DE1680789B2 - Spurwechselradsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spurwechselradsatz für Schienenfahrzeuge, bei dem die Radkörper an mehreren bestimmten Stellen mit der Achswelle fest verbunden werden können und diese Verbindung in

i.> einer Umspuranlage durch ein Druckmittel vorübergehend lösbar ist, wobei gleichzeitig jeder Radkörper durch seitliche Kräfte auf der Achswelle entsprechend der neuen Spurweite verschoben wird und über Ansätze jeweils eine Zentrierung des Radkörpers erfolgt.

is Derartige Spurwechselradsätze werden dazu verwendet, um Schienenfahrzeuge möglichst schnell von einer Spur auf eine andere umstellen zu können, z. B. von der in den meisten europäischen Ländern verwendeten Normalspur auf die in Spanien oder

ίο Rußland üblichen Breitspuren bzw. umgekehrt.

Bei den bekannten Konstruktionen geht man so vor, daß vor Einlauf des Fahrzeuges in die sogenannte Spurwechselstrecke, in der der Übergang von der Breitspur auf die Normalspur bzw. umgekehrt erfolgt, mit Hilfe einer zwischen den Schienen oder seitlich neben einer Schiene angeordneten Vorrichtung beim Passieren des Fahrzeuges eine Entriegelung der Radkörper vorgenommen wird, innerhalb der Spurwechselstrecke das eigentliche Umspuren z. B. durch die Wirkung von Seitenkräften auf die Radkörper erfolgt und nach abgeschlossenem Spurwechsel wieder eine Verriegelung der Radkörper vorgenommen wird, um unbeabsichtigte Spuränderungen auszuschließen.

Die Nachteile dieser bekannten Konstruktionen bestehen darin, daß sie relativ kompliziert und aufwendig sind und keine ausreichende Betriebssicherheit über einen längeren Zeitraum gewährleisten. Außerdem mangelt es den komplizierten Konstruktionen im allgemeinen an der notwendigen Robustheit.

Diese Nachteile sind besonders unter dem Gesichtspunkt der Beanspruchung durch große horizontale und vertikale Kräfte sowie große Torsionsmomente zu sehen, denen ein Radsatz während des Fahrbetriebes ausgesetzt ist.

Aus der US-PS 11 08 467 ist es auch bereits bekannt, bei Umspurradsätzen während des Umspurens die Radkörper auf den beiden Achsteilen fest sitzen zu lassen, das heißt, daß der Sitz nicht gelöst wird und die Umstellung von der Schmal- auf die Breitspur dadurch erfolgt, daß ein Druckstück zwischen die beiden Achsteile eingeschoben und dadurch die Spurdifferenz erzeugt wird.

Auch bei dem Spurwechselradsatz gemäß der DT-PS 2 08 295 bleiben die Radkörper beim Umspurvorgang fest mit der Achswelle verbunden. Bei diesem Spurwechselradsatz sind in der Mitte des Fahrzeuges gabelförmige geteilte Lagerkörper angeordnet, die beim Umspuren geöffnet werden und einen Bund an den Halbachsen freigeben.

Aus der DT-AS 10 19 681 ist ein Spurwechselradsatz bekannt, bei dem die Radkörper auf der Achswelle kegelförmige Spannelemente befestigt sind, die durch Federkraft in der Spannstellung gehalten werden. Beim Umspuren findet dann mit Hilfe eines hydraulisch

^5 wirkenden Übertragungsgestänges der Umspurvorgang bei Entriegelung statt

Außerdem gehört aufgrund der DL-PS 12 391 ein Radsatz mit feststehender, daß heißt also mit nicht

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umlaufender Achswelle zum Stand der Technik. Dabei sind die Radkörper auf dieser Welle in Wälzlagern gelagert und, um den erwünschten Sinuslauf ausführen zu können, über eine Hohlwelle miteinander verbunden. Beim Übergang von Schmal- auf Breitspur werden s Abstandsstücke zwischen Ansätze an den Radscheiben und Flansche der Hohlwelle eingeschoben.

Bei der Konstruktion gemäß der DL-PS 3? 895 geht es um einen Gleitsitz zwischen Losrad und feststehender Achswelle, bestehend aus einem Wälzlager mit auf der Achswelle aufgezogener Gleitbuchse (Lagerinnenring), die breiter ist als die in der Nabe angeordnete Tragbuchse (Lageraußenring). Diese Wälzlager sind jedoch für eine Rotationsbewegung gebaut.

Aus der Zeitschrift »Deutsche Eisenbahntechnik«, ι? Jahrgang 8, Heft 2,1960 geht ferner als bekannt hervor, auf eine Achswelle aufgeschrumpfte Räder dadurch von dieser abzuziehen, daß Drucköl in de". Sitz eingespritzt wird. Der Jahrgang 9 dieser Zeitschrift, Heft 8, !96I beschreibt ebenfalls nur das Einspritzen von Drucköl zwischen die Preßflächen von auf die Achswelle aufgeschrumpften Radkörpern, um die Haftreibung zwischen der Welle und der Nabe durch den Ölfilm herabzusetzen.

Weiterhin gehört die FR-PS 7 53 799 zum Stand der Technik. Bei der Spurwechselradsatzkonstruktion gemäß dieser Entgegenhaltung drehen sich die Räder lose auf einer feststehenden Achswelle, und das Umspuren erfolgt durch einen Antrieb, der aus einer stationären Zahnstange, einem Zahnrad mit Kegelradgetriebe im jo Drehgestell und einem Schneckengetriebe mit Schraubtrieben an den Radsätzen besteht. Hierbei hat das öl die Aufgabe, eine Schmierwirkung auszuüben, nämlich um das Umlaufen des Rades auf der feststehenden Welle und das axiale Verschieben beim Umspuren glatt zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spurwechselradsatz zu schaffen, der einfach im Aufbau ist und dabei gleichzeitig eine ausreichende Betriebssicherheit über einen längeren Zeitraum hinweg gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einem Spurwechselradsatz der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Preß- oder Schrumpfsitz, mit dem jeder Radkörper auf der Achswelle befestigt ist, durch das Druckmittel beim Spurwechsel aufgehoben wird, das zwischen Stützringen und Halteringen sowie der Radnabe wirksam wird und Spannringe von ihren Sitzflächen abhebt.

Gemäß einer Ausführungsform ist auf der Achswelle eine mit Sitzflächen versehene Büchse angeordnet, und die Radkörper werden auf der Achswelle über Nadellager verschoben. Die Spannringe sind mit den Halteringen verbunden, welche mit leichtem Preßsitz auf den Stützringen angeordnet sind. Die Büchse ist mit vorsprungartigen Sitzflächen versehen, wobei der Abstand einander benachbarter Begrenzungskanten der Hälfte der gesamten Spuränderung entspricht. Die Halteringe sind im Querschnitt winkelförmig ausgebildet, wobei die Vorsprünge innenseitig angeordnet sind. «o Der Radkörper weist innen eine im Querschnitt T-förmig ausgebildete Radnabe auf und ist zwischen den Spannringen angeordnet. Zwischen den außen vorgesehenen Halteringen und dem Radkörper befinden sich die T-förmig ausgebildeten Spannringe, wobei sieh deren Vorsprünge auf den Vorsprüngen der Halteringe und den Vorsprüngen des Radkörpers abstützen. Die zwischen den Halteringen und der Büchse befindlichen Stützringe sind auf Wälzlagern, vorzugsweise Nadellagern gelagert. Die Kontaktflächen zwischen den Stützringen und den Halteringen sind mit Abdichtungen versehen. Die Halteringe sind mit den Spannringen mit durchgehenden Schraubverbindungen miteinander verspannt. Die Halteringe, die Spannringe und der Radkörper sind mit Kanälen für den Druckmitteldurchtritt versehen.

Die Erfindung stellt sowohl in bezug auf den konstruktiven Aufbau als auch in der Funktion eine einfache Lösung dar, die nur aus wenigen Bauteilen besteht und daher wirtschaftlich hergestellt werden kann. Sie erlaubt eine geringe Bauhöhe, was einmal auf die zweckmäßige Ausführung und Anordnung der einzelnen Radsatzteile bzw. die Funktion zurückzuführen ist, andererseits aber auch besonders darin zu sehen ist, daß ein aufwendiger Verriegelungsmechanismus überflüssig ist.

Außerdem wird hierbei noch ein Nachteil der mechanischen Verriegelungen vermieden, der darin besteht, daß diese nach langem Nichtgebrauch oft funktionsunfähig sind. Die anmeldungsgemäße Konstruktion weist ferner den Vorteil auf, daß die Preßoder Schrumpfsitze der Radkörper gemäß den normalen Radsätzen erhalten bleiben.

Die Erfindung ist anhand der Figurendarstellungen, die aber lediglich eine bestimmte Ausführungsform des Erfindungsgedankens zeigen, beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil-Axialschnitt durch einen Umspurradsatz, der dem Schnitt D-D in der F i g. 2 entspricht;

F i g. 2 verschiedene Querschnitte und Seitenansichten.

Auf der Achswelle 1 ist im Bereich des Radkörpers 2 eine Büchse 3 aufgeschrumpft. Die Büchse 3 ist mit vorsprungartigen Sitzflächen 4', 4" und 4'" versehen. Bei eingestellter Breitspur (in Fig. 1 dargestellt) befinden sich die Spannringe (5' und 5" auf den Sitzflächen 4' und 4", wo sie durch einen Schrumpf- oder Preßsitz gehalten werden.

Soll der Radkörper 2 auf Schmalspur umgestellt werden, müssen die Spannringe 5' und 5" auf die Sitzflächen 4" bzw. 4'" gebracht werden, wo sie wiederum durch einen Preß- oder Schrumpfsitz gehalten werden. Diese Umstellung geht folgendermaßen vor sich: Zwischen den Stützringen 6 und den Halteringen 8 bzw. der Radnabe 10 des Radkörpers 2 wird ein Druckmittel, z. B. Drucköl, eingebracht, so daß über die nasenförmigen Vorsprünge 9' und 8" der Halteringe 8 der Schrumpf- oder Preßsitz der Spannringe 5' und 5" an den Sitzflächen 4' und 4" aufgehoben wird. Da auf dem Umfang verschiedene in Richtung der Achswelle 1 verlaufende Nadellagerreihen 7 vorgesehen sind, kann der Radkörper 2 durch die Wirkung von Seitenkräften z. B. in einer Umspurstrecke nunmehr auf der Achswelle 1 verschoben werden. Auf den Nadeln der Nadellager 7 befinden sich Schlitten 16, die die Axialverschiebung ermöglichen.

Zwischen den Stützringen 6 und den Halteringen 8 bzw. der Nabe 10 des Radkörpers 2 herrscht ein leichter Preßsitz.

Der Radkörper 2 trägt innen eine im Querschnitt T-förmig ausgebildete Radnabe 10, welche mit Vorsprüngen 10' und 10" versehen ist. Die im Querschnitt ebenfalls T-förmig ausgebildeten Spannringe 5 sind so angeordnet, daß die Vorsprünge ti' und U" sich auf den Vorsprüngen 10' und 10" des Radkörpers 2 bzw. den Vorsprüngen 9' und 9" der Halteringe 8 abstützen.

Zum Heranführen des Druckmittels an die Kontaktflächen der Stützringe 6 mit denjenigen der Halteringe 8 bzw. der Radkörpers 2 sind Kanäle 12 vorgesehen. Mit 13 sind Abdichtungen bezeichnet. Die Verspannung der Halteringe 8 mit den Spannringen 5 sowie dem Radkörper 2 erfolgt mit Hilfe durchgehender Schraubverbindungen 14. Zwecks Zentrierung sind Zentrieransätze 15 vorgesehen. Die Druckmittelzufuhr erfolgt über Leitungen 17. Die Endstellungen der Radkörper 2 sind durch Anschläge 18 begrenzt. Als Schutz sind Abdeckbleche 19 vorgesehen, die mit Hilfe elastischer Schläuche 20 oder dgl. abgedichtet werden. Das Umspüren von der Schmalspur auf die Breitspur erfolgt völlig analog dem Umspurvorgang von der Breitspur auf die Schmalspur.

In Abwandlung der Figurendarstellung ist es auch möglich, den Radkörper nur auf zwei anstatt drei Sitzflächen aufliegen zu lassen, wobei die Halteringe im Bereich der Radscheibe gegeneinander stoßen und dann der Radkörper an diesen Halteringen z. B. durch Schrauben befestigt ist.

Ferner ist es möglich, die Achswelle geteilt auszuführen, d. h. die Radkörper mit den Umspureinrichlungen sind auf einer durchgehenden Achswelle angeordnet, während der Wagenaufbau auf seitlichen Achsstummeln abgestützt ist, wobei die seitlichen Achsstummel wiederum an den Radkörpern z. B. mit Schrauben befestigt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Spurwechselradsatz für Schienenfahrzeuge, bei dem die Radkörper an mehreren bestimmten Stellen mit der Achswelle fest verbunden werden können und diese Verbindung in einer Umspuranlage durch ein Druckmittel vorübergehend lösbar ist, wobei gleichzeitig jeder Radkörper durch seitliche Kräfte auf der Achswelle entsprechend der neuen Spurweite verschoben wird und über Ansätze jeweils eine Zentrierung des Radkörpers erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Preß- oder Schrumpfsitz, mit dem jeder Radkörper (2) auf der Achswelle (1) befestigt ist, durch das Druckmittel beim Spurwechsel aufgehoben wird, das zwischen Stützringen (6) und Halteringen (8) sowie der Radnabe (10) wirksam wird und Spannringe (5' und 5") von ihren Sitzflächen (4' und 4" bzw. 4" und 4'") abhebt.

2. Spurwechselradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achswelle (1) eine mit Sitzflächen (4', 4" und 4'") versehene Büchse (3) angeordnet ist, und die Radkörper (2) über Nadellager (7) auf der Achswelle (1) verschoben werden.

3. Spurwechselradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe (5' und 5" mit Halteringen 8) verbunden sind, welche mit leichtem Preßsitz auf den Stützringen (6) angeordnet sind.

4. Spurwechselradsatz nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (3) mit vorsprungartigen Sitzflächen (4', 4" und 4'") versehen ist, wobei der Abstand einander benachbarter Begrenzungskanten der Hälfte der gesamten Spuränderung entspricht.

5. Spurwechselradsatz nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteringe (8) im Querschnitt winkelförmig ausgebildet sind,, wobei Vorsprünge (9' bzw. 9") innenseitig angeordnet sind.

6. Spurwechselradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkörper (2) innen eine im Querschnitt T-förmig ausgebildete Radnabe (10) aufweist und zwischen den Spannringen (5' und 5") angeordnet ist.

7. Spurwechselradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den außen vorgesehenen Halteringen (8) und dem Radkörper (2) die T-förmig ausgebildeten Spannringe (5' bzw. 5") befinden, wobei sich deren Vorsprünge (11' und 11") auf den Vorsprüngen (9' bzw. 9") der Halteringe (8) und den Vorsprüngen (10' bzw. 10") des Radkörpers (2) abstützen.

8. Spurwechselradsatz nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Halteringen (8) und der Büchse (3) befindlichen Stützringe (6) auf Nadellagern (7) gelagert sind.

9. Spurwechselradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen zwischen den Stützringen (6) und den Halteringen (8) mit Abdichtungen (13) versehen sind.

10. Spurwechselradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteringe (8) mit den Spännringen (5' und 5") mit durchgehenden Schraubverbindungen (14) miteinander verspannt sind.

11. Spurwechselradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteringe (8), die Spannringe (5' und 5") und der Radkörper (2) mit Kanälen (12) für den Druckmitteldurchtritt versehen sind.