DE2141370A1

DE2141370A1 - Drei oder mehrachsiges Drehgestell fur Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2141370A1
Application number: DE19712141370
Authority: DE
Inventors: Gyorgy Dipl Ing Szontagh Gaspar Dipl Ing Budapest Veress Arpad Dipl Ing Vecses Zahonyi Lorant Dipl Ing Szilvasi Zoltan Dipl Ing Suveges Laszlo Budapest Vizelyi, (Ungarn)
Original assignee: Ganz Mavag Mozdony , Vagon es Gepgyar, Budapest
Priority date: 1970-08-18
Filing date: 1971-08-18
Publication date: 1972-02-24
Also published as: FR2102011A5; DE2141370B2; GB1338816A; DE2141370C3

Description

Drei- oder mehrachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf die Führung der Zwischenradsätze von drei- oder mehrachsigen Drehgestellen für Schienenfahrzeuge.

Bei der Führung der Zwischenradsätze von drei- oder mehrachsigen Drehgestellen ist im allgemeinen eine technische Aufgabe zu lösen, die mehr Seiten hat als die bei der Führung der äußeren Radsätze. Bei den Zwischenradsätzen ist nämlich nicht nur die richtige und dauerhafte geometrische Anordnung des Radsatzes gegenüber dem Drehgestellrahmen sicherzustellen, sondern es ist außerdem meistens auch für ein entsprechendes

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Seitenspiel zu sorgen, und zwar im Interesse einer bestmögli-■ chen Kurvenfahrt. Gleichzeitig hat die verwendete Führung eine solche Anordnung der Tragfederung zu ermöglichen, welche für die letztere einen Ausgleichszustand und demzufolge den gleichen beziehungsweise vorgeschriebenen Achsdruck der Radsätze des Drehgestelles gewährleistet.

Nach den im praktischen Drehgestellbau üblichen Ausführungen ist die Führung der Zwischenradsätze konstruktionstechnisch von gleichem oder ähnlichem Aufbau wie die der äußeren Eadsätze, während das erforderliche oder zweckmäßigerweise im allgemeinen größere Seitenspiel in der Weise sichergestellt wird, daß die in der Querrichtung führenden Flächen der Achslagerführung für die Zwischenradsätze mit einem größeren seitlichen Spalt angebracht werden, oder es wird im Achslager selbst eine größere Bewegungsfreiheit in der Axialrichtung bei vollkommen gleicher Achslagerführung hergestellt. Das Streben nach dieser Gleichheit der Achslagerführungen als wiederkehrender Bauteile kann zwar aus Gründen der Instandhaltung und Ersatzteilversorgung als richtig bezeichnet werden, es nimmt jedoch einerseits die Bedeutung dieses Umstandes bei zeitgemäßen, das heißt keiner besonderen Instandhaltung bedürfenden Achslagerführungen ab und andererseits führt die Verwendung von gleichen oder ähnlichen Achslagerführungen zu Zwangslagen, die hinsichtlich des Drehgestellbaues und in vielen Fällen auch funktionell nachteilige Folgen nach sich ziehen. Zu diesen ,nachteiligen Folgen sind die gesteigerte Kompliziertheit des Drehgestellrahmens, die höheren Bearbeitungskosten desselben, Schwierigkeiten bei der Anordnung des Tragfedersystemes sowie die Begrenztheit des Einstellvermögens des Zwischenradsatzes zu rechnen.

Ziel der Erfindung sind die Beseitigung der obigen Nachteile und Mängel sowie die Bereitstellung eines preisgünstigeren Drehgestellrahmens für mehrachsige Drehgestelle von Schienenfahrzeugen, wobei zur Unterbringung des Tragfedersystemes und im allgemeinen der verschiedenen Bauteilgruppen

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eine größere Freiheit beziehungsweise Bewegungsmöglichkeit besteht. Zur Erreichung dieses Zieles sind die bei den Zwischenradsätzen von mehrachsigen Drehgestellen bisher verwendeten Achslagerführungen, die bei der Führung der äußeren Radsätze benutzt wurden, zu beseitigen. Das Erreichen des gesetzten Zieles beziehungsweise die Lösung der gestellten Aufgabe wird durch die Erfindung in der V/eise bewerkstelligt, daß die Führung des Zwischenradsatzes beziehungsweise der Zwischenradsätze mittels der äußeren Radsätze beziehungsweise ihrer Achslager bewerkstelligt wird, wodurch sich das ensprechende Seitenspiel des Zwischenradsatzes selbsttätig herstellt und der mehrachsige Drehgestellrahmen vom Gesichtspunkt der Führung der Radsätze aus sich zu einem zweiachsigen Drehgestellrahmen vereinfacht.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein drei- oder mehrachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge, bei welchem die Achslager der äußeren Radsätze in der Längsrichtung und senkrecht dazu in bekannter Weise geführt sind und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Achslager des Zwischenradsatzes beziehungsweise der Zwischenradsätze einzeln'durch zwei beziehungsweise ^e zwei in Fahrtrichtung vorwärts beziehungsweise rückwärts verlaufende waagerechte oder nahezu waagerechte Achslagerstege mit den Achslagern der äußeren beziehungsweise benachbarten Radsätze verbunden sind, wobei zwischen den Achslagerstegen und Achslagern elastische Bauelemente zwischengeschaltet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Führung der Zwischenradsätze von mehrachsigen Drehgestellen für Schienenfahrzeuge sind also die Achslager des Zwischenradsatzes beziehungsweise mittleren Radsatzes eines dreiachsigen Drehgestelles (^e ein Achslager an beiden Seiten des Drehgestelles) durch je zwei Achslagerstege (Wiegen) mit den Achslagernvder äußeren Radsätze verbunden. Einer der Achslagerstege verläuft also in Bezug auf die Fahrtrichtung vorwärts und der andere rückwärts. Der Achslagersteg ist entweder waagerecht angeordnet, und zwar falls

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er mit dem äußeren Achslager durch ein in der Höhe der Achse des äußeren Eadsatzes angebrachtes Bauelement, beispielsweise eine Buchse, verbunden ist, oder er kann der waagerechten Lage nahe von dieser um einige Grade abweichend angeordnet sein, falls sich das erwähnte Anschlußelement unter oder über der Achse des äußeren Eadsatzes befindet. Bei mehr als drei Achsen aufweisenden Drehgestellen sind die Achslager der Zwischenradsätze durch die erwähnten Achslagerstege teils miteinander, teils (bei der Verbindung mit dem äußeren Radsatz) mit dem Achslager des äußeren Eadsatzes verbunden. Die Verbindung der Achslagerstege mit den Achslagern ist durch ^ elastische Bauteile, beispielsweise Gummibuchsen, sicherzustellen, um die während der Fahrt im Laufe der Federung auftretenden Verschiebungen zu ermöglichen. Die Achslagerstege bewirken allein, das heißt ohne die herkömmlichen Achslagerführungen die Lösung der Führung des Zwischenradsatzes beziehungsweise der Zwischenradsätze. .

Die genannte Ausführung des mehrachsigen Drehgestelles läßt sich vorteilhaft in der V/eise ergänzen, daß die die Führung der Zwischenradsätze bewerkstelligenden Achslagerstege zugleich die Funktion der Wiegen übernehmen, und zwar das Gewicht des ungefederten Teiles des Drehgestelles und anderer darauf ruhenden Fahrzeugteile durch auf ihnen gelager- k te Tragfedern aufnehmen und die Gewichtslast an die Achslager der sich beiderseits anschließenden Eadsätze weiterleiten.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind daher zwischen den die Achslager verbindenden Achslagerstegen und dem Drehgestellrahmen Tragfedern eingesetzt.

Die Erfindung wivä. an Hand der folgenden beispielhaften ausführlichen Darlegungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

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Hierbei sind:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Ausführung der Führung des Zwischenradsatzes eines dreiachsigen Drehgestelles im Falle, daß die Abstände f^i und f_? der Zwischenradsatzachse von den äußeren Achsen ungleich sind und demzufolge auch die Steglängen t^, und to sowie die mit der Waagerechten gebildeten Winkel der Achslagerstege ungleich sind,

Figur 2 eine Einzelheit einer solchen erfindungsgemäßen Ausführung eines dreiachsigen Drehgestelles, bei welcher der den äußeren Radsatz mit dem mittleren Eadsatz verbindende Achslagersteg mit der Achse des äußeren Radsatzes verbunden

Figur 3 eine erfindungsgemäße Ausführung der Führung der ZicLschenradsätze eines vierachsigen Drehgestelles und

Figur 4- eine andere erf indungsgemäße Ausführungsform eines dreiachsigen Drehgestelles.

Nach Figur 1 ist der Zwischenradsatz durch die als Achslagerstege dienenden Stangen 1 und 2 in der Weise geführt, daß diese sich einerseits durch elastische Bauelemente G, _$. beispielsweise Gummibuchsen, mit den Achslagern des Zwischenradsatzes und andererseits durch elastische Bauelemente &2 » beispielsweise ebenfalls Gummibuchsen, mit den Achslagern der äußeren Radsätze verbunden sind, wodurch die am Zwischenradsatz auftretende Zugkraft (oder Bremskraft) Z auf die Achslager der äußeren Radsätze übertragen und über ihre Achslagerführungen an den Drehgestellrahmen 4 weitergeleitet wird, wo dann an beiden Enden an den Buchsen G^ in guter Annäherung jeweils eine 1,5 Z (1,5Z - 1,5Z) betragende Kraftwirkung auftritt. Die Führung der äußeren Radsätze kann von irgendwelcher

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üblicher Art sein, beispielsweise die in Figur 1 dargestellte mit elastischen Buchsen G^ ausgeführte Einpunkteinspannung mit starrem Ausleger, die selbstverständlich auch zur Aufnahme der an den äußeren Radsätzen auftretenden Kraftwirkungen fähig sein muß.

Die die Führung des Zwischenradsatzes bewerkstelligenden Stangen 1 und 2 können sehr wirtschaftlich auch zur Aufnahme des gefederten Gewichtes des Drehgestelles ausgenutzt werden, wie es in Figur 1 dargestellt ist. Dementsprechend sind die Stangen i und 2 zugleich Wiegen, wobei die auf diesen in Abständen ^beziehungsweise k~ von den Achsen gelagerten Tragfedern R das Gewicht des Drehgestelles und des darüberliegenden Fahrzeugteiles nach den Radsätzen zu weiterleiten und zusammen mit den ungefederten Gewichten des Drehgestelles die Achsdrücke T hervorbringen. Die Gleichheit derselben kann durch entsprechende Wahl der Maße der Abstände k^ , k^ sowie bestimmter Längenmaße des Drehgestelles gewährleistet werden.

Die Ansatzwinkel (die mit der Waagerechten gebildeten Winkel) ßC, beziehungsweise M.^ der als Wiegen wirkenden Stangen 1 und 2 sind im allgemeinen klein, denn die Abstände 1λ und fp der Radsätze des Drehgestelles sind groß. Bei der Ausführungsform nach Figur 1 sind die Achsabstände f^ und fp aus Konstruktionsgründen unterschiedlich; dementsprechend unterscheiden sich auch die Werte der Abstände beziehungsweise Winkel t^ , t~ , ky. , ko , ou * ^o · Die Werte dieser Winkel lassen sich weiter verringern, wenn die Gelenke G~ höher zu liegen kommen, beispielsweise bei der Ausführungsform nach Figur 2, bei welcher & = 0° ist. Hier ist die Unterscheidung der Winkel κ durch Indices überflüssig, da der Wert beider Winkel (λ Null ist.

•Infolge der niedrigen Werte der Winkel unterscheidet sich die algebraische Summe der an den Stangen (Wiegen) 1 und 2 übertragenen unter der Wirkung der Kraft Z ent-

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stehenden Längskräfte kaum von der am Zwischenradsatz auftretenden Zugkraft Z, wobei sie in den mit Federkräften R "belasteten Stangen (Wiegen) 1, 2 einen ganz geringen Spannungsilberschuß verursachen. Werden also zur Aufnahme der Federlasten R Wiegen verwendet und werden zu diesem Zweck die Achslagerstege 1, 2 ausgenutzt, dann dienen diese Achslagerstege 1, 2 neben der Weiterleitung der Federlast bloß zur Übertragung der Zugkraft Z_} weshalb sie mit einem sehr kleinen Hehrgewicht so ausgestaltet werden können, daß sie die zur Führung des Zwischenradsatzes nötigen Kraftwirkungen mit übertragen.

Der Zwischenradsatz braucht mit keiner anderen Führung beziehungsweise in der Fahrtrichtung oder Seitenrichtung angeordneten sonstigen Abstützung versehen zu werden, denn das Maß der Verschiebung in der Seitenrichtung (Querrichtung) bestimmen beziehungsweise begrenzen die Schienenstränge der · Bahnstrecke beziehungsweise die Spurkränze des Zwischenradsatzes eindeutig, wobei die Gummibuchsen G die dazu nötige Wiegenausschwingung spannungsfrei sicherstellen und zugleich samt den Tragfedern eine Rückstellkraft ausübend die stabile Gleichgewichtslage des Zwischenradsatzes in der Seitenrichtung günstig' herstellen.

Bei senkrechter Schwingung (bei Änderung des Wertes h) greifen zusätzliche Zug/Druckkräfte neben der sich aus der statischen Federlast R und den Zugkräften Z ergebenden Kraftwirkung an, deren Maß von der Art der Führung der äußeren Radsätze, der Länge t der Stangen (Wiegen) 1, 2, dem Ansatzwinkel cc derselben sowie der radialen Federkonstante (Härte) der Gusmibuchsen G abhängt. Der niedrige Wert dieser zusätzlichen Kraftwirkung kann mit den erhältlichen zeitgemäßen Gummibuchsen sichergestellt werden, wobei" sie in der Ausführungsform nach Figur i eigentlich durch die Gesamtdeformation von sechs in Reihe geschalteten Gummibuchsen je Drehgestellseite hervorgerufen wird. Hinsichtlich der zusätzlichen-

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Kraftwirklingen ist bei der Ausführungsform nach Figur 2, bei welcher K = 0° ist, im wesentlichen Ähnliches festzustellen. Diese zusätzliche Kraftwirkung hat eine günstige Folge, nämlich die, daß sie durch Überlagerung des Iragfedersystemes von sonst linearer Charakteristik diese in bestimmtem Maße veränderlich (progressiv) macht und zugleich eine schwingungsdämpfende Wirkung hervorruft. Beide Wirkungen beeinflussen die Federung und die Laufgüte des Drehgestelles günstig.

In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Führung von Zwischenradsätzen nach der Erfindung bei vierachsigen Radsätzen dargestellt. In dieser schematischen Abbildung erfolgt die beispielsweise gewählte Führung der äußeren Radsätze mit der am häufigsten verwendeten Achslagerführung und die Führung der beiden Zwischenradsätze wird durch Gelenkstangen 1, 2, 3₅ die gleichzeitig auch die Aufgabe von Wiegen erfüllen, siehergestellt. In dieser schematischen Abbildung sind die Stangen (Wiegen) 1, 2, 3 durch dicke Linien und die.elastischen Anschlußelemente, beispielsweise Gummibuchsen, durch kleine Kreise dargestellt. In Figur 3 sind die Achslagerstege des linksseitigen Zwischenradsatzes in Übereinstimmung mit den Symbolen der Figuren 1 und 2 mit Λ und 2 und diejenigen des rechtsseitigen Radsatzes mit 3 bezeichnet. Die Achsabstände f^j , f~ und fx sind in der Regel ungleich. Die Kennzeichnung (G,, , G₂ , G,) und die Rolle der elastischen Anschlußelemente entsprechen denen bei den in den Figuren Λ und 2 dargestellten Ausführungsformen.

Figur 4· zeigt als Beispiel den Fall, daß zur Aufnahme (durch eine entsprechende Formänderungsarbeit) des auf ein dreiachsiges Drehgestell treffenden gefederten Gewichtes ein Tragfedersystem, das heißt vier Tragfedern je Drehgestell nicht mehr genügen, weswegen die Tragfederanordnung gemäß Figur 1 nicht verwendet werden kann. Zur Führung des Zwischenradsatzes läßt sich die erfindungsgemäße Lösung auch

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in diesem Falle durch die als Beispiel dargestellte Verbindung der äußeren Achslager mit dem Drehgestellrahmen 4-an der dem Zwischenradsatz zugewandten Seite der äußeren Radsätze günstig anwenden; infolgedessen kann das gefederte Gewicht von vier Tragfedern je Drehgestellseite, insgesamt also acht gleichen Tragfedern (Tragfedersystem) aufgenommen werden. ' Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Gelenkstangen (Wiegen) gleich, und zwar mit Rücksicht darauf, daß auch die Abstände f der Radsätze des Drehgestelles gleich sind.

Wie man den Figuren entnehmen kann, sind die Drehgestellrahmen 4 von mehrachsigen Drehgestellen vom Gesichtspunkt der Führung der Radsätze aus so, als wenn sie zweiachsige Drehgestelle wären, weswegen ihre Linienführung und Bearbeitung wesentlich einfacher und auch billiger sind als bei den üblichen Ausführungen. Gleichzeitig kann durch den Einsatz von Bauteilen (Achslagern und Wiegen), die verhältnismäßig leicht mit entsprechender Genauigkeit gefertigt werden können, sowie durch die Bearbeitung (genaue Einstellung) von vier Punkten (Enden) der Drehgestellrahmen die richtige und dauerhafte Führung der Radsätze sichergestellt werden. In dieser Hinsicht ist die Führung der Zwischenradsätze nach der Erfindung besonders günstig, weil hier keine Reibung oder Verschleiß ausgesetzte Bauteile vorhanden sind, so daß sie keinerlei Bedienung bedarf und ihre Wartung darin besteht, daß die elastischen Elemente (Gummibuchsen) in bestimmten von den Abmessungen abhängigen Zeitabständen ersetzt werden.

Patentansprüche 209809/1182

Claims

Patentansprüche

ί Λ») j Drei- oder mehrachsiges Drehgestell für Schienenfahr-

V / zeuge, bei welchem die Achslager der äußeren Radsätze

in der Längsrichtung und senkrecht dazu in bekannter Weise geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achslager des Zwischenradsatzes beziehungsweise der Zwischenradsätze einzeln durch zwei beziehungsweise je zwei in Fahrtrichtung vorwärts beziehungsweise rückwärts verlaufende waagerechte oder nahezu waagerechte Achslagerstege (1, 2; 1, 2, 3; 1_} Ό mit den Achslagern der äußeren beziehungsweise benachbarten Radsätze verbunden sind, wobei zwischen den Achs— lagerstegen (1, 2; 1, 2, 3; 1» 1) und Achslagern elastische Bauelemente (G₂ , CL· ; G^ , G^ , G^) zwischengeschaltet sind.
2.) Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Achslager verbindenden Achslagerstegen (1, 2; 1, 2, 3; 1, 1) und dem Drehgestellrahmen (4) Tragfedern eingesetzt sind.

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