DE19705888A1

DE19705888A1 - Wheel axle for rail vehicles

Info

Publication number: DE19705888A1
Application number: DE19705888A
Authority: DE
Inventors: Arnold Bokel
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1997-02-15
Filing date: 1997-02-15
Publication date: 1998-08-20
Also published as: DE59804764D1; EP0870665A2; EP0870665B1; EP0870665A3; ATE220625T1

Abstract

The axle has bearings at both sides, with outer rings fastened via pivot bearings to housing, bogie, etc. The pivot bearing rings are formed as turnable eccentrics (3) for horizontal and vertical adjustment of the axle relative to the bogie. Eccentrics on both sides can be adjusted opposite to each other. Each eccentric consists of injection moulded material, and has an inset conventional radial roller bearing (6). Each also has units for rotary adjustment through +- 180 deg, from a central rest position (O).

Description

Die Erfindung betrifft eine Radachse für Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a wheel axle for rail vehicles according to the preamble of Main claim.

Durch die DE 881 209 ist bereits ein Achslager bekannt, dessen Außenring über Zylinderrollen auf der Radachse angeordnet ist und am Mantel als Gelenklager ausgeführt ist. Dadurch ist die Achse an beiden Enden jeweils in einem Gehäuse schwenkbeweglich angeordnet. Fluchtungsfehler und insbesondere Abweichungen infolge Achsdurchbiegungen werden damit vom Zylinderrollenlager ferngehalten.From DE 881 209 an axle bearing is already known, the outer ring of which Cylindrical rollers are arranged on the wheel axle and executed on the jacket as a spherical bearing is. As a result, the axle can be pivoted in a housing at both ends arranged. Misalignment and especially deviations as a result Axle deflections are thus kept away from the cylindrical roller bearing.

Auf diese Weise gelagerte Radachsen werden für diverse Schienenfahrzeuge wie Lokomotiven, Waggons, etc. verwendet, sind über Federn in einem Drehgestell paarweise eingesetzt oder bei einfacheren Ausführungen am Waggongestell befestigt.Wheel axles mounted in this way are used for various rail vehicles such as Locomotives, wagons, etc. are used in pairs on springs in a bogie used or attached to the wagon frame in simpler versions.

Um mehrachsigen Fahrzeugen ein besseres Verhalten bei Kurvenfahrten zu geben und insbesondere den Verschleiß im Rad/Schiene-Bereich zu reduzieren, wurden Achsen auch als Lenkachsen eingesetzt, wie dies beispielsweise aus der EP 0 116 235 hervorgeht. Die verwendete Hebelmechanik verschiebt dabei das gesamte Lagergehäuse in einer horizontalen Ebene und schafft somit eine geschwenkte Lage zwischen benachbarten Radachsen.To give multi-axle vehicles better behavior when cornering and Axles have also been used to reduce wear in the wheel / rail area in particular used as steering axles, as can be seen, for example, from EP 0 116 235. The lever mechanism used moves the entire bearing housing in one horizontal plane and thus creates a pivoted position between adjacent ones Wheel axles.

Weiterhin sind Einrichtungen bekannt, die den Waggonkasten gegenüber dem Achsgestell in einer vertikalen Ebene neigen, um die dynamischen Eigenschaften bei Kurvenfahrten zu optimieren.Furthermore, devices are known that the car body opposite the axle frame incline in a vertical plane to improve the dynamic characteristics when cornering optimize.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radachse für Schienenfahrzeuge der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Verstellung möglich ist.The object of the invention is to provide a wheel axle for rail vehicles of the type mentioned Art to create, with simple means both a horizontal and a vertical adjustment is possible.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Gelenklagerringe als drehbare Exzenter zur horizontalen und vertikalen Verstellung der Radachse gegenüber dem Gestell ausgeführt sind.The object is achieved in that the spherical bearing rings as a rotatable eccentric horizontal and vertical adjustment of the wheel axis with respect to the frame are.

Durch die erfindungsgemäße Lösung kann - den Bereich Rad-Lager-Feder einer Seite der Radachse betrachtet - an einer einzigen Stelle sowohl eine Lenkbewegung in horizontaler als auch eine Neigung in vertikaler Richtung erzeugt werden. Dazu muß lediglich der Exzenter aus seiner Ruhelage gedreht werden. Auf diese Weise kann jede Achse eines Drehgestells beiderseits verstellt werden und erhält so eine optimierte Laufgeometrie bei Kurvenfahrten.With the solution according to the invention, the area of the wheel bearing spring on one side of the Viewed wheel axis - at a single point both a steering movement in a horizontal as well as a slope in the vertical direction. To do this, only the Eccentric can be turned from its rest position. In this way, each axis can be one Bogie can be adjusted on both sides and thus receives an optimized barrel geometry Cornering.

Der Exzenter kann direkt die Außenring-Laufbahn des Wälzlagers tragen oder ein handelsübliches Wälzlager kann darin eingesetzt sein. Für den zweiten Fall ist es möglich, den Exzenter aus leichterem Material, beispielsweise Aluminium-Guß herzustellen und eine gewichtsoptimierte Ausführung durch Ausnehmungen, Verstrebungen, etc. vorzusehen.The eccentric can directly support the outer ring raceway of the rolling bearing or one commercially available rolling bearings can be used in it. In the second case it is possible to produce the eccentric from lighter material, for example cast aluminum, and a Weight-optimized design through recesses, struts, etc. to be provided.

Die Erfindung wird nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.The invention is based on the example shown in the drawing described.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Radachse mit Gelenklager und darin exzentrisch angeordnetem Wälzlager, Fig. 1 is a side view of a wheel axle with pivot bearings and is eccentrically arranged bearing,

Fig. 2 die horizontale Draufsicht auf die Radachse gemäß Fig. 1, Fig. 2, the horizontal plan view of the wheel according to Fig. 1,

Fig. 3 die vertikale Draufsicht auf die Radachse gemäß Fig. 1, 2, Fig. 3, the vertical plan view of the wheel according to Fig. 1, 2,

Fig. 4 die vertikale Draufsicht auf ein Drehgestell mit Exzenterverstellung für Kurvenfahrt und Neigung, Fig. 4, the vertical plan view of a bogie with eccentric for cornering and inclination,

Fig. 5 die horizontale Draufsicht auf eine Radachse mit einseitig verstelltem Exzenter und Fig. 5 shows the horizontal plan view of a wheel axle with an eccentric adjusted on one side and

Fig. 6 die vertikale Draufsicht auf eine Radachse mit beiderseits gegensinnig verstellten Exzentern. Fig. 6 shows the vertical plan view of a wheel axle with eccentrics adjusted in opposite directions on both sides.

In den Figuren ist nur das Prinzip der erfindungsgemäßen Radachse dargestellt. Alle dafür unwesentlichen Bauteile, Funktionsmerkmale, etc. sind weggelassen.In the figures, only the principle of the wheel axle according to the invention is shown. All for it insignificant components, functional features, etc. are omitted.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Radachse ist nur der Bereich des Lagergehäuses 1 schematisch gezeigt. Das Lagergehäuse 1 ist mit Tragkonsolen 2 versehen, die wie hier nicht gezeigt, über Federn mit einem Gestellrahmen, z. B. eines Drehgestells verbunden sind. Im Inneren des Lagergehäuses 1 ist ein Exzenter 3 über teilkugelförmige Gelenklagerflächen 4 in Pfeilrichtung 5 drehbar und schwenkbar angeordnet.In the wheel axle shown in FIG. 1, only the area of the bearing housing 1 is shown schematically. The bearing housing 1 is provided with support brackets 2 , which, as not shown here, via springs with a frame, for. B. a bogie are connected. In the interior of the bearing housing 1 , an eccentric 3 is arranged such that it can be rotated and pivoted in the direction of the arrow 5 by way of part-spherical spherical bearing surfaces 4 .

Ein durch zwei Kreise angedeutetes Wälzlager 6, beispielsweise ein handelsübliches Zylinderrollenlager, ist im Abstand zur Mittellinie 7 des Gelenklagers in den Exzenter 3 eingesetzt und lagert die eine Seite der Radachse drehbar. Die nicht sichtbare andere Seite der Radachse 8 ist identisch ausgeführt.A roller bearing 6 indicated by two circles, for example a commercially available cylindrical roller bearing, is inserted into the eccentric 3 at a distance from the center line 7 of the spherical bearing and rotatably supports one side of the wheel axle. The other side of the wheel axle 8, which is not visible, is identical.

Durch eine nicht dargestellte bekannte Mechanik - beispielsweise Getriebemotor, Zahnstange, Hydraulik, Hebelkombination, etc. - können die Exzenter 3 der einen und der anderen Seite der Radachse 8 gleichsinnig oder gegensinnig um bis zu ± 180 Grad in die angegebenen Pfeilrichtungen 5 verstellt werden.The eccentrics 3 on one and the other side of the wheel axle 8 can be adjusted in the same direction or in opposite directions by up to ± 180 degrees in the indicated arrow directions 5 by a known mechanism (not shown), for example a gear motor, rack, hydraulic system, lever combination, etc.

Die Auswirkung auf die Radachse 8 gegenüber dem Gestellrahmen 9 geht aus den nächsten Figuren hervor.The effect on the wheel axle 8 in relation to the frame 9 can be seen in the next figures.

In Fig. 2 und 3 ist nochmals die Ruhestellung O gemäß Fig. 1 dargestellt. Der Gestellrahmen nimmt gegenüber der daran über Federn 10 abgestützten Radachse 8 mit daran befestigten Rädern 11 die kleinste Höhe ein und ist horizontal ausgerichtet. Dies entspricht einer Geradeausfahrt auf einem horizontal ausgerichteten Schienenpaar. In Fig. 4 sind die Positionen von zwei an einem Drehgestell angeordneten Radachsen 8 dargestellt, die für die Kurvenfahrt auf einem geneigten Schienenpaar eingestellt sind. Der rechte Exzenter 3 der oberen Radachse 8 ist dabei in die Position H verstellt, die in Fig. 1 eingezeichnet ist. Der rechte Exzenter 3 der unteren Radachse 8 nimmt dagegen die Position V gemäß Fig. 1 ein. Die links dargestellten Exzenter 3 sind unverändert in der Position O. Dadurch ergibt sich eine Neigung des Gestellrahmens 9 gegenüber der Radachse 8 und gegenüber dem Schienenpaar nach rechts fallend, was jedoch aus Fig. 4 nicht hervorgeht. Darüberhinaus wird eine gegensinnige Schiefstellung bei den Radachsen 8 aus der rechtwinkeligen Lage zur Mittelachse des Gestellrahmens 9 bewirkt, wodurch eine Lenkwirkung und damit eine Anpassung an die Kurvengeometrie erreicht wird.In FIGS. 2 and 3, the rest position O 1 is again shown in FIG. FIG. The frame frame occupies the smallest height with respect to the wheel axle 8 supported thereon by springs 10 with wheels 11 attached thereto and is aligned horizontally. This corresponds to driving straight ahead on a horizontally aligned pair of rails. In FIG. 4, the positions are shown of two arranged on a bogie wheel axles 8 which are set for cornering on an inclined rail pair. The right eccentric 3 of the upper wheel axle 8 is adjusted to the position H, which is shown in FIG. 1. The right eccentric 3 of the lower wheel axle 8 , on the other hand, occupies position V according to FIG. 1. The eccentrics 3 shown on the left are unchanged in position O. This results in an inclination of the frame 9 with respect to the wheel axis 8 and with respect to the pair of rails falling to the right, but this does not appear from FIG. 4. In addition, an opposite skewing of the wheel axles 8 is caused from the right-angled position to the central axis of the frame 9 , whereby a steering effect and thus an adaptation to the curve geometry is achieved.

In Fig. 5 ist eine einzelne Radachse 8 dargestellt, die in horizontaler Richtung nicht verstellt ist und durch Verstellung des linken Exzenters in Stellung U eine maximale Neigung des Gestellrahmens 9 bewirkt. Der rechte Exzenter 3 ist in Position O. Um jedoch eine Lenkverstellung der Radachse 8 in horizontaler Richtung zu vermeiden, können während des Stellvorganges aus der in Fig. 2 dargestellten Ruhelage zunächst beide Exzenter 3 gleichsinnig von der Ruhestellung O in die Stellung H gebracht werden. Danach wird der linke Exzenter 3 von H nach U gestellt und der rechte Exzenter 3 gegensinnig aber synchron zum linken Exzenter 3 zurück in die Ruheposition O gebracht.In Fig. 5, a single wheel axle 8 is shown, which is not shifted in a horizontal direction and, by adjustment of the eccentric left in position U, a maximum inclination of the rack frame 9. The right eccentric 3 is in position O. However, in order to avoid a steering adjustment of the wheel axle 8 in the horizontal direction, both eccentrics 3 can first be brought in the same direction from the rest position O into the position H during the adjustment process from the rest position shown in FIG. 2. Then the left eccentric 3 is moved from H to U and the right eccentric 3 is brought back into the rest position O in the opposite direction but in synchronism with the left eccentric 3 .

In Fig. 6 ist eine Position der Radachse 8 dargestellt, die ausschließlich in horizontaler Richtung geneigt ist. Dabei befindet sich der linke Exzenter 3 in Stellung V, der rechte 3 in Stellung H. Aus der Ruheposition O wird dies durch synchrones gegensinniges Stellen der Exzenter 3 erreicht. Dabei erfolgt keine Neigung in vertikaler Richtung gegenüber dem Gestellrahmen 9.In FIG. 6, a position of the wheel axle 8 is shown, which is inclined exclusively in the horizontal direction. The left eccentric 3 is in position V, the right 3 in position H. From the rest position O this is achieved by synchronously setting the eccentrics 3 in opposite directions. There is no inclination in the vertical direction with respect to the frame 9 .

Die Beispiele zeigen, daß durch Verstellung des erfinderungsgemäßen Exzenters 3, insbesondere bei Betrachtung eines zweiachsigen Schienenfahrzeuges und Exzenterverstellung an beiden Seiten beider Radachsen, sich vielseitige Kombinationen von Verstellungen in vertikaler und/oder horizontaler Richtung, bis hin zur reinen Niveauregulierung erreichen lassen.The examples show that by adjusting the eccentric 3 according to the invention, especially when considering a two-axle rail vehicle and adjusting the eccentric on both sides of the two wheel axles, versatile combinations of adjustments in the vertical and / or horizontal direction can be achieved, up to pure level regulation.

Claims

1. wheel axle for rail vehicles with bearings arranged on both sides, the outer rings of which are pivotably arranged via spherical bearings on a housing, frame, etc., characterized in that the spherical bearing rings as rotatable eccentrics ( 3 ) for horizontal and vertical adjustment of the wheel axis relative to the frame ( 9 ) are executed.

2. Wheel axle according to claim 1, characterized in that an opposite adjustment of the eccentric ( 3 ) is provided on both sides to each other.

3. Wheel axle according to claim 1 or 2, characterized in that the eccentric ( 3 ) consists of an injection molding material and a commercially available radial roller bearing ( 6 ) is used.

4. Wheel axle according to one of the preceding claims, characterized in that the eccentric ( 3 ) is provided with devices for rotary adjustment by ± 180 degrees starting from a central rest position (O).