DE1605837C3 - Eisenbahnwagen-Drehgestell - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Eisenbahnwagen-Drehgestell mit einem federunterstützten Querträger, zwei seitlichen, jeweils ein Fenster zur Aufnahme und Führung der Querträgerenden aufweisenden Rahmenteilen und zwei jeweils parallel zum Querträger angeordneten Torsionswellen, die in am Querträger angebrachten Lagern drehbar gelagert sind und jeweils in Kurbelarmen mit einem parallel zur Torsionswelle gerichteten Zapfen enden, für den eine Aufnahme jeweils an den seitlichen Rahmenteilen vorgesehen ist

Ein Eisenbahnwagen-Drehgestell der vorgenannten Art ist bereits aus der USA.-Patentschrift 2751857 bekannt. Diese Veröffentlichung beschäftigt sich in erster Linie mit dem Problem, ein schwingungsdämpfendes System vorzusehen, durch welches der Querträger eines Eisenbahnwagen-Drehgestells in bestimmter Weise mit den beiden, jeweils seitlich zum Querträger angeordneten Torsionswellen gekoppelt wird, derart, daß dieses System sowohl eine erschütterungsfreie oder zumindest erschütterungsarme Aufhängung des Querträgers selbst als auch gleichzeitig eine Verminderung der Drehschwingungen der Torsionswellen gewährleistet. Es ist hierbei nämlich zunächst nicht daran gedacht, ,die Abfederung des Querträgers mittels Stützfedern vorzunehmen, die diesem untergelegt sind. Vielmehr soll der Querträger primär durch die Torsionswellen abgestützt \verden, wodurch aber andererseits Maßnahmen zur Kompensation der bei Belastung auftretenden Drehbewegungen der Torsionswellen erforderlich sind.

Diese Maßnahmen bestehen gemäß der genannten USA.-Patentschrift in der Verwendung von Schraubenfedern, die jeweils um eine Torsionswelle herum angeordnet und einerseits mit letzterer fest verbunden, andererseits aber auch jeweils mit dem Querträger gekoppelt sein müssen.

In der genannten USA.-Patentschrift wird zwar eingeräumt, daß die seitlichen Rahmenteile des Untergestells zusätzlich federunterstützt sein können, doch wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der- ' artige Stützfedern überhaupt nicht vorhanden zu sein brauchen. Die Konstruktionsweise des schwingungsdämpfenden Systems ist daher gemäß der genannten USA.-Patentschrift von vorneherein darauf abgestellt, daß Unterstützungsfedern entbehrlich sind.

Zur weiteren Beurteilung der aus der genannten USA.-Patentschrift hervorgehenden Anordnung soll nunmehr untersucht werden, welche Bewegungen die Konstruktionselemente des schwingungsdämpfenden Systems der bekannten Anordnung relativ zueinander unter üblichen Betriebsbedingungen ausführen. Die Beantwortung dieser Frage ergibt sich daraus, daß die bekannte Anordnung folgende Konstruktionsmerkmale aufweist:

a) Ein jeweils seitlich am Querträger angeordnetes Lager für eine Torsionswelle besteht aus einem fest mit dem Querträger verbundenen Lagerbügel und einem Deckelteil, der mit dem Lagerbügel verschraubt ist. Ferner ist ein Ende der die Torsionswelle teilweise umgebenden Schraubenfeder mit den Teilen des Lagers fest verbunden, während das andere Ende dieser Feder an der Torsionswelle selbst befestigt ist. Die Torsionswelle wird von diesem Lager praktisch spielfrei aufgenommen, da der Innendurchmesser des Lagerkörpers dem Außendurchmesser der Torsionswelle entspricht.

b) Ein jeweils am seitlichen Rahmenteil vorhandenes Lager für einen Drehzapfen eines Kurbelarmes der Torsionswelle wird durch eine entsprechende Bohrung eines Gleitbackens gebildet, der seinerseits innerhalb eines Horizontalschlitzes des betreffenden Rahmenteils gleitbar angeordnet ist

Infolge der durch die vorgenannten Merkmale a und b gekennzeichneten Konstruktionsweise der schwingungsdämpfenden Vorrichtung des bekannten Eisenbahnwagen-Drehgestells werden die in vertikalen Richtungen stattfindenden, durch die entsprechenden Bewegungen des Querträgers bedingten Auf- und Abbewegungen der jeweiligen Torsionswelle, die hierbei gleichzeitig eine Drehbewegung in

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ihren Lagern am Querträger ausführt, über die jewei- gleich zur bekannten Vorrichtung wesentlich einf acheligen Kurbelarme der Torsionswelle auf die Gleit- ren Konstruktionsweise des Drehgestells, sondern backen übertragen, welche hierdurch ihrerseits zu zufolge der erfindungsgemäßen Anordnung und Laentsprechenden gleitenden Hin- und Herbewegungen gerung der Torsionswellen und der hieraus resultiein horizontalen Richtungen innerhalb der hierfür 5 renden Bewegungsmöglichkeit ihrer Rotationsachsen vorhandenen Schlitze veranlaßt werden, unter gleich- in sehr vorteilhafter Weise auch zu der erwünschten zeitiger Mitnahme der in den Bohrungen der Gleit- Kompensation von Schaukelbewegungen des Querbacken sich drehenden Zapfen der Kurbelarme, trägers des Drehgestells, dessen Schwingungsdämp-Somit treten bei der bekannten schwingungsdämp- fung gleichzeitig durch seine Federunterstützung fenden Vorrichtung die folgenden Bewegungen auf: io vollkommen sichergestellt ist.

1. Die horizontal verlaufende Rotationsachse einer Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind jeden Torsionswelle bewegt sich bei entspre- der Radius eines jeden Kurbelarmes und der Durchchender Beanspruchung der Torsionswelle messer der jeweiligen Torsionswelle so gewählt und durch den Querträger praktisch längs einer ver- aufeinander abgestimmt, daß auch bei Horizontaltikalen Ebene. 15 lage der Kurbelarme zwischen der Innenwandung der

2. Die ebenfalls horizontal gerichtete Rotations- Schlitze und der entsprechenden Umfangsfläche der achse eines jeden Kurbelzapfens der Torsions- Torsionswelle ein Spielraum unabhängig von der howelle bewegt sich gleichzeitig längs einer waage- rizontalen Hin- und Herbewegung des Querträgers in rechten, zur Rotationsachse rechtwinklig verlau- den Fenstern vorhanden ist

fenden Ebene. Diese Ebene bildet also auch mit 20 Weiterhin ist die Breite eines jeden Schlitzes in der

der vertikalen Ebene, längs der sich die Achse Vertikalrichtung so gewählt, daß zwischen den hori-

der Torsionswelle bewegt, einen rechten Winkel. zontalen Wandungen der Schlitze und der entspre-

Auf Grund der Konstruktionsweise der aus der ge- chenden Umfangsfläche der Torsionswellen stets ein

nannten USA.-Patentschrift hervorgehenden Schwin- Spielraum vorhanden ist

gungsdämpfenden Vorrichtung ergibt sich jedoch as Bewegt sich das eine Ende des federunterstützten

insbesondere der Nachteil, daß die Fertigung dieser Querträgers nach unten, dann dreht der Kurbelarm

Vorrichtung verhältnismäßig kompliziert ist und da- die Torsionswelle um den Kurbelarm am anderen

her einen entsprechenden hohen Material-, Arbeits- Ede ebenfalls in der gleichen Richtung nach unten,

und Kostenaufwand erfordert Hinzu kommt, daß so daß beide Enden des Querträgers gleichzeitig

durch die sich in Betrieb in ihren zugehörigen Füh- 30 jeweils in der gleichen Richtung auf- und abbewegt

rungsschlitzen hin- und herbewegenden Gleitbacken werden.

relativ große Reibungskräfte auftreten, die leicht zu Da Lagerhülsen für die Kurbelzapfen der Kurbel-Verschleißerscheinungen an den entsprechenden arme und die Ansätze mit offenen Schlitzen in den Bauteilen führen können. Weiterhin können die Rahmenteilen bzw. den Querträger eingebaut oder dauernden, hohen mechanischen Beanspruchungen 35 auch getrennt befestigt sein können, ist es einfach, der Schraubenfedern, die eine Torsionswelle jeweils die Lagerhülsen und die Torsionswelle in einem alteilweise umgeben, die zu Materialermüdungen und ten, im Betrieb befindlichen Drehgestell anzubringen, unter Umständen zu Defekten führen, insbesondere Die Entfernung zwischen den Drehpunkten der an den Verbindungsstellen mit der Torsionswelle Kurbelzapfen und der Torsionswelle ist so gewählt, bzw. mit deren Lager. Schließlich ist es unwahr- 40 daß unter Normalbedingungen bei auf den Dämpscheinlich, daß durch die relativ verwickelten Bewe- fungsfedern gelagertem Querträger sie immer in Argungsvorgänge bei der bekannten Vorrichtung eine beitsstellung stehen. Auf diese Weise ist eine Steueausreichende Schwingungsdämpfung erzielbar ist. rung der beiden Querträgerenden gegeben. Werden

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Dämpfungsfedern entfernt, so daß sich der Quernun die Aufgabe zugrunde, ein Eisenbahnwagen- 45 träger senken kann, dann dreht sich die Torsions-Drehgestell zu schaffen, bei dem unter Vermeidung welle, sobald sich die Kurbelarme bewegen, aus den der Nachteile der bei dem bekannten Drehgestell offenen Schlitzen der Ansätze des Querträgers heraus vorgesehenen schwingungsdämpfenden Vorrichtung und hängt frei. Sie ist nur noch durch die seitlichen sowohl eine optimal schwingungsgedämpfte Aufhän- Rahmenteile gehalten, jedoch vollständig von dem gung des Querträgers insgesamt, als auch ein Aus- 5° Querträger frei. Hierdurch ist es einfach, den Quergleich der Auf- und Abbewegungen der einander ge- träger die Ausgleichsvorrichtung und das Drehgestell genüberliegenden Enden des Querträgers gewährlei- zusammen-oder auseinanderzubauen,
stet ist, um ein Schaukeln des Eisenbahnwagens wäh- Es folgt nunmehr eine Beschreibung eines in den rend der Fahrt weitgehend zu verringern. Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels der Er-

Diese Aufgabe wird bei einem Eisenbahnwagen- 55 findung. Es zeigt

Drehgestell der eingangs genannten Art dadurch ge- Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Hälfte eines Endes

löst, daß die seitlichen Rahmenteile jeweils ortsfeste, eines Querträgers, wobei verschiedene Teile wegge-

d. h. nicht horizontal gleitende Drehlager für die lassen sind und ein Teil des Seitenrahmens im Schnitt

Kurbelzapfen der Kurbelarme aufweisen und die dargestellt ist,

Torsionswellen jeweils in auf den dem Querträger 60 Fig.2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der

abgewendeten Seiten dauernd offenen Schlitzen von Fig. fund

Ansätzen des Querträgers liegen, wodurch sich die Fig.3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der

horizontal gerichteten Rotationsachsen der Torsions- Fig. 1.

wellen bei den Auf- und Abbewegungen des Querträ- Ein Querträger 1 eines Eisenbahnwagens weist

gers auf Kreisbahnen bewegen, deren Mittelpunkte 65 eine Drehscheibe! auf und ragt mit seinen beiden

jeweils durch die horizontal gerichtete, ortsfeste Dreh- Enden in ein seitliches Rahmenteil 3 eines Drehge-

achse eines Kurbelzapfens gebildet sind. stells mit Fenstern 4. Der Querträger 1 ist im Fen-

Die Erfindung führt nicht nur zu einer im Ver- ster4 von Dämpfungsfedem 5 und 6 unterstützt. Die

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Dämpfungsfedern 5 und 6, ruhen auf dem seitlichen dann auf Grund der Schwerkraft weiter abwärts, bis

Rahmenteil und drücken den Dämpfungsteil 7 in er die in gestrichelten Linien angedeutete Lage bei

Eingriff mit einer Verschleißplatte 8 am Rahmen, die 20 einnimmt und der Querträger 1 ohne Behinderung

sich in einer Keiltasche 9 im Querträger 1 befindet. entfernt werden kann. Bei weiterer Demontage kann

Da beide Enden des Querträgers 1 durch Federn 5 man auch die seitlichen Rahmenteile auseinander beunterstützt sind, können sie sich in bezug auf die seit- wegen, um auf diese Weise die Kurbelzapfen 13 aus liehen Rahmenteile 3 in üblicher Weise frei auf- und ihren Lagerhülsen 14 entfernen zu können. Die Kurabbewegen, beiarme, die Kurbelzapfen und die Torsionswelle

Eine Torsionswelle 11 erstreckt sich quer über das bleiben, gehalten von den beiden seitlichen Rahmen-Drehgestell und parallel zu dem Querträger 1 und *o teilen 3, so lange an Ort und Stelle, bis die Trennung endet in Kurbelarmen 12, die ihrerseits Kurbelzapfen der Rahmenteile erfolgt ist. Solange die inneren Ha-13 aufweisen. Diese Kurbelzapfen 13 mit jeweils ho- kenkeile 21 und die Hakenkeile 22 an dem Querträrizontal gerichteter, ortsfester Achse sitzen in Lager- ger 1 die beiden Rahmenteile 3 an einer Trennung hülsen 14, die entweder am seitlichen Rahmenteil 3 hindern, bleiben die Torsionswelle 11 und der Ausangeschweißt oder mit diesem in einem Stück gegos- 15 gleichsmechanismus an ihrer Stelle,
sen sein können, wobei die Lagerhülsen 14 nach in- Wird die Vorrichtung bei einem alten Standardnen in Richtung zu der Wagenmitte hin offen sind. Eisenbahnwagen-Drehgestell verwendet, so werden

An der Außenfläche des Querträgers 1 sind hori- die Lagerhülsen 14 an den seitlichen Rahmenteilen 3

zontal geschlitzte Ansätze 15 angeschweißt, angegos- angeschweißt oder vernietet. Die Ansätze 15 mit den sen oder sonstwie angrenzend an die Seitenrahmen ao Schlitzen 19 werden ebenfalls an dem Träger 1 ange-

(Rahmenteil 3) und die Torsionswellen 11 befestigt schweißt und angenietet. Dann können der Querträ-

Bei normalem Gebrauch des Eisenbahnwagens ger und das seitliche Rahmenteil in üblicher Weise verlaufen die Kurbelarme 12 horizontal und die Ho- miteinander vereinigt werden. Gleichzeitig werden rizontalbewegung des Querträgers 1 innerhalb des die Kurbelzapfen 13 der Torsionswelle 11 in die Fensters 4 wird durch Gleitbacken 16 und 17 auf 25 Drehlager (Lagerhülse 14) eingesetzt, wobei sich die dem Träger und dem Rahmen des Wagens begrenzt. Torsionswelle in der durch die gestrichelten Linien Der Radius des Kurbelarms 12 ist so gewählt, daß 20 in Fig. 3 dargestellten Lage befindet Sobald der bei Horizontallage des Kurbelarms und bei einer Be- Querträger 1 angehoben wird, werden die Kurbelwegung des Querträgers nach rechts in Fig. 3, um arme 12 gedreht und gelangen in den Schlitz 19, bis die Oberflächen der Teile 16 und 17 aneinander zu 30 sie eine Lage oberhalb der in Fig. 3 dargestellten erbringen, immer noch ein Spielraum zwischen dem reicht haben. Dann können die Dämpfungsfedern 5 Umfang der Torsionswelle 11 und der gekrümmten und 6 eingesetzt werden, und der Querträger 1 wird Innenwandung 18 des Schlitzes 19 in den Ansätzen durch sie unterstützt, wobei die Torsionswelle 11 15 bleibt Auf diese Weise kann sich der Querträ- sich in der in der Zeichnung dargestellten Lage beger 1 frei auf- und abbewegen und die Torsionswelle 35 findet. Wenn der Querträger 1 bei der Demontage 11 drehen, wodurch die Gefahr ausgeschlossen ist, abgesenkt wird und die Federn 5 und 6 entfernt werdaß die Torsionswelle aus dem Ansatz 15 gerät, so- den, dann werden die Torsionswellen 11 allmählich lange der Querträger während der Fahrt auf den aus den Schlitzen 19 herausgedreht, wobei die Tor-Dämpfungsfedern aufliegt, sionswelle bereits von dem Querträger gelöst ist,

Sobald aber die Dämpfungsfedern 5 und 6 entfernt 40 während sich dieser noch im oberen Teil des Fen-

werden, kann der Querträger 1 in dem Fenster 4 ab- sters4 befindet, der die Verschleißplatte 8 enthält,

gesenkt werden, um das Wagengestell in üblicher Dies ist wichtig, weil nach dem erneuten Zusammen-

Weise auseinander zu nehmen. Tritt dies ein, dann bau, wenn der Querträger 1 nach oben bewegt wird,

wird sich gemäß Fig. 3 der Kurbelarm 12 gegen den er in den oberen Teilen der Fenster ausgerichtet

Uhrzeigersinn so weit drehen, bis er sich aus dem 45 wird, bevor es notwendig ist, die Torsionswelle 11 in

Schlitz 19 herausdreht. Der Kurbelarm dreht sich die Schlitze 19 der Ansätze 15 einzuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Eisenbahnwagen-Drehgestell mit einem federunterstützten Querträger, zwei seitlichen, jeweils ein Fenster zur Aufnahme und Führung der Querträgerenden aufweisenden Rahmenteilen und zwei jeweils parallel zum Querträger angeordneten Torsionswellen, die in am Querträger angebrachten Lagern drehbar gelagert sind und jeweils in Kurbelarmen mit einem parallel zur Torsionswelle gerichteten Zapfen enden, für den eine Aufnahme jeweils an den seitlichen Rahmenteilen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Rahmenteile (3) jeweils ortsfeste, d.h. nicht horizontal gleitende Drehlager (Lagerhülsen 14) für die Kurbelzapfen (13) der Kurbelarme (12) aufweisen und die Torsionswellen (11) jeweils in auf den dem Querträger (1) abgewendeten Seiten dauernd offenen Schlitzen (19) von Ansätzen (15) des Querträgers liegen, wodurch sich die horizontal gerichteten Rotationsachsen der Torsionswellen bei den Auf- und Abbewegungen des Querträgers auf Kreisbahnen bewegen, deren Mittelpunkte jeweils durch die horizontal gerichtete, ortsfeste Drehachse eines Kurbelzapfens (13) gebildet sind.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius eines jeden Kurbelarmes (12) und der Durchmesser der jeweiligen Torsionswelle (11) so gewählt und aufeinander abgestimmt sind, daß auch bei Horizontallage der Kurbelarme (12) zwischen der Innenwandung (18) der Schlitze (19) und der entsprechenden Umfangsfläche der Torsionswelle (11) ein Spielraum unabhängig von der horizontalen Hin- und Herbewegung des Querträgers (1) in den Fenstern (4) vorhanden ist.

3. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite eines jeden Schlitzes (19) in der Vertikalrichtung so gewählt ist, daß zwischen den horizontalen Wandungen der Schlitze (19) und der entsprechenden Umfangsfläche der Torsionswellen (11) stets ein Spielraum vorhanden ist.