DE2052290B2 - Lagerung eines drehbar auf einer Welle angeordneten Rades, insbesondere eines Eisenbahnwagenrades für sehr hohe Achslasten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf cie Lagerung eines drehbar auf einer Achse angeordneten Rades, insbesondere eines Eisenbahnwagenrades für sehr hohe Achslasten, bei der das Radlager gegen einen an der Achse vorgesehenen Bund durch zwei kreisförmige, axial hintereinander angeordnete, an der Stirnfläche der Achse befestigte Druckplatten gehalten ist.

Beim Einsatz von Eisenbahnwagen für industrielle Zwecke besteht zunehmend die Tendenz, höhere Achslasten einzuplanen. Dies trifft insbesondere Tür Eisenbahnwagen für den internen Transport in Fabriken zu, beispielsweise für den Transport in den Verschiebebahnhöfen von Hüttenwerken. Beispiel für solche Eisenbahnwagen sind die Roheisenmischwagen und die sogenannten Gußwagen zum Befördern von gegossenen Stahlmasseln.

Im allgemeinen sind bei solchen Wagen die Räder sirjf den Achsen fest angeordnet, wobei letztere, drehbar sind. Eine moderne Entwicklung geht dahin, die Radier frei drehbar auf festen Achsen anzubringen. Ein Vorteil dieses Aufbaus besteht darin, daß die Räder in Kurven frei ihre eigene Geschwindigkeit aufnehmen können, so daß die Abnutzung zwischen Schiene und Rud, insbesondere bei den erwähnten sehr hohen Achslasten, verringert wird.

Infolge der häufig erforderlichen Stabilität der Wagen wird das aufzunehmende Gewicht üblicherweise in Bereichen außerhalb der Räder auf die Achsen übertragen. Zu diesem Zweck werden die Achsen in diese Bereiche außerhalb der Außenfläche des Rades verlängert. Dies bringt das Problem mit sich, wie das Rad in Verbindung mit der Lagerung des freien Achsendes gehaltert und in seiner Lage gehalten werden kann. Es würe möglich, über dem Achsenöle zwischen dem Rad und der Stirnfläche eine Hülse anzubringen und diese Hülse durch ein Druckplattensystem zu halten und zu befestigen, wobei diese Hülse ihrerseits das Rad und das Lager in der richtigen Lage hält

Dieser Aufbau könnte jedoch den Nachteil mil sich bringen, daß in den Bereichen der sehr hoch belasteten Achsenden und der auf ihnen montierten Hülsen diese Achsenden und Hülsen sich in einem solchen Ausmaß verformen, daß das Druckplattensystem örtlich sehr

ίο hohen Beanspruchungen ausgesetzt wird. Insbesondere dann, wenn das Druckplattensystem durch eine Anzahl von Schrauben auf der Stirnfläche des Achsendes befestigt wird, werden diese Schrauben ziemlich unterschiedlich belastet Das häufig zum Bruch dieser Schrauben oder des gesamten Druckplattensystems. Ein solcher Bruch der Schrauben kann der Grund für den Verlust der Wagen sein.

Bei der aus der DE-PS 8 60 076 bekannten Lagerung sind keine Druckplatten vorgesehen. Dort dient eine Hülse einerseits als Zwischenglied zwischen der Radlagerung und einer Mutter und anderseits als tragendes Teil für den Lagerbock, wobei die Mutter auf ein gewinde am Achsende aufgeschraubt ist Eine solche Konstruktion vermag die auftretenden Probleme nicht ausreichend zu !ösen.

Die Aufgabe d£r Erfindung besteht darin, eine Lagerung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Gefahr von Brüchen nicht auftreten kann. Insbesondere zielt die erfindungsgemäße Anordnung darauf ab, eine gleichmäßigere Belastung und Beanspruchung der Druckplatten zu erreichen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst daß die Platten nur mittig im Bereich einer an einer der Platten vorgesehenen erhöhten Zone mitein ander in Berührung stehen und daß die innere Platte mit ihrem Randbereich unmittelbar am Radlager anliegt und daß die äußere Platte mittels Schrauben, die sich durch Durchgangslöcher in der inneren Platte erstrekken, an der Stirnseite der Achse befestigt ist

Zwischen der inneren Platte und dem Radlager kann eine das Achsende umgebende Hülse angeordnet sein.

Vorzugsweise liegen die die äußere Platte befestigenden Schrauben auf einem gemeinsamen Lochkreis. Es können drei derartige Schrauben vorgesehen sein, die an den Ecken eines gedachten gleichseitigen Dreiecks liegen.

Da die beiden Platten nur in ihrem Mittelteil in Berührung miteinander stehen, können sie sich in geringem Umfange gegeneinander bewegen. Es hat sich

so gezeigt, daß diese Bewegungsmöglichkeit genügt, um die aus der nicht gleichmäßigen Verformung des Achsendes und der Hülse resultierenden Ungleichmäßigkeiten aufzunehmen. Dadurch werden die Schrauben gleichmäßig belastet, so daß zu hohe Belastungen vermieden werden. Bei der Ausführungsform mit 3 Schrauben ist es unabhängig von der ungleichmäßiger Verformung des Achsendes und der Hülse möglich, eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Kräfte auf die drei Schrauben zu erreichen.

Bei der erfindungsgemäßen Lagerung können die

beiden Druckplatten mehr oder minder im Verhältnis zueinander um deren kleinen Berührungspunkt oder die kleinen Berührungszone im Mittelbereich kippen.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist nachfol-

gend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine erfindungsgemäß ausgebildete Lagerung im axialen Schnitt, F i g. 2 eine Einzelheit aus F i g. I in der Stirnansicht.

In Fig. 1 ist ein Eisenbahnwagenrad 1 im axialen Schnitt gezeigt. Dieses Rad ist auf einer Welle 2, die einen Bund 3 aufweist, drehbar gelagert. Innerhalb der Nabe 4 des Rades 1 sind ein Kugel-Rollenlager S, ein Zylinder-Rollenlager 6 und zwei Distanzringe 7 und 8 angeordnet Das Kugel-Rollenlager 5 liegt ungefähr in einer Ebene, die senkrecht zur Achse und dort durch die Felge des Rades 1 verläuft, wo diese mit der Schiene in Berührung steht Die Innenringe der Lager 5 und 6 werden durch den Ring 7 und die Außenringe durch den ιυ Ring β voneinander getrennt

Rechts in F i g. 1 ist das Lager durch einen Satz Labyrinthdichtungsringe 9 und tO abgedichtet wobei der Labyrinthdichtungsring 10 mittels Schrauben, die im einzelnen nicht dargestellt sind, an der Nabe 4 des Rades 1 befestigt ist Der Labyrinthdichtungsring 9 liegt am Bund 3 der Welle 2 an. Links in F i g. 1 ist das Lager ebenfalls von einem Satz Labyrinthdichtungsringe 11 und 12 abgedichtet, wobei der Labyrinthdichtungsring 12 von der Mitte der Welle her in die Nabe 4 eingeschoben ist Die Schmierung der Lager 5 und 6 erfolgt durch einen Kanal in Verbindung mit einem Schmiernippel 13, wobei dieser Kanal in den Zwischenraum zwischen den Ringen 7 und 8 führt Die Welle 2 ist zu einem Wellenende 14, auf das eine Hülse 15 aufgeschoben ist, verlängert Der obere Aufbau des Eisenbahnwagens liegt derart auf dieser Hülse 15 auf, daß das Gewicht dieses oberen Aufbaues mit der Last des Wagens über die Hülse 15 auf das Wellenende 14 übertragen wird. Dies ist in F i g. 1 schematisch durch jo einen Pfeil P angedeutet. Die Hülse 15 wird in ihrer Position mit dem Rad 1 mittels eines Druckplattensystems 16,17,18 in Berührung gehalten.

Dieses Druckplattensystem besteht aus zwei Platten 16 und 17 und drei Schrauben 18. Die Druckplatte 16 ss steht über eine kreisringförmige Kante mit der Stirnfläche der Hülse 15 in Berührung. Außerdem weist die Platte 16 einen herausragenden Teil 19 auf, der nach außen gerichtet und mittig in der Platte liegt. In Berührung mit diesem herausragenden Teil steht eine -to Druckplatte 17. Diese Druckplatte 17 wird mit Hilfe der Schrauben 18 auf das Wellenende 14 zu gezogen, wozu die Stirnfläche dieses Wellenendes 14 mit mit Innengewinde versehenen Bohrungen 20 in der Druckplatte 16, wobei diese Löcher 20 von einem solchen Durchmesser sind, daß die Schraube 18 mit einem beträchtlichen Spiel durch sie hindurch verlaufen.

in F i g. 2 ist die Druckplatte 17 mit den Schrauben 18 dargestellt. Diese drei Schrauben liegen in den Ecken einer geometrischen Figur, nämlich eines gleichseitigen Dreieckes, das symmetrisch zur Achse des Systems liegt.

Wenn nun die Last P auf die Hülse 15 und von dieser Hülse 15 auf das Wellenende 14 übertragen wird, biegt sich dieses Wellenende unter dem Einfluß dieser Last nach unten. Da sich die Hülse jedoch nicht durch die Innenseite des Rades erstreckt, tritt im wesentlichen in der Hülse keinerlei Biegemoment um die gleiche Achse wie das in der Welle 2 auftretende Biegemoment auf. Dies hat zur Folge, daß sich die Stirnfläche des Wellenendes 14 und die linke Stirnfläche der Hülse 15 ein wenig im Verhältnis zueinander verdrehen, so daß die Köpfe der Schrauben 18 das Bestreben haben, sich gegenseitig in verschiedenem Ausmaß im Verhältnis zur Druckplatte 16 zu verschieben. Diese ungleichmäßige Verschiebung tritt insofern auf, als die Druckplatte 17 auf der oberfläche des Teils 19 im Verhältnis zur Druckplatte 16 kippen kann. Dieses Kippen stelt sich automatisch von selbst dadurch ein, daii die Kräfte in den drei Schrauben 18 gleich werden.

Wären nur zwei Schrauben 18 angebracht dann würde eine freie Bewegungsmöglichkeit der Platten 16 und 17 zueinander quer zur Verbindungslinie dieser beiden Schrauben bleiben. Wenn mehr als drei Schrauben 18 verwendet würden, würde die Einstellung der Druckplatte 17 gegenüber der Platte 16 immer nur so sein, daß höchstens in drei der Schrauben die Spannungskräfte im wesentlichen gleich wären, obwohl in den verbleibenden Schrauben die Unterschiede in den Zugkräften beträchtlich geringer wären als ohne eine freie Beweglichkeit der beiden Druckplatten 16 und 17 zueinander. Der beste Ausgleich der Unterschiede in den Zugkräfte in den Schrauben wird also dann erreicht, wenn nur drei Schrauben 18 verwendet werden. In diesem Falle müssen die Platten 16 und 17 die geringstmögliche Kippbewegung zueinander durchführen, wenn die Schrauben, wie bereits erwähnt die Ecken eines gleichschenkligen Dreieckes einnehmen.

Wie aus vorstehender Beschreibung hervorgeht, ergibt sich der Ausgleich der Kräfte in den Schrauben als Folge des auftretenden Biegemomentes in Wellenende 14. Durch die Anordnung des Kugel-Rollenlager 5 in der Ebene durch den aktiven Teil der Felge des Rades 1 wird das Ausmaß dieses Biegemomentes so weit als irgend möglich verringert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lagerung eines drehbar auf einer Achse angeordneten Rades, insbesondere eines Eisenbahnwagenrades Tür sehr hohe Achslasten, bei der das Radlager gegen einen an der Achse vorgesehenen Bund durch zwei kreisförmige, axial hintereinander angeordnete, an der Stirnfläche der Achse befestigte Druckplatten gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (16 und 17) nur mittig im Bereich einer an einer der Platten vorgesehenen erhöhten Zone (19) miteinander in Berührung stehen und daß die innere Platte (16) mit ihrem Randbereich unmittelbar oder mittelbar am Radlager (S, 6, 7., 8) unliegt und daß die äußere Platte (17) mittels Schrauben (18), die sich durch Durchgangslöcher in der inneren Platte (16) erstrecken, an der Stirnseite der Achse (2,14) befestigt ist.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, SaJJ zwischen der inneren Platte (16) und dem Radlager (5, 6, 7, 8) eine das Achsende (1.4) umgebende Hülse (15) angeordnet ist

3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (18) auf einem gemeinsamen Lochkreis liegen.

4. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei Schrauben (18) vorgesehen sind, die an den Ecken eines gedachten gleichseitigen Dreiecks liegen.