DE1755369A1 - Vorrichtung zur elastischen Abstuetzung des Laufwerkrahmens auf den Achslagern der Radsaetze von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elastischen Abstützung des Laufwerkrahmens auf den Achslagern der Radsätze von Schienenfahrzeugen unter Verwendung von Gummimetallelementen.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art können in zwei Grundtypen eingeteilt werden:

a) Vorrichtungen, bei denen die Federelemente nur die Aufgabe der Federung in Vertikalrichtung haben, während die Führung der Achslager gegenüber dem Laufwerkrahmen durch besondere Maschinenelmente wie z.B. Gleitführungen oder Lenker in den verschiedensten konstruktiven Ausführungen erfolgt.

b) Vorrichtungen, bei denen Federung und Führung der Achslager von einem Element übernommen werden.

Nachteilig bei den Vorrichtungen zu a) ist der große konstruktive Aufwand, der durch die Aufteilung der Federungs- und Führungsaufgabe auf 2 Maschinenelemente entsteht. Die Gleitführungen unterliegen zwangsläufig einem Verschleiß und verursachen damit Unterhaltungsaufwand. Die Lenkerführungstypen können zwar verschleißfrei gestaltet werden, sie nehmen jedoch dem Radsatz die Bewegungsmöglichkeit in der Richtung horizontallängs, teilweise sogar auch noch horizontalquer. Die in Längsrichtung starre Anordnung der Radsätze im Drehgestellrahmen erfordert zur Vermeidung von Parallelitätsfehlern der Radsätze im Laufwerkrahmen enge Fertigungstoleranzen, da der Radsatz diese Fehler nicht durch eine neue Einstellung gegenüber dem Laufwerkrahmen selbst kompensieren kann.

Die zu b) gehörigen Achsfederbauarten aus Gummielementen mit einem waagerechten Kreisquerschnitt - z.B. Kegelstumpffeder, Gockenfeder, Rollfeder - besitzen horizontal längs und -quer gleiche Federhärte. Dies ist ein wesentlicher Nachteil, da zur Erzielung eines Bewegungsablaufes, bei dem der Radsatz nur kleine Queramplituden im Spurkanal des Gleises ohne Spurkranzanlauf bis zu sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten ausführt, eine unterschiedliche Federhärte in Längs- und Querrichtung erforderlich ist.

Die Winkelfeder besitzt zwar horizontal längs und quer unterschiedliche Elestizität, die Gummi-Metall-Elemente sind jedoch zu beiden Längsseiten des Radsatzlagers derart keilförmig angeordnet, daß in Längsrichtung vorwiegend Druck- und in Querrichtung Schubbeanspruchung auftritt. Dadurch weist das System in Längsrichtung eine wesentliche größere Federhärte auf als in Querrichtung.

Wesentliches Merkmal der in Längsrichtung starren oder sehr harten Federsysteme zwischen Laufwerkrahmen und Achslagern, ist, daß sie die der Radprofilform entsprechende freie Wellenbewegung des Radsatzes strecken und damit die kritische Fahrgeschwindigkeit, bei der die Wagenkastenquerschwingungen instabil werden, höher gelegt wird. Das sich durch Verschleiß der Radreifen ausbildende Radprofil wirkt der Streckung der Radsatzwellenbewegung entgegen, so daß der kritische Zustand für die Kastenquerschwingungen schon im Bereich der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges eintreten kann. In diesem Fall müssen die Radsätze neu profiliert werden. Durch die starre oder harte Längsverbindung zwischen Achslager und Laufwerkrahmen kann sich der Radsatz im Gleisbogen nicht radial einstellen, so daß er unter einem Winkel mit dem Spurkranz gegen die Schienenfahrkante läuft und infolge des dadurch verursachten höheren Spurkranzverschleißes der Laufweg bis zum Erreichen der zulässigen Verschleißgrenzmaße sich verkürzt.

Aufgabe der Erfindung ist, diese Nachteile zu vermeiden und den kritischen Bereich der Fahrgeschwindigkeit hinsichtlich der Kastenquerschwingungen soweit zu erniedrigen, daß er ohne Gefahr durchfahren werden kann und den Spurkranzverschleiß der Radreifen weitgehend auszuschalten, so daß das Fahrzeug große Laufwege bei gleichbleibender Laufgüte zurücklegen kann, bis eine Neuprofilierung der Radsätze notwendig wird.

Gemäß Erfindung wird für die eingangs erwähnte Vorrichtung die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Laufwerkrahmen sich mit dem Schrägflächen seiner an ihm befestigten Stützen unter Zwischenschaltung von Gummi-Metall-Elementen auf parallel zur Fahrzeuglängsachse liegenden, im Querschnitt keilförmigen Tragarmen der Achslager abstützt und die zwischen den Schrägen der Stützen und Tragarme befestigten Federelemte so ausgebildet und so angeordnet sind, daß diese in Vertikalrichtung auf Druck und Schub, in Fahrzeuglängsrichtung auf Schub und quer dazu vorwiegend auf Druck beansprucht sind, wobei die Federhärte in Vertikalrichtung durch den Winkel kleines Phi bestimmbar ist und in Fahrzeuglängsrichtung wesentlich kleiner ist als quer dazu.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in den Figuren 1 - 3 dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 die Ansicht des Laufwerkrahmens mit Achslager und Abstützvorrichtung

Fig. 2 den Schnitt durch den Rahmen und die Abstützvorrichtung nach der Linie I-I

Fig. 3 den Schnitt durch die Vorrichtung nach der Linie II-II

Seitlich an den Achslagern 1 sind Tragarme 2 vorgesehen, die im Querschnitt keilförmig ausgebildet sind und deren Schrägflächen 3 in Richtung Fahrzeuglängsachse liegen. Die am Laufwerkrahmen

4 befestigten Stützen 8 weisen ebenfalls Schrägflächen 5 auf, die sich mittels der zwischen diesen Flächen und den Schrägflächen der Tragarme angeordneten Gummi-Metall-Elemente 6 auf den Tragarmen auflagern. Die Gummi-Metall-Elemente sind so ausgebildet, daß diese durch die Vertikallast F auf Schub und Druck, durch die Lagerquerkraft H[tief]y vorwiegend auf Druck und durch die Lagerlängskraft H[tief]x auf Schub beansprucht werden. Die Gummi-Metall-Elemente sind ferner so angeordnet, daß bei der Übertragung der Lagerkräfte H[tief]x und H[tief]y vom Achslager auf den Laufwerkrahmen 4 kein Kräftepaar entsteht, das ein Kippen oder Verdrehen des Lagergehäuses verursachen könnte. Durch die Größe des Anstellwinkels kleines Phi der Gummi-Metall-Elemente gegen die Senkrechte kann die Federhärte in Vertikalrichtung variiert werden, ohne daß dadurch die Federhärten in den horizontalen Richtungen insbesondere in der Längsrichtung wesentlich beeinflußt werden. Die Querfederhärte kann in an sich bekannter Weise durch einvulkanisierte Zwischenbleche 7 zur Verhinderung der Querdehnung sehr groß gemacht werden. Das Feder- und Führungssystem weist keine metallische Verbindung zwischen Lagergehäuse 1 und Laufwerkrahmen 4 auf und bildet so eine Isolierung gegen Körperschall.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß die Federung und Führung der Achslager in den drei Bewegungsrichtungen durch gemeinsame Gummi-Metall-Elemente übernommen werden und durch die Anordnung die Federhärten in den drei Richtungen weitgehend voneinander unabhängig in einem großen Bereich variiert werden können, um die federungs- und führungstechnischen Anforderungen zu erfüllen.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur elastischen Abstützung des Laufwerkrahmens auf den Achslagern der Radsätze von Schienenfahrzeugen unter Verwendung von Gummi-Metall-Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufwerkrahmen (4) sich mit den Schrägflächen (5) seiner an ihm befestigten Stützen (8) unter Zwischenschaltung von Gummi-Metall-Elementen (6) auf parallel zur Fahrzeuglängsachse liegenden, im Querschnitt keilförmigen Tragarmen (2) der Achslager (1) abstützt und die zwischen den Schrägen (3 und 5) der Stützen und Tragarme befestigten Federelemente so ausgebildet und so angeordnet, daß diese in Vertikalrichtung auf Druck und Schub, in Fahrzeuglängsrichtung auf Schub und quer dazu vorwiegend auf Druck beansprucht sind, wobei die Federhärte in Vertikalrichtung durch den Winkel kleines Phi bestimmbar ist und in Fahrzeuglängsrichtung wesentlich kleiner ist als quer dazu.