oder pneumatischen Kraft oder einer Feder, über
geeignete Vorrichtungen auf das Achslagergehäuse oder ein anderes Fahrzeugteil wirken
lassen, erfordern einen hohen baulichen Aufwand und verlängern die Arbeitszeit erheblich
durch notwendige Montage.
-
Eine andere Möglichkeit der Achsdruckverstärkung besteht darin, die
Antriebsrollen weiter hydraulisch, mechanisch oder elektrisch anzuheben, um dadurch
den Druck der Fahrzeugfedern zu erhöhen. Diese Einrichtungen sind aber nur bedingt
anwendbar, wenn nämlich das Gesamtgewicht des Fahrzeuges groß genug ist, um die
Fahrzeugfedern wirken zu lassen, und versagen ganz, wenn es sich um die Bearbeitung
von Einzelradsätzen in Drehgestellen oder auch in Leichtfahrzeugen (U-Bahn-Wagen)
handelt, weil hier das Gesamtgewicht für die erforderliche Reibungskraft nicht im
entferntesten ausreicht.
-
Man hat auch bereits vorgeschlagen, durch Änderung der Drehrichtung
die Achslast zu vergrößern (deutsche Auslegeschrift 1185 451). Dies ist aber
nur möglich, wenn das Werkzeug außen neben den Antriebsrollen angeordnet ist, und
versagt bei Maschinen mit zwischen den Antriebsrollen angeordneten Werkzeugen. Der
Schnittdruck versucht, die Werkzeugführung auseinanderzuziehen, statt gegen sie
zu wirken, und im Raum zwischen Werkzeug und Antriebsrollen pressen sich die Späne
zusammen, so daß ein weiteres Drehen unmöglich ist. Diese Einrichtungen haben sich
nicht bewährt.
-
Erfindungsgemäß werden die vorstehend beschriebenen Mängel dadurch
behoben, daß feste, aber einstellbare Anschläge vorhanden sind, die als Begrenzung
des gemeinsamen Hubes der Reibrollen mit dem Radsatz von oben gegen die Achslagergehäuse
zur Anlage kommen. Auf diese Weise werden die Achslagergehäuse festgehalten, so
daß bei weiterer Aufwärtsbewegung der Antriebsrollen zunächst der Achsdruck ansteigt,
die Einrichtung also als Achsdruckverstärker wirkt, so daß auch Einzelradsätze mit
der erförderlichen Reibungskraft angetrieben werden. Das ist wichtig, weil der Radsatz
auf den treibenden Rollen stehen bleibt, wenn die Schnittkraft die Reibungskraft
übersteigt.
-
Die Folge wäre ein Bruch sämtlicher Hartmetallwerkzeuge und Beschädigungen
der Stahlhalter und Supporte. Da die Spantiefe infolge der verschieden großen Abnutzung
am Profil ständig wechselt, sieht sich der Dreher genötigt, nur kleine Spantiefen
zu nehmen, um gegen das Stehenbleiben des Radsatzes genügend gesichert zu sein.
Dadurch aber wird die Leistung der Maschine unnötigerweise gemindert.
-
Beim Antrieb unrunder Radsätze müssen die Antriebsrollen dem Höhenschlag
der Radsätze folgen, damit der Antrieb in jeder Stellung des Radsatzes sicher erfolgt,
aber auch in keiner Stellung überbestimmt ist. Dies wird erreicht durch einen in
der Hydraulikleitung zum Heben der Antriebsrollen eingebauten Druckspeicher, der
als elastisches Kissen wirkt und die Antriebsrollen immer in Berührungskontakt mit
den Umfangsflächen der Räder hält, gleichgültig, wie groß das Unrund oder die Exzentrizität
der Räder sind.
-
Mit dieser Maßnahme wird eine weitere vorteilhafte Wirkung erzielt:
Die Spurkranzkuppen an Eisenbahnradsätzen unterliegen keinem Verschleiß und bleiben
deshalb immer rund und zentrisch zur Radsatzachse, während die Laufflächen einen
großen Verschleiß aufweisen können. Diese Tatsache benutzt man für das spitzenlose
Abdrehen der Radreifen an Unterflurdrehmaschinen, weil die spitzenlose Aufnahme
der Radsätze nur dann einen genauen Rundlauf gewährleistet, wenn von einer runden
Umfangsfläche ausgegangen wird.
-
Bei der spitzenlosen Bearbeitung der Reifenprofile wird der Radsatz
deshalb zuerst am Spurkranz abgestützt und angetrieben, während die Lauffläche bearbeitet
wird. Danach erst wird die Lauffläche abgestützt und angetrieben, während der Spurkranz
abgedreht wird. Auf diese Weise werden rund und schlagfrei laufende Radsätze nur
dann erzeugt, wenn der Spurkranz unbeschädigt war. Es kommt aber vor, daß der Spurkranz
beschädigt oder bis zur Spurkranzkuppe abgelaufen ist oder daß er auf Radsatzdrehbänken
herkömmlicher Bauart unrund gedreht worden ist, so daß diese Umfangsfläche nicht
mehr als Auflagefläche für das spitzenlose Drehen verwendet werden kann.
-
In solchen Fällen ist es auch an Unterflurdrehbänken üblich, den Radsatz
in Körnerspitzen zu zentrieren. Für diese Aufnahme sind Reitstöcke erforderlich,
die sehr stabil ausgebildet sein müssen, um die sehr großen Fahrzeuggewichte aufzunehmen.
Sie müssen vertikale Führungen haben, um verschiedene Radgrößen aufnehmen zu können.
Sie müssen aber auch so weit zurückgezogen werden können, damit das Fahrzeug auf
den Schienen verschoben werden kann. Diese Einrichtung ist sehr aufwendig und daher
unwirtschaftlich.
-
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Achslager anzuheben und
aufzubocken, um die in ihren eigenen Lagern zentrierten Radsätze zu überdrehen.
Die großen Fahrzeuggewichte müssen sehr sicher abgestützt werden, wenn die Maschine
unfallfrei arbeiten soll. Der kleine Raum unter den Radsätzen ist aber mit Einrichtungen
zum Antrieb und zum Bearbeiten
der Radsätze voll ausgefüllt. Die
Einrichtungen zum Anheben und Abstützen der Achslagergehäuse müssen für jedes Fahrzeug
besonders entwickelt und angepaßt und daher oft gewechselt werden. Ihre Anwendung
im Betrieb ist nicht leicht und sehr zeitraubend.
-
Eine sehr genaue Bearbeitung der Welle durch Drehen entsteht, wenn
ihre Zentrierung im eigenen Lager vorgenommen wird. Im Präzisionsmaschinenbau bearbeitet
man eine Körnerspitze in der gelagerten Pinole der zu fertigenden Werkzeugmaschinen
und erreicht dadurch höchste Genauigkeit. Die Aufnahme der Radsätze in ihren Lagern
bietet sich bei der geschilderten Achsdruckverstärkung geradezu an, weil bei dieser
Lagerung gar keine Spanleistung verlangt wird, sondern ein feiner Span an der Spurkranzkuppe
abgedreht werden soll, um einen geringfügigen Schlag zu entfernen und um die Radreifen
für die Spurkranzaufnahme beim Unterflurdrehen vorzubereiten.
-
Mit der Erfindung wird also eine Einrichtungeschaffen, g die sowohl
als Achsdruckverstärker für die Bearbeitung der Radsätze im leichten Fahrzeug als
auch als Zentriereinrichtung für die zentrische Bearbeitung von Radsätzen mit beschädigten
Spurkränzen dient. Beide Probleme treten an Unterflurdrehmaschinen immer wieder
auf und schränken den Anwendungsbereich dieser Maschinen sehr ein.
-
Durch die vorgeschlagene Einrichtung können die Radsätze in Fahrzeugen
aller Art, von den schwersten Triebfahrzeugen bis zum leichten U-Bahn-Wagen, sicher
angetrieben und einwandfrei zentriert werden. Die Einrichtung ist immer arbeitsbereit,
und man braucht nur wenig Zeit, um sie in Arbeitsstellung zu bringen.
-
Die Einrichtung nach der Erfindung wird aber nicht nur bei Radsätzen
mit Außenlagern angewendet, sondern auch bei solchen mit Innenlagern. Hier müssen
allerdings die Achslager mit dem Fahrgestell vorher verkeilt werden, damit die erforderliche
formschlüssige Verbindung mit den Spannelementen gewährleistet ist, weil diese von
außen gegen das Fahrgestell gelegt werden müssen. Auf diese Weise wird der Anwendungsbereich
einer Unterflurdrehmaschine wesentlich erweitert.
-
Die Abbildungen zeigen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes,
und zwar A b b. 1 die rechte Hälfte einer Unterflurdrehmaschine mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung für Radsätze mit außenliegenden Achslagern, A b b. 2 die gleiche Maschine
und Einrichtung nach A b b. 1, jedoch für Radsätze mit innenliegenden Achslagern,
A b b. 3 die Seitenansicht der A b b. 1.
-
Der Radsatz 1 liegt mit der Umfangsfläche 2 seiner Radreifen auf den
Antriebsrollen 3, von denen zwei für jeden Radreifen vorhanden und an einer vertikal
beweglichen Konsole 4 angeordnet sind. Der Antrieb der Rollen 3 erfolgt aus dem
Inneren der Konsole 4 und ist zeichnerisch nicht dargestellt. Die Konsole 4 wird
in den Führungen 5 des Maschinengestells 6 von dem Kolben 7 vertikal verschoben.
-
Zwischen den Antriebsrollen 3 ist in einer Querführung 20 der Konsole
4 der Drehsupport 21 angeordnet, der vom Kolben 22 im Zylinder 23 am Fundament abgestützt
wird.
-
Im Maschinengestell 6 befinden sich zwei hydraulisch betätigte Kolben
8, die an ihrem oberen Ende starr miteinander durch ein Querhaupt 9 verbunden sind.
In einer Führung dieses Querhauptes 9 ist ein Stützbalken 10 verschiebbar, der mit
seiner Pratze 11 das Achslagergehäuse 12 festhält und abstützt, wenn die Antriebsrollen
3 aufwärts bewegt werden. In der Hydraulikanlage der Maschine ist vor den Hubzylindern
13 zum Heben und Senken der Konsole 4 und der Antriebsrollen 3 ein Druckspeicher
14 eingebaut, der für dauernden Berührungskontakt der Antriebsrollen mit unrunden
Radsätzen sorgt.
-
A b b. 2 zeigt die gleiche Maschine wie A b b. 1 mit erfindungsgemäßer
Einrichtung für Radsätze mit innenliegenden Achsschenkeln. Hier wird die Spannpratze
11 gegen den Rahmen 15 des Fahrgestells gelegt und gleichzeitig ein Keil 16 zwischen
Fahrgestell und Achslager 17 eingelegt und damit die Wirkung der Feder 18 aufgehoben.
-
Die Wirkungsweise eines Achsdruckverstärkers nach der Erfindung ist
folgende.
-
Nachdem das Fahrzeug über der Maschine in Stellung gebracht und die
Antriebsrollen 3 durch Anheben der Konsole 4 an den Radsatz angelegt wurden, wird
die Pratze 11 des Stützbalkens 10 gegen das Lagergehäuse gelegt, entweder gegen
das Lagergehäuse 12 bei Radsätzen mit außenliegenden Lagern oder gegen den Rahmen
15 des Fahrzeuges, der über den Keil 16 mit dem Lagergehäuse 17 verbunden
ist, bei Radsätzen mit innenliegenden Lagern. Durch Absperren der Hydraulik am Schieber
24 und weiteres Anheben der Kolben 7 werden die kraftschlüssig am Radsatz 2 anliegenden
Antriebsrollen 3 mit den Achslagergehäusen 12 bzw. 17 formschlüssig gegen die Pratze
11 gedrückt. Der Anpreßdruck der Rollen 3 am Radreifen 2 läßt sich auf diese
Weise beliebig bis zu seinem Höchstwert steigern. Bei diesem Antrieb wirkt der Druckspeicher
14, der für laufenden Berührungskontakt der Antriebsrollen mit dem Radsatz sorgt.
-
Die gleiche Einrichtung dient der Rundlauferneuerung von Radsätzen
mit beschädigten Spurkränzen. Dadurch, daß die Achslagergehäuse 12 bzw. 17 festgehalten
werden, sind die Radsätze in ihren Lagern zentriert und können in diesen rundgedreht
werden. Voraussetzung hierfür ist, daß der Drehsupport 21 sich unmittelbar am Fundament
abstützt und nicht die Bewegung der Antriebsrollen 3 und der Konsole 4 mitmacht.
-
Die Querführung 20 am Konsol 4 gestattet diesem die
Vertikalbewegung, ohne daß der Drehsupport 21,
der sich mit den Kolben 22
und dem Zylinder 23 am Fundament abstützt, an dieser Bewegung teilnimmt.