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Die Erfindung betrifft einen Federblatt-Achslenker, insbesondere für
Drehgestelle von Schienenfahrzeugen mit Schraubenfedern als Achsfederung, der gelenkfrei
und einstellbar einseitig zum Achslager an Teilen des Drehgestellrahmens und des
Achslagergehäuses befestigt ist und den Radsatz in Fahrtrichtung verschleißfrei
führt.
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Die Federblatt-Achslenker der bekannten Ausführungen an Schienenfahrzeug-Drehgestellen
mit einer Achsschraubenfederung, die auch ohne Gelenke und einstellbar einseitig
zum Achslager an Teilen des Drehgestellrahmens und des Achslagergehäuses befestigt,
den Radsatz in Richtung längs zum Gleis abnutzungsfrei führen, bestehen aus einem
flachliegenden Federblatt oder auch aus mehreren flachliegenden geschichteten oder
mit Abstand angeordneten Federblättern. Diese Federblatt-Achslenker führen den Radsatz
aber nicht nur in Richtung längs zum Gleis, sondern, infolge ihrer großen Biegesteifigkeit
in horizontaler Richtung, auch in Richtung quer zum Gleis.
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Die mit diesen Federblatt-Achslenkern erreichte, in jeder horizontalen
Richtung starre Führung des Radsatzes hat zwar den Vorteil, daß sie die Frequenz
des Sinuslaufes des Drehgestells bestmöglichst verringert, was besonders bei sehr
hohen Fahrgeschwindigkeiten für einen guten Wagenlauf in Richtung quer zum Gleis
zweckmäßig ist. Ihnen haftet aber der Nachteil an, daß sie die Masse des Drehgestellrahmens
und aller auf ihm angeordneten Teile wie Bremse, Motor, Getriebe usw. in die quer
zum Gleis ungefederten Massen einbeziehen, so daß noch beträchtliche Beanspruchungen
von Gleisoberbau, Spurkranz, Drehgestellrahmen, Achslager und vor allem auch der
Federblatt-Achslenker selbst durch Stoßkräfte in Richtung quer zum Gleis auftreten.
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In der Praxis hat sich gezeigt, daß solche einseitig zum Achslager
angeordneten Federblatt-Achslenker bei den möglichen Abmessungen meistens nicht
so dimensioniert werden können, daß sie neben den Kräften in Richtung längs zum
Gleis und den Kräften aus der vertikalen Durchbiegung der genügend weich ausgeführten
Achsfederung auch noch den Seitenstoß von dem Achslager auf den Drehgestellrahmen
bzw. umgekehrt, übertragen können. Bei ausgeführten Beispielen solcher Federblatt-Achslenker
sind häufig Brüche der Federblatt-Achslenker und ihren Halterungen aufgetreten,
die zu Ausfällen von Transportmitteln und zu beträchtlichen Reparaturkosten führten.
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Um diesem zu begegnen ist bereits vorgeschlagen worden, einen Federblatt-Achslenker
so auszubilden, daß mehrere flachliegende, neben- oder übereinander angeordnete
Federblätter einmal mit ihren achslagerseitigen freien Anschlußenden zu einem Teil
am Achslagergehäuse und zum anderen Teil über einen Lagerbock am Drehgestellrahmen
angeschlossen sind, während zum anderen die entgegengesetzten Enden untereinander
fest verbunden, frei in den Raum seitlich des Achslagergehäuses hineinragen. Auch
diese Federblatt-Achslenker führen, ebenso wie die im ersten Beispiel angeführten,
den Radsatz längs und quer zum Gleis, wodurch sich die geschilderten Nachteile ergeben.
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Darüber hinaus ist auch eine Achsführung für Schienenfahrzeug-Drehgestelle
bekannt, bei der allein die Achsschraubenfederung auf Grund ihrer besonderen Ausbildung,
neben der vertikalen Abfederung des Drehgestellrahmens auch die verschleißfreie
Führung des Radsatzes in jeder horizontalen Richtung übernimmt. Durch diese Achsschraubenfederung
werden unter anderem die Kräfte in Richtung quer zum Gleis vom Achslager auf den
Drehgestellrahmen oder umgekehrt elastisch übertragen. Deshalb wird nicht, wie bei
den beschriebenen bekannten Federblatt-Achslenkern, die Masse des Drehgestellrahmens
und aller auf ihm angeordneten Teile wie Bremse, Motor, Getriebe usw. in die quer
zum Gleis ungefederten Massen einbezogen, wodurch, insbesondere bei schlechter Gleislage,
beim Gleisoberbau, Spurkranz, Drehgestellrahmen und Achslager zwar beträchtliche
Beanspruchungen vermieden werden.
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Der Radsatzführung durch die Achsschraubenfederung allein haftet aber,
wegen der elastischen Führung des Radsatzes in Richtung längs zum Gleis, der Mangel
an, daß die Parallelstellung der Radsätze im Drehgestellrahmen nicht in dem erforderlichen
Maß von Bruchteilen eines Millimeters gesichert ist. Dadurch ergibt sich bei hohen
Fahrgeschwindigkeiten ein Sinuslauf des Drehgestells von hoher Frequenz, der, wenn
er mit den seitlichen Schwingungen der Wiegenträgeraufhängung und damit des Wagenkastens
in Resonanz kommt, zur Verminderung der Laufgüte führt.
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Der Mangel dieser Radsatzführung kann nicht durch zusätzliche Anordnung
eines der beschriebenen bekannten Federblatt-Achslenker behoben werden, weil, wegen
der seitlichen Biegesteifigkeit der Federblatt-Achslenker, auch gleichzeitig die
Vorteile der elastischen Radsatzführung in Richtung quer zum Gleis aufgehoben würden.
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Hier speziell mit dem Erfindungsgedanken einsetzend, ist es Aufgabe
der Erfindung, einen gelenklosen Federblatt-Achslenker zu schaffen, der zwecks Vermeidung
aller geschilderten Mängel derart ausgebildet ist, daß er nicht nur den Relativbewegungen
des Radsatzes gegenüber dem Drehgestellrahmen in vertikaler Richtung, sondern auch
in horizontaler Richtung quer zum Gleis federnd folgen kann. In Richtung längs zum
Gleis soll der Radsatz dagegen unelastisch geführt und einstellbar sein, damit die
Parallelstellung der Radsätze im Drehgestellrahmen gesichert ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe sieht einen Federblatt-Achslenker der eingangs
beschriebenen Art vor, der erfindungsgemäß zwei senkrecht zueinander federnde Arme
aufweist, die aus je einem oder mehreren Federblättern gebildet sind, wobei der
eine federnde Arm in üblicher Weise mit seiner flachen Seite in einer Horizontalebene
liegt, in Fahrtrichtung verläuft und an Teilen des Achslagergehäuses befestigt ist
und der andere federnde Arm mit seiner flachen Seite in einer Vertikalebene liegt,
in beliebiger Richtung und Lage zu dem anderen federnden Arm verläuft und oberhalb
desselben an Teilen des Drehgestellrahmens befestigt ist.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß der obere federnde Arm
22 ebenso wie der untere federnde Arm 21 in Fahrtrichtung verläuft.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g.1 die Seitenansicht des Erfindungsgegenstandes in Anwendung bei einem
Drehgestell mit Achsschraubenfederung, teilweise im Schnitt, F i g. 2 die Draufsicht
auf den Erfindungsgegenstand.
Der Drehgestellrahmen 1 stützt sich
beiderseits des Achslagergehäuses 8 mittels des Fußes 2 der Federspindel 3 über
die Achsschraubenfeder 4, den Zentrierring 5 und den zur Schalldämpfung vorgesehenen
Gummiring 6 auf dem Arm 7 des Achslagergehäuses 8 des Radsatzes 9 federnd ab. Die
Achsschraubenfeder 4 ist gegen horizontales Verschieben durch die Anlagefläche 10
an der Federspindel 3 und der Anlagefläche 11 an dem Zentrierring 5 gesichert. Andererseits
ist der Zentrierring 5 an der Anlagefläche 12 des Gummiringes 6 und der Gummiring
6 an der Anlagefläche 13 der Buchse 14 im Arm 7 des Achslagergehäuses 8 geführt.
Der nach abwärts gerichtete Bolzen 15 der Federspindel 3 hat zu der Innenwandung
16 der Buchse 14 so viel zentrisches Spiel, daß er im normalen Betrieb bei der horizontalen
Auslenkung der Achsschraubenfeder 4 durch die Horizontalkräfte quer zum Gleis nicht
zur Anlage kommt. Das Federspiel der Achsfederung ist nach unten durch Anlage der
Stützfläche 17 der Federspindel 3 an die Stützfläche 18 des Gummiringes 6 und nach
oben durch die Anlage der Mutter 19 an den Rand 20 der Buchse 14 begrenzt.
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Entsprechend der Erfindung hat der Federblatt-Achslenker zwei federnde
Arme 21 und 22, die je aus einem Federblatt bestehen, die an ihrem einen verdickten
Ende 23 bzw. 24 mittels Winkelstücke 25 und Nieten 26 miteinander fest verbunden
sind. Der mit seiner flachen Seite parallel zur Ebene des Gleises 27 und in dessen
Richtung liegende Arm 21 ist mit seinem verdickten und querverzahnten Ende 23' mittels
Langlöcher und nicht gezeichneter Schrauben 30 auf der Zahnleiste 31 des Armes 7
des Achslagergehäuses 8 in Längsrichtung einstellbar befestigt.
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Der andere Arm 22 steht mit seiner flachen Seite parallel zu einer
in Richtung des Gleises 27 senkrechten Ebene und ist mit seinem verdickten und querverzahnten
Ende 24' mittels Langlöcher 28 und nicht gezeichneter Schrauben 30' auf der Zahnleiste
32 des Bockes 33 am Drehgestellrahmen 1 angeschraubt. Mittels der Langlöcher 28'
in der Zahnleiste 32 können Höhendifferenzen des Federblatt-Achslenkers, die z.
B. aus den unterschiedlichen Fertigungshöhen der Achsschraubenfeder 4 resultieren,
ausgeglichen werden. Bei dieser Ausführung kann der Arm 21 des Federblatt-Achslenkers
den vertikalen und der Arm 22 quer zum Gleis 27 den horizontalen Bewegungen des
Radsatzes 9 gegenüber dem Drehgestellrahmen 1 federnd folgen. Der Radsatz 9 wird
in Richtung längs zum Gleis 27 von den Armen 21 und 22 des Federblatt-Achslenkers
starr und in Richtung quer zum Gleis 27 durch die Achsschraubenfedern 4 elastisch
und abnutzungsfrei geführt.
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Ein derartiger Federblatt-Achslenker ist nicht auf die Anwendung einer
Achsschraubenfederung der beschriebenen Art begrenzt, sondern kann auch dort verwendet
werden, wo zur Querführung des Radsatzes andere Teile am Drehgestellrahmen, z. B.
eine Achslager - Gleitführung, vorhanden sind. Ebenso kann die Ausbildung des Federblatt
- Achslenkers unter Beibehaltung des Prinzips der Erfindung, nämlich, daß sich einem
flachliegenden Lenkerarm ein zu ihm hochkant geführter Arm anschließt, z. B. auch
so ausgeführt werden, daß dieser horizontal geführt das Achslagergehäuse 8 mit dem
Lagerbock 33 des Drehgestellrahmens 1 verbindet, oder ein nach oben abgewinkelter
Arm, dessen Breitseite parallel zum Gleis verläuft, am Lagerbock 33 bzw. Drehgestellrahmen
1 angeschlossen ist.