DE1477709C - Vorrichtung zum Zentrieren von Radsätzen für Eisenbahnfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zentrieren von Radsätzen für Eisenbahnfahrzeuge mit verschiedenen Zapfendurchmessern für das Nachbearbeiten der Zentrierbohrungen, bei der jeder Zapfen auf einem am Gewinde einer antreibbaren Hubspindel abgestützten gabelförmigen Trägerarm gehalten ist, wobei der Spindelhub mittels eines auf einen Endschalter einwirkenden Tasters begrenzbar ist.

Die Radsätze von Eisenbahnwagen werden, sobald der Verschleiß die zugelassenen Grenzen überschritten hat, zwecks Wiederinstandsetzung aus dem Verkehr gezogen.

Zur Bearbeitung der Rotationsflächen, wie Bandagen und Achsstummel, werden die Radsätze zwischen Spitzen eingespannt, die in an den Achsstummeln vorgesehene Zentrierbohrungen od. dgl. eingesetzt werden.

Diese Zentrierbohrungen unterliegen jedoch im Betrieb häufig Deformierungen und der Verrostung und müssen dann vor Beginn der Wiederinstandsetzung des Radsatzes nachgearbeitet bzw. retuschiert werden.

Für die Wiederherstellung der Zentrierbohrungen, welche die Achse des Radsatzes verkörpern und die Gleichachsigkeit dessen wesentlicher Teile gewährleisten, ist Grundlage die mittlere Zylinderfläche der Achsstummel.

Es wird daher angestrebt, daß die Achse des mittleren Zylinders jedes Achsstummels oder -Schenkels genau mit der Arbeitsachse der Nachbearbeitungsmaschine zur Deckung gebracht werden, wobei letztere fest ist und als Bezugsgrundlage genommen wird. Bei den üblichen Zentriermaschinen werden V-förmige Träger mit konzentrischer Verschraubung benutzt, was aber für schwere Werkstücke, wie Radsätze, unbequem bzw. unzureichend ist, einerseits, weil die Träger dann eine Größe erhalten müssen, die für Prüfmaschinen, die auch zum Nacharbeiten der Zentrierlöcher eingerichtet sind, praktisch nicht in Betracht kommen kann, andererseits, weil sie keine konstante Genauigkeit wegen ihrer zu starken Belastung ergeben.

Es ist bereits ein Hebebock mit selbsttätiger Mitteneinstellung des Werkzeuges auf Drehbänken, insbesondere Radsatzdrehbänken, bekannt (deutsche Patentschrift 882 940). Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß der gabelförmige Trägerarm mittels einer Hubspindel auf und ab bewegbar ist. Neben dem Lagergehäuse für die Hubspindel ist ein weiteres Gehäuse angeordnet, in welchem sich ein Taster befindet, der unter der Einwirkung einer Feder steht. Der Taster ist als Zahnstange ausgebildet, wobei der Zahnstangenbereich mit einem Ritzel kämmt, das mit einem weiteren Ritzel verbunden ist, welches in eine weitere Zahnstange eingreift, die mit einem Anschlag zur Betätigung des Kontaktstiftes eines Schalters dient. Die Anordnung ist derart, daß bei einer Aufwärtsbewegung der Hubspindel und damit des gabelförmigen Trägerarms die Tasterstange mit angehoben wird, wobei sich deren oberes Ende nach einem bestimmten Hub gegen den Zapfen des Radsatzes anlegt. Der Taster wird hierbei entgegen der Wirkung einer Feder in dem Maße heruntergedrückt, wie der Zapfen in die Gabel des Trägerarms eindringen kann, bis diese zum Aufliegen kommt. Dadurch ist über die Übersetzung der Zahnräder der Anschlag in eine dem Durchmesser des Zapfens entsprechende Lage eingestellt worden, in der er in einem gewissen Abstand vom Kontaktstift steht. Bei weiterem Anheben der Hubspindel trifft der Anschlag auf den Kontaktstift auf, hebt diesen an und damit die Kontakte, so daß der Stromkreis des Antriebsmotors unterbrochen wird, der die Hubspindel antreibt, so daß diese stillgesetzt wird. Für die Übertragung der Tasterbewegung sind bei dieser bekannten Anordnung mehrere Zahnstangen und Zahnritzel erforderlich, was einen vergleichsweise großen Aufwand darstellt und darüber hinaus mit dem Mangel behaftet ist, daß zwischen diesen Getriebeteilen sehr leicht Spiel besteht, sei es durch Abnutzung oder fertigungstechnisch bedingt. Dieses Spiel in den Übertragungsorganen ist jedoch von Nachteil, weil dadurch eine präzise Zentrierung und damit eine entsprechende Nachbearbeitung der Radsätze nicht mehr möglich ist, so daß diese unrund werden, was zu Schlägen auf die Lager usw. führt.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zentrieren von Radsätzen für Eisenbahnfahrzeuge mit verschiedenen Zapfendurchmessern für das Nachbearbeiten der Zentrierbohrungen zu schaffen, welche mit hoher Präzision arbeitet.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Hubspindel eine Längsbohrung aufweist, die am oberen Ende in eine Gewindebohrung übergeht, in die eine am Trägerarm drehfest, aber längsverschiebbar gehaltene, mit Außengewinde versehene Hohlspindel eingreift, in deren Hohlraum der Taster gegen die Kraft einer Feder längsverschiebbar eingesetzt ist, der an seinem oberen Ende einen Tasterkopf und an seinem unteren Ende einen auf den Endschalter einwirkenden Arm aufweist. Die erfindungsgemäße Ausführungsform stellt dabei eine außerordentlich einfache Konstruktion dar, die praktisch aus zwei ineinandergeschraubten Schraubspindeln besteht, in deren Mitte der Taster angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur einfach und genau herzustellen, sondern auch zu montieren, wobei die ganze Vorrichtung praktisch ohne Spiel nach Art einer Mikrometerschraube arbeitet, d. h. also mit hoher Präzision. Durch diese Ineinanderschachtelung der einzelnen Organe wird eine außerordentlich kompakte Bauweise erzielt. Der Radsatz liegt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit seinem Achsschenkel tangential auf den Armen von zwei gabel- bzw. V-förmigen Trägern auf, wobei in der Symmetrieebene der Träger sowohl die Achse der Verschiebung derselben als auch die Achse für die Bearbeitung der Naben liegt.

Um den Radsatz auf die Achse der Bearbeitungseinrichtung zu zentrieren, genügt es, die Träger und mit ihnen den Radsatz vertikal zu verstellen, bis die geometrische Mittelachse der mittleren zylindrischen Mantelfläche jedes Achsschenkels die gleiche Höhenlage einnimmt wie die Achse der Bearbeitungseinrichtung.

Die Höhenverstellung kann mit großer Genauigkeit vorgenommen werden, und zwar unabhängig vom Durchmesser der Achsschenkel und ohne Messung derselben. Die Verschiebung des gabelförmigen Trägers und der Gewindespindel durch die Betätigungsschraube erfolgt gleichzeitig, aber unter Relativbewegung der beiden Teile zueinander derart, daß sie mathematisch den gleichen Abstand von der Mittelachse jedes in die Gabel des Trägers eingelegten Zylinderkörpers einnehmen. Diese Lage wird dadurch erreicht, daß, sobald das obere Ende des Tasters in

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Berührung mit dem untersten Teil des Zylinderkörpers Da .O₂B₁ = χ und R₁ —R₂ = C₁C₂ = y ist, ergibt sich

kommt, der Mikrokontakt betätigt wird und ein _y

Kommando zur Unterbrechung der Verstellbewegung x = — oder y = χ · sin oc.

des gabelförmigen Trägers gibt. ^{sm Ä}

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 5 Wenn der zweite Achsschenkel genauso zentriert

nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung wird wie der erste, wird die Beziehung zwischen χ und y

erläutert, und zwar zeigt genau bestätigt. Umgekehrt wird die Beziehung auch

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht bestätigt, wenn zwei gleiche Achsschenkel zentriert

eines auf der erfindungsgemäßen Einrichtung befind- werden,

liehen Radsatzes, io Um dieses Prinzip der Erfindung zu verwirklichen,

F i g. 2 eine geometrische Darstellung des Prinzips genügt es, jedem der gabelförmigen Trägerarme einen

der Erfindung und Taster oder Fühler zuzuordnen, der sich gegen den

F i g. 3 eine Seitenansicht und teilweisen Quer- tieftsen Punkt der Umfläche des Achsschenkels anlegt,

schnitt durch eine Zentriergabel der erfindungsge- Dieser Taster ist in senkrechter Richtung beweglich,

mäßen Maschine. 15 Seine Bewegung steht zu der des Trägers genau im

Bei der Anordnung nach F i g. 1 ruht der Radsatz 1 Verhältnis y = χ · sin oc.

mit seinen Achsschenkeln 2 auf zwei gabelförmigen Eine besonders einfache Verwirklichung der Erfin-

Trägerarmen 3, die an der Grundplatte 5 der Maschine dung ergibt sich, wenn der gabelförmige Träger einen

befestigt sind, an der auch die Bearbeitungseinrich- Öffnungswinkel von 60° hat. Dann ist α = 30° und

tungen 4 für die Zentrierbohrungen gelagert sind. 20 . 1 . . .

Die Konstruktion dieser Gesamtanordnung ist sin « = _y. Das Bewegungsverhaltnis wird m diesem

derart, daß in der die Trägerarme 3 halbierenden _ _x

Symmetrieebene 6 sowohl die den mittleren Zylinder- ^ alle y = -_y.

flächen der beiden Achsschenkel 2 gemeinsame Achse Eine dementsprechend ausgeführte Anordnung ist

M-N als auch die Bearbeitungsachse U- V liegen. 25 in F i g. 3 dargestellt.

Letztere ist fest im Raum. Der eine Achsschenkel, der auf dem verschiebbaren Die Achse M-N kann hingegen in der Ebene 6 Trägerarm 3 liegt, ist mit 2 bezeichnet, der Achssenkrecht verstellt werden durch senkrechte Verschie- schenkel, dem die Lage 3' des Trägers entspricht, mit 2'. bung der Trägerarme 3 mittels eines Mechanismus, Der Trägerarm 3 ist in einer starren, mit der Grundder die genaue, automatische Zentrierung der 30 platte der Maschine fest verbundenen Führung 7 verAchse MN und der Achse UV gestattet, ohne vorher schiebbar mittels einer Hubspindel 8, die in eine Geden Durchmesser der auf den Trägern 3 aufliegenden windebohrung des Trägerarms eingeschraubt ist. Die Achsschenkel zu messen. Hubspindel 8 stützt sich mit einem Bund auf dem Das Prinzig dieses Mechanismus sei an Hand der Axialdrucklager 12 ab, das in den Führungskörper 7 F i g. 2 erläutert. 35 eingesetzt ist, und wird mittels eines Ritzels 13 be-

Eine Anfangslage des Trägers 3 ist durch die strich- tätigt.

punktierten Linien X₁B₁Y₁ dargestellt, wobei die Die Hubspindel 8 hat eine Längsbohrung 16, die Flächen B₁X₁ und .S₁F₁ bei A₁ bzw.A₁ tangential den sich am oberen Ende (bei 17) zu einer Gewindebohum O mit dem Radius R₁ geschlagenen Kreis, der dem rung verjüngt, in die eine mit Außengewinde versehene einen Achsschenkel entspricht, berührt. 40 Hohlspindel 9 eingeschraubt ist, die relativ zum Wenn man nun diesen Achsschenkel durch einen Trägerarm 3 mittels eines Keiles oder Riegels 18 unanderen vom Radius R₂ ersetzt, der in F i g. 3 ledig- drehbar, aber längsverschiebbar gehalten wird,
lieh aus Raumgründen kleiner gezeichnet ist, muß der Das Gewinde der Spindel 9 hat die gleiche Gang-Träger 3 um die Strecke χ gleich dem Abstand von B₁ richtung (rechts- oder linksgängig), im Beispiel linksnach B₂ angehoben werden, da die Lage der Achse O 45 gängig, wie die Schraube 8, aber nur die halbe Steiunverändert ist. gung. In einem durchgehenden Axialkanal der Bei diesem Hub kommt der Trägerarm 3 in die Spindel 9 ist ein Taster 10 mit einem Tasterkopf 15 Lage X₂B₂Y₂, so daß seine Tragflächen den Kreis mit verschiebbar. Gegen den Tasterkopf drückt von unten dem Radius R₂ bei A₂ und A₂ tangential berühren. eine Feder 14, wobei die Aufwärtsbewegung des Wie ersichtlich, entspricht der Hub B₁B₂ = χ des 50 Tasters 10 durch einen unteren Arm 19 begrenzt ist, Trägerarms 3 einem Hub C₁C₂ = F des tiefsten Punktes der im Normalzustand der Einrichtung gegen den des Kreises R₂ bzw. des betreffenden Achsschenkels. Endschalter 11 drückt.

Es besteht also folgende Beziehung zwischen χ und y: Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgender-

Wenn « der halbe Öffnungswinkel des gabelförmi- maßen:

gen Trägers 3 ist, ergibt sich 55 Vor dem Auflegen eines Achsschenkels auf den

Trägerarm 3 wird dieser in seine höchste Lage ge-

_ . „ bracht, wobei die Hohlspindel 9 ihre tiefste Lage im

OJS₁ = — = * _t Trägerarm 3 einnimmt.

sin oc sin oc Nachdem der Achsschenkel auf den gabelförmigen

60 Trägerarm 3 aufgelegt ist, wird dieser durch Betäti-

„. _ gung der Hubspindel 8 gesenkt, wobei sich die Hohl-

OB₂= — = ² spindel 9 und der Taster 10 relativ zum Trägerarm

sin oc sin oc aufwärts bewegen.

Sobald der Tasterkopf 15 den Achsschenkel be-

woraus folgt 65 rührt, wird der Schaltkontakt betätigt, wodurch ein

_ Kommando zur Unterbrechung der Hubbewegung

B₂B₁ = OiJ₁ — OB₂ = ^{1 2} . des Trägerarms gegeben wird.

sin oc Die Genauigkeit in der Anwendung der Vorrich-

tung ist dadurch gegeben, daß der Öffnungswinkel des gabelförmigen Trägerarms 60° ist, was gestattet, eine Relativbewegung zwischen Trägerarm und Gewindespindel im genauen Verhältnis von 1: 2 anzuwenden.

Das Gewinde der Hubspindel 8 und das für diese im Trägerarm 3 vorgesehene Muttergewinde können mit der größten möglichen Präzision ausgeführt werden, da sie praktisch auf derselben Werkzeugmaschine und von demselben Muttergewinde ausgehend geschnitten werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist grundsätzlich für jede, d. h. auch nicht senkrechte Lage der Halbierungsebene des Trägerarms 3 und des zu untersuchenden Radsatzes geeignet, vorausgesetzt, daß die Radsätze ihre Lage relativ zu den gabelförmigen Trägerarmen während deren Verstellung nicht ändern.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zentrieren von Radsätzen für Eisenbahnfahrzeuge mit verschiedenen Zapfendurchmessern für das Nacharbeiten der Zentrierbohrungen, bei der jeder Zapfen auf einem am Gewinde einer antreibbaren Hubspindel angestützten gabelförmigen Trägerarm gehalten ist, wobei der Spindelhub mittels eines auf einen Endschalter einwirkenden Taster begrenzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubspindel (8) eine Längsbohrung (16) aufweist, die am oberen Ende (17) in eine Gewindebohrung übergeht, in die eine am Trägerarm (3) drehfest, aber längsverschiebbar gehaltene, mit Außengewinde versehene Hohlspindel (9) eingreift, in deren Hohlraum der Taster (10) gegen die Kraft einer Feder (14) längsverschiebbar eingesetzt ist, der an seinem oberen Ende einen Tasterkopf (15) und an seinem unteren Ende einen auf den Endschalter (11) einwirkenden Arm (19) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde von Hohlspindel (9) und Hubspindel (8) voneinander verschiedene Steigungen aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen