DE1455150C3 - Spurwechselradsatz für Schienenfahrzeuge mit axial auf der Achswelle verschiebbaren Schienenrädern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spurwechselradsatz für Schienenfahrzeuge mit axial auf der Achswelle verschiebbaren Schienenrädern, auf der Achswelle fest aufgekeilten Auflaufscheiben sowie innerhalb einer jeden Auflaufscheibe gelagerten, mit ihr umlaufenden Sperriegeln, die durch eine zwangsweise axial zur Achswelle verschiebbare Ringbüchse aus und in Verriegelungslage kippbar sind.

Ein derartiger Spurwechselradsatz ist bereits bekannt. Die wirksamen Teile der Sperriegel dieses Spurwechselradsatzes greifen in Ausnehmungen ein, die in einer segmentartigen Kupplungstrommel ausgebildet sind. Die Trommel ist auf der Radscheibe konzentrisch etwa in einem Abstand des halben Raddurchmessers fest angebracht (Patentschrift Nr. 18 772 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin).

Dieser bekannte Spurwechselradsatz hat den Nachteil, daß sich Verformungen der Radscheibe direkt auf die Ausnehmungen auswirken, so daß die wirksamen Enden der Sperriegel in Axialrichtung einem wechselnden Druck ausgesetzt sind. So wurde festgestellt, daß bei einer zuverlässigen mitlaufenden Verriegelung die unvermeidlichen Bewegungen der Radscheiben unmittelbar auf die Verriegelungsteile übertragen werden, was einen erheblichen Verschleiß der Verriegelungsteile zur Folge hat (»Der Spurwechselradsatz«, Alfred Grevesmühl, Revue Werkstatt, Mai 1963, Seite 172).

Durch diesen Verschleiß der Verriegelungsteile verändert sich auch das Spurmaß des Radsatzes. Hinzu kommt, daß durch die ständigen Bewegungen der Verriegelungsteile an den Berührungsstellen neben dem Verschleiß noch Reiboxydation auftritt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Herstellung sehr aufwendig ist, da nicht nur die tangentialen zylindrischen Flächen der Auflaufscheibe profiliert werden müssen, sondern auch die entsprechende Fläche des jeweiligen Sperriegels. Die Lagefixierung der Sperriegelenden an den Ausnehmungen in der Kupplungstrommel erfolgt in Richtung der Zentrifugalkraft, also nach außen, wobei gleichzeitig Druckfedern zur Anwendung gelangen. Dies erfordert eine weitere komplizierte Vorrichtung für das Anbringen der Druckfedern, die außerdem noch den Zentrifugalkräften ausgesetzt sind, so daß ein im wesentlichen konstant bleibender Anpreßdruck der Sperriegelenden in den Ausnehmungen und eine dadurch bedingte gleichbleibende Verriegelungssicherheit nicht gegeben ist. Der Entriegelungsring mit seiner Abschrägung kann nur für diesen einen Zweck, nämlich das Entriegeln, verwendet werden, er bietet keinerlei Sicherheit beim Verriegeln. Außerdem kann es im Betrieb bei seitlichen Beschleunigungen möglich sein, daß die Entriegelungseinrichtung sich unter den Sperriegel schiebt und diesen in Entriegelungsrichtung bewegt,

so daß die Verriegelung nicht voll gesichert ist.

Dies ist ebenfalls bei den Ausnehmungen in der Trommel möglich, wenn auf das Hauptrad axiale Kräfte wirken. Da diese Kräfte auch bei geringen Drehzahlen auftreten können, kann eine erhöhte Zentrifugalkraft diesen Nachteil nicht beseitigen. Die Schräge des freien Endes des verwendeten Riegels ist nicht direkt auf einem starren Teil abgestützt, sie steht also vor, so daß trotz des Zusammenwirkens der Federn und der Zentrifugalkraft eine nicht ausreichende Sicherheit für die Verriegelung gegeben sein kann. Die Federn wirken nämlich indirekt auf die Sperriegel durch ihre Einwirkung auf eine Platte, wodurch die Schräge der Riegel in Berührung mit dem Anschlag der Sperriegel gehalten wird.

Ferner ist es bereits bei einem Spurwechselradsatz, bei welchem die Räder auf der Achswelle bei axialer Verschiebungsmöglichkeit gleichzeitig frei beweglich drehbar gelagert sind und über fest mit der Achswelle verbundene Nabenteile in jeder gewünschten Spurweite mit dieser verbunden werden können, bekannt, die Räder mittels Kupplungsriegel von außen radial mit den mit der Achswelle fest verbundenen Nabenteilen zu verriegeln (deutsche Patentschrift 846 859).

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen mit geringem Herstellungsaufwand erzielbaren Spurwechselradsatz der eingangs beschriebenen Art von einfachem Aufbau zu schaffen, der weich betätigbar ist, eine hohe Verriegelungssicherheit bietet und bei dem ein Verschleiß der Verriegelungsteile, der beispielsweise durch Bewegungen des Rades in sich hervorgerufen werden kann,, vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei dem Spurwechselradsatz der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jeder der pistolenartig geformten Sperriegel in einer Ausnehmung in der Nabe der Auflaufscheibe mit seiner radial in Richtung der Achswelle vorstehenden Lasche und durch die auf ihm axial verschiebbare Ringbüchse mit ihrer zylindrischen Innenfläche auf seiner für das Zulassen einer Kippbewegung des einen Sperriegelendes von der Achswelle weg um die Lasche bei einer axialen Verschiebung der Ringbüchse geformten Außenseite kippbar gehalten ist, wobei dieses eine Sperriegelende in bekannter Weise durch Eingriff mit der Nabe des Rades die jeweilig eingestellte Spurweite fixiert.

Eine besonders günstige Weiterbildung des Spurwechselradsatzes besteht darin, daß jeder Sperriegel zwei den jeweiligen Enden der Ringbüchse zugeordnete Steuerflächen aufweist, die axial beiderseits des radialen Teiles des Sperriegels angeordnet sind.

Zweckmäßigerweise steht das eine Ende des Sperrriegels bei großer Spurweite mit der radialen Fläche des Endes der Nabe des Rades stirnseitig in Berührung und greift bei kleiner Spurweite in eine Ausnehmung in der Nabe ein. Die Ringbüchse wird dabei durch Federn stirnseitig anliegend an die Auflaufscheibe gehalten.

Es können zur Achswelle parallel verlaufende Führungsstäbe vorgesehen werden, weiche die Auflaufscheibe mit dem Rad kuppeln. Dabei können die Führungsstäbe an der Auflaufscheibe befestigt sein und mit Ausnehmungen in der Nabe des Rades axial verschiebbar in Eingriff stehen. Die Kupplung durch die Fiihrungsstäbe kann jedoch auch über Bohrungen in tier Radscheibe erfolgen, wobei die Sperriegel durch diese Bohrungen hindurchgehen können.

Wenn der Spurwechselradsatz einen Bremsklotzhalter aufweist, der mit einer das verschiebbare Rad umfassenden Gabel versehen ist und dessen Endstellungen durch mit dem Bremsdreieck verbundene Verriegelungsmittel bestimmt sind, wie es bei einem Spurwechselradsatz bekannt ist (Patentschrift Nr. 15 213 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin), trägt bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Spurwechselradsatzes die Gabel auf ihrer Rückseite eine Ausnehmung, in welche an dem Bremsdreieck angelenkte und durch Federn betätigte Klinken eingreifen.

Besonders günstig ist es, wenn mindestens eine der Gleitflächen des Rades oder der Achswelle in an sich bekannter Weise metallisiert oder mit einer Hülse aus reibungsminderndem Material oder Kunststoff versehen ist.

Der Spurwechselradsatz hat den Vorteil, daß Verschleißerscheinungen durch Radverformungen nicht auftreten können, da die wirksamen Enden der Sperrriegel direkt mit der Nabe des Rades zusammenwirken und daher so nahe wie möglich an der theoretischen Radachse liegen. Außerdem sind die Eingriffsflächen an der Radnabe flach und bilden einen Teil des Zylinderumfangs, so daß die einzige Bearbeitung bei der Profilierung der Außenflächen der Sperriegel erforderlich wird. Die Kippbewegung des Sperriegels ist sehr weich und leicht durch die Wirkung der Ringbüchse möglich. Die Zentrifugalkraft spielt für das Halten der Sperriegel keine Rolle, sondern drückt diese in Berührung mit der Ringbüchse, so daß darin eine Radialspannung von etwa 0,5 kg/mm² entsteht, wodurch der Ring in keiner Weise verformt wird. Die Haltefedern wirken in Axialrichtung auf die Ringbüchse, so daß eine Einwirkung auf die Sperriegel nicht feststellbar ist.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Axialschnitt eine Seite eines Spurwechselradsatzes in der Stellung der größten Spurweite, Fig. 2 in einer Ansicht wie Fig. 1 eine weitere Ausführungsform eines Spurwechselradsatzes, der bei großen Radverschiebungen verwendet wird,

F i g. 3 schematiscH die Draufsicht auf das Rangier-

gleis zur Änderung der Spurweite.

Der in Fig. 1 dargestellte Teil eines Spurwechselradsatzes trägt eine zylindrische Auflaufscheibe 1, die drehfest und axial verschiebbar auf der gemeinsamen Achswelle E eines jeden Radpaares aufgekeilt ist. Zur Verriegelung des entsprechenden Rades R dienen Sperriegel 2, die um einen bestimmten kleinen Winkel gekippt werden können, wobei dieses Kippen durch die radial in Richtung der Achswelle E vorstehende Lasche des Sperriegels 2 erfolgt, die in einer Ausnehmung in der Nabe der Auflaufscheibe 1 ruht. Die Sperriegel 2 werden durch die Ringbüchse 3 betätigt, die längs der Auflaufscheibe 1 verschiebbar ist. Die Verschiebung des Rades R nach außen wird durch einen auf der Achswelle E aufgeschobenen ringförmigen Anschlag 4 begrenzt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 sind über den Umfang der Achswelle E drei Sperriegel 2 gleichmäßig verteilt, wobei jedem Sperriegel eine Feder 6 zugeordnet ist. Die Federn 6 wirken auf die Ringbüchse 3 über einen mit ihr drehfest verbundenen Blechtrichter X, der auf der Achswelle E längsverschiebbar gelagert ist und mit ihr umläuft. Dieser Trichter X trägt dazu bei, die verschiebbare Ring-

büchse 3 auszuwuchten und ihr Festfressen zu verhindern. Der Trichter X trägt ebenso wie die Bälge Y und Z aus elastischem Material, wie Gummi od. dgl., dazu bei, die Gleitstücke vor Staub, Schmutz und Feuchtigkeit zu schützen.

An der Auflaufscheibe 1 sind Führungsstäbe 7 auswechselbar festgeschraubt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 sind drei bezüglich des Umf angs der Achswelle E gleichmäßig verteilte Führungsstäbe 7 vorgesehen, die in Ausnehmungen 8 der Nabe 5 des Rades R verschiebbar sind. Die Länge der Führungsstäbe 7 ist so gewählt, daß unabhängig von der jeweiligen Lage des Rades R und somit auch unabhängig vom jeweiligen Abstand der Nabe 5 von der Auflaufscheibe 1 immer ein bestimmter Abschnitt des Führungsstabes 7 aus der Ausnehmung 8 vorsteht, um ein gutes Ineinandergreifen und Umlaufen des Rades R mit der Achswelle E zu gewährleisten.

Wenn, wie in Fi g. 2 dargestellt ist, der Spurwechsel große Radverschiebungen erforderlich macht, werden die Sperriegel 2 und die Führungsstäbe 7 langer ausgeführt. Dabei sind in der Scheibe des Rades R Bohrungen 8' vorgesehen, in welche die Führungsstäbe 7 eingreifen.

Wenn die Radscheibe bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform in die gestrichelte Stellung R' verschoben ist, übergreift das hakenförmig ausgebildete Ende des Sperriegels 2 die Nabe 5, die in einem entsprechenden axialen Abstand eine der Hakeninnenfläche entsprechende Kegelfläche trägt. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform geht jeder Sperriegel 2 durch eine in der Radscheibe R vorgesehene Bohrung hindurch und umfaßt die Außenseite der Radnabe mit dem Haken des Sperriegels, wobei die aneinandergreifenden Flächen senkrecht zum stirnseitigen Radnabenende verlaufen. In der in den F i g. 1 und 2 dargestellten äußeren Radlage drücken die Sperriegel 2 mit ihren radialen Endflächen gegen die radiale Stirnseite der Naben. In der eingezogenen Radstellung werden die Radscheiben R von den Haken der Sperriegel 2 gegen die Auflaufscheibe 1 gedrückt.

Die in Fig. 3 dargestellte Gleisstrecke für die Änderung der Spurweite der Radsätze umfaßt einen Abschnitt A, der das Gleis mit der größeren Spurweite bildet. Der Abschnitt B ist das Gleis mit der kleineren Spurweite. Im dazwischenliegenden Abschnitt C erfolgt die Spuränderung, wobei dieser Abschnitt höher als die Abschnitte A und B liegt. Im Abschnitt C befinden sich Leiteinrichtungen £' und D für das Öffnen bzw. Schließen der Verriegelung. Außerhalb liegen zu beiden Seiten des Abschnittes C Führungen G für die Räder, die konvergieren oder divergieren, je nachdem ob die Spurweite vergrößert oder verkleinert werden soll. Die Zugmaschine kann über dieses Gleis nur dann fahren, wenn sie gleichfalls mit den erfindungsgemäßen Spurwechselradsätzen ausgerüstet ist.

Wenn die Räder R einer Wagenachse die in Fig. 1 dargestellte verriegelte Stellung mit großer Spurweite einnehmen und in die gestrichelt dargestellte Stellung der Räder R' gebracht werden sollen, wo die Spur verkleinert ist, wird der Wagen vom Abschnitt A aus über das Gleis gemäß Fig. 3 geschoben, wobei die Auflaufschciben 1 über dem Gleisabschnitt C rollen, so daß das Gewicht des Wagens auf den Auflaufschcilien 1 ruht, während die Räder R nicht mehr auf dem Gleisabschnitt Λ aufliegen, sondern sich frei bewegen können und dadurch nach dem Entriegeln axial verschiebbar sind. Sobald die Auflaufscheibe 1 auf dem Gleis C aufsetzt und die Räder R freikommen, schlägt die Ringbüchse 3 gegen die Leiteinrichtung E' an und verschiebt sich seitlich infolge des abgewinkelten Endstückes der Leiteinrichtung E', wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Durch die Verschiebung der Ringbüchse 3 werden die Sperriegel 2 um einen kleinen Winkel verschwenkt, so daß sie nicht mehr an der Nabe 5 des Rades R anliegen. Dadurch ist das Rad R

ίο entriegelt. Die Räder R des weiter auf den Auflaufscheiben 1 über das Gleis C rollenden Wagens schlagen gegen die Führungen G an, die sie infolge ihrer Konvergenz gegeneinanderrücken, bis die Stellung der Räder R' mit der kleinen Spurweite erreicht ist.

In diesem Augenblick schlägt die Ringbüchse 3 gegen die Leiteinrichtung D an, wodurch die Sperriegel 2 so betätigt werden, daß sie wieder ihre ursprüngliche Stellung einnehmen. Die Sperriegel 2 umgreifen nun das in die Stellung der schmalen Spur gebrachte Rad R' zangenartig. Der Wagen rollt von den Auflaufscheiben 1 ab, so daß seine Räder R' auf dem Gleisabschnitt B mit der neuen Spur stehen.

Durch die Ringbüchse 3 sind die in die neue Stellung gebrachten Räder R' verriegelt. Die Federn 6 halten die Ringbüchse 3 immer in Kontakt mit der Auflaufscheibe 1, so daß diese auch von bei der Fahrt auftretenden Erschütterungen nicht bewegt werden kann. Die Federn 6 sind also keine lastaufnehmenden Teile, sondern dienen nur der Erhöhung der Sicherheit.

Wenn ein Wechsel von der kleineren auf die größere Spurweite erfolgen soll, werden die Räder durch die divergente Führung G auseinandergerückt, also aus der Lage R' in die Lage R gemäß Fig. 1 bzw. 2.

Bei der Verwendung von Bremsklötzen zum Bremsen der Räder müssen diese bei der Änderung der Spurweite mit den Rädern verschoben werden. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der-Bremsklotzhalter mit einer Gabel 9 ausgestattet ist, die das Rad R berührungsfrei umgibt. Die Gabel 9 hat an ihrer Rückseite eine Ausnehmung, in die die Klinken 10 eingreifen, die an dem Bremsdreieck angelenkt sind und durch zwei Federn betätigt werden. Beim Verschieben des Rades R nimmt dieses die Gabel 9 mit. Der Bremsklotzhalter hebt die Klinke 10 an einem Ende hoch, wodurch er aus dieser Festklemmung freikommt. Wenn das Rad seine neue Lage einnimmt, hält das andere Ende der Klinke 10 den Bremsklotzhalter fest, wodurch die Bremsklötze wieder in ihre richtige Lage bezüglich des Rades R zu liegen kommen. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Längsstangen der Bremsklotzhalter diese Verschiebung gestatten. Um dies zu erreichen, müssen die entsprechenden Lagerbolzen ausreichend lang sein.

Als weiterer Anschlag für die Begrenzung der Spurweite können die Führungsstäbe 7 an ihrem freien Ende eine wulstartige Umbördelung tragen, die außerhalb der Ausnehmung 8 bzw. der Bohrung 8' liegt. Die Führungsstäbe 7 können auch an den Rädem R festgeschraubt sein, so daß ihre freien Enden in entsprechende Ausnehmungen an der Auflaufscheibe 1 ragen, wobei diese freien Enden ebenfalls mit wulstartigen Umbördelungen versehen sein können. Die Anzahl der am Umfang anzuordnenden Sperriegel 2 und Führungsstäbe 7 kann den Erfordernissen entsprechend geändert werden. Die Länge der Fiiht ungsstäbc 7 muß so bemessen sein, daß stets eine guio Kupplung mit den Rädern R gewährleistet ist.

Hierzu I Blatt /

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Spurwechselradsatz für Schienenfahrzeuge mit axial auf der Achswelle verschiebbaren Schienenrädern, auf der Achswelle fest aufgekeilten Auflaufscheiben sowie innerhalb einer jeden Auflaufscheibe gelagerten, mit ihr umlaufenden Sperriegeln, die durch eine zwangsweise axial zur Achswelle verschiebbare Ringbüchse aus und in Verriegelungslage kippbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der pistolenartig geformten Sperriegel (2) in einer Ausnehmung in der Nabe der Auflaufscheibe (1) mit seiner radial in Richtung der Achswelle (E) vorstehenden Lasche und durch die auf ihm axial verschiebbare Ringbüchse (3) mit ihrer zylindrischen Innenfläche auf seiner für das Zulassen einer Kippbewegung des einen Sperriegelendes von der Achswelle weg um die Lasche bei einer axialen Verschiebung der Ringbüchse (3) geformten Außenseite kippbar gehalten ist, wobei dieses eine Sperriegelende in bekannter Weise durch Eingriff mit der Nabe (5) des Rades (R) die jeweilig eingestellte Spurweite fixiert.

2. Spurwechselradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sperriegel (2) zwei den jeweiligen Enden der Ringbüchse (3) zugeordnete Steuerflächen aufweist, die axial beiderseits des radialen Teiles des Sperriegels angeordnet sind.

3. Spurwechselradsatz nach Anspruch !'oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Sperriegels (2) bei großer Spurweite mit der radialen Fläche des Endes der Nabe (5) des Rades (R) stirnseitig in Berührung steht und bei kleiner Spurweite in eine Ausnehmung in der Nabe eingreift.

4. Spurwechselradsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbüchse (3) durch Federn (6) stirnseitig anliegend an die Auflaufscheibe (1) gehalten wird.

5. Spurwechselradsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zur Achswelle (E) parallel verlaufende Führungsstäbe (7), die die Auflaufscheibe (1) mit dem Rad (R) kuppeln.

6. Spurwechselradsatz nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstäbe (7) an der Auflaufscheibe (1) befestigt sind und mit Ausnehmungen (8) in der Nabe (5) des Rades (R) axial verschiebbar in Eingriff stehen.

7. Spurwechselradsatz nach den Ansprüchen 1 und S, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung durch die Führungsstäbe (7) über Bohrungen (8') in der Radscheibe erfolgt.

8. Spurwechselradsatz nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperriegel (2) durch Bohrungen in der Radscheibe hindurchgehen.

9. Spurwechselradsatz nach Anspruch 1 mit einem Bremsklotzhalter, der mit einer das verschiebbare Rad umfassenden Gabel versehen ist und dessen Endstellungen durch mit dem Bremsdreieck verbundene Verriegelungsmittel bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabel (9) auf ihrer Rückseite eine Ausnehmung trägt, in die an dem Bremsdreieck angelenkte und durch Fe

dern betätigte Klinken (10) eingreifen.

10. Spurwechselradsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Gleitflächen des Rades oder der Achswelle in an sich bekannter Weise metallisiert oder mit einer Hülse aus reibungsminderndem Material oder Kunststoff versehen ist.