DE2158357C3 - Radsatzanlenkung an verwindungsweichen Drehgestellen für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radsatzanlenkung an verwindungsweichen Drehgestellen für Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind Radsatzanlenkungen bekannt (DE-GM 85 346), bei denen in Drehgesteliängsrichtung gesehen vor und hinter jedem Rollenachsiagergehäuse je ein Rahmenstützlager angeordnet ist, das zwei jeweils mit dem Drehgestellrahmen bzw. dem Rollenachsiagergehäuse über einen in eine Bohrung eingreifenden Führungszapfen verbundene Widerlager aufweist, zwischen denen gummielastische Schichten angeordnet sind, wobei zwischen dem Rollenachsiagergehäuse und jedem Rahmenstützlager zusätzliche Schraubverbindungen angeordnet sind. Bei der bekannten Radsatzanlenkung ist allerdings das Rahmenstützlager nicht über die Schraubverbindung mit dem Rollenachsiagergehäuse verbunden, sondern das Widerlager des Rahmenstützlagers stützt sich lediglich über einen Druckteller auf einen Gewindestellbolzen ab. Ein den Gewindestellbeizen enthaltender Deckel ist dabei seinerseits mittels Schrauben am Rollenachsiagergehäuse angeschraubt

Bei der bekannten Radsatzanlenkung stehen weiterhin die Führungszapfen, mit denen die Rahmenstützlager am Drehgestellrahmen bzw. am Rollenachslagergehäuse gelagert sind, zentrisch zueinander. Da zwangsläufig zwischen den Aufnahmebohrungen im rechten und linken am Radsatz angeordneten Rollenachsiagergehäuse für die Führungszapfen des Rahmenstützlagers und den Aufnahmebohrungen im Drehgestellrahmen für die Führungszapfen des Rahmenstützlagers Bautoleranzen vorhanden sind, müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, diese Bautoleranzen auszugleichen. Die einfachste derartige Maßnahme besteht darin, das Axialspiel innerhalb der Rollenachslager so zu vergrößern, daß die Bautoleranzen von dem Axialspiel aufgenommen werden. Konstruktionen dieser Art sind bekannt. Sie haben den Nachteil, daß mit zunehmender Bautoletanz je nach der Richtung der wirkenden Querkraft eines der beiden Achslager einen größeren Anteil dieser Querkraft aufzunehmen hat. Es kann auch, je nachdem wie groß das betreffende Axiaispiel gewählt ist, vorkommen, daß die Axialspielvergrößerung voll durch die Bautoleranzen aufgebraucht wird.

Bei einer weiteren bekannten Radsatzanlenkung (DE-PS 9 34 409) ist das Rollenachslagergehäuse über Achslenker mit dem Drehgestellrahmen verbunden, wobei an den Übergangsstellen zwischen jedem Achslenker und dem Drehgestellrahmen einerseits sowie dem Rollenachsiagergehäuse andererseits Kuppelstücke angeordnet sind, die Querverzahnungen aufweisen. An einer dieser beiden Befestigungsstellen ist eine Verdrehung zwischen dem Achslenker und dem mit ihm befestigten Teil möglich, die andere Befestigungsstelle ist dagegen unverdrehbar ausgebildet. Dies hat zur Folge, daß durch die Verdrehung des Achslenkers nur ganz bestimmte Bauungenauigkeiten ausgeglichen werden können, und zwar vor allem Bauungenauigkeiten zwischen den querverzahnten Flächen. Ein axialer Spielausgleich bzw. der Ausgleich sämtlicher Bautoleranzen in Querrichtung zum Drehgestell ist nicht in einfacher Weise möglich.

Auch bei einer anderen bekannten Radsatzanlenkung für ein Drehgestell mit Schraubenfedern in der Primärstufe (DE-PS 11 93 530) ist ein Ausgleich von Bautoleranzen in Querrichtung zum Drehgestell nicht ohne weiteres möglich. Hier erfolgt die Einstellung der Radsätze über Federtellerhalter. Diese Federtellerhalter sind beim Einstellen der Radsätze horizontal in allen Richtungen verschiebbar. Dies bedeutet, daß zur Erreichung einer genauen Parallelität der Radachsen und eines Fluchtens der Räder in Fahrtrichtung die Radsätze durch besondere Vorrichtungen eingestellt und vermessen werden müssen. Nach dieser Einstellung werden die Federtellerhalter durch Anschweißen fixiert.

bo Beim Wechsel eines Radsatzes muß jedesmal die Schweißstelle entfernt und der Radsatz in komplizierter Weise neu eingestellt werden.

Bei Versuchen mit schnellfahrenden Schienenfahrzeugen hat sich ergeben, daß es von großem Vorteil für

ι die Stabilität des Radsatzlaufes ist, wenn in den Rollenachslagern ein freies Axialspiel vorhanden ist, weil auf diese Weise die Masse des Drehgestellrahmens weitgehend vom Radsatz entkoppelt ist. Der Radsatz

kann dann ungehindert die bekannte Wellenlaufbewegung ausführen, ohne den Drehgestellrahmen insbesondere dann, wenn zwischen Drehgestellrahmen und Wagenkasten eine Drehhemmung angeordnet ist, gleichfalls zu einer Wellenlaufbewegung anzuregen.

Die der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Radsatzanlenkung zu schaffen, bei der die Bautoleranzen in den Abstandsmaßen zwischen den Bohrungen im Äollenachslage.gehäuse und den Bohrungen im Drehgestellrahmen ausgeglichen werden können, ohne daß das freie Axialspiel in den Rollenachslagern beeinträchtigt wird. Außerdem soli die Montage des Drehgestelles in einfacher Weise und ohne besondere Meßvorgänge für die Lage des Drehgestellrahmens in Querrichtung zu den Radsätzen möglich sein.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Wie weiter unten ausführlich erläutert, ist es mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Radsatzanlenkung möglich, die erwähnten Bautoleranzen in einfacher Weise auszugleichen, ohne daß das freie Axialspiel im Rollenachslager beeinträchtigt wird. Durch diesen Ausgleich der Bautoleranzen wird, wie bereits erwähnt, erreicht, daß alle vier Rahmenstützlager an einem Radsatz in etwa den gleichen Anteil der Querkräfte zwischen Drehgestellrahmen und Radsatz übernehmen. Dies ist für die Dimensionierung der Bauteile von erheblichem Vorteil.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Da die erfindungsgemäß ausgebildete Radsatzanlenkung vor allem für schnellfahrende Schienenfahrzeuge mit für überkritischen Wagenlauf ausgelegten Drehgestellen gedacht ist, hat es sich gemäß einem älteren Vorschlag insbesondere beim Gegenstand der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, wenn die Widerlager der Rahmenstützlager jeweils zwei dachförmig gegeneinander geneigte, symmetrisch zu einer vertikalen Ebene angeordnete Stützflächen aufweisen, deren Firstlinien horizontal und in Drehgestellängsrichtung verlaufen. Durch diese Ausbildung der Stützflächen wird erreicht, daß die Federung in Fahrzeuglängsrichtung weicher ist als in Fahrzeugquerrichtung. Hierdurch wird ein besonders stabiler Lauf der Radsätze erreicht.

Im folgenden werden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels die Eigenschaften der erfindungsgemäß ausgebildeten Radsatzanlenkung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in vereinfachter Darstellung eine Seitenansicht eines Drehgestelles mit der Radsatzanlenkung;

F i g. 2 die Aufsicht auf das Drehgestell gemäß F i g. 1 mit teilweise aufgebrochenem Drehgestellrahmen; F i g. 3 den Schnitt nach der Linie 1Π-ΙΙΙ in F i g. 2; F i g. 4 eine Teilaufsicht gemäß F i g. 3; Fig.5 in stark schematisierter Darstellung eine Hälfte des Drehgestells gemäß F i g. 1 und 2.

Das in den F i g. 1 bis 4 dargestellte Drehgestell weist einen Drehgestellrahmen 1 auf, an dem Radsätze 2 und 3 angeordnet sind. Hierbei sind die Rollenachslager für den Radsatz 2 in Rollenachslagergehäusen 4 und die Rollenachslager für den Radsatz 3 in Rollenachslagergehäusen 5 angeordnet. Der Drehgestellrahmen 1 stützt sich über die Rahmenstützlager 6, 7, 8 und 9 auf den Rollenachslagergehäusen 4 und 5 ab. Wie in den Fig. 1 und 2 angedeutet, sind die Rahmenstützjager über Führungszapfen 16. 17, 20 und 21 am Drehgestellrahmen 1 gelagert, und über Führungszapfen 18,19,22 und 23 mit den Rollenachslagergehäusen verbunden. Die Führungszapfen 18 und 19 sind hierbei gegen die Führungszapfen 16 und 17 bezogen auf den Radsatz 2 nach außen in Drehgestellängsrichtung versetzt angeordnet Ebenso sind die Führungszapfen 22 und 23 gegen die Führungszapfen 20 und 21 in bezug auf den Radsatz 3 nach außen in Drehgestellängsrichtung versetzt angeordnet In Fig.3 und 4 ist eine der vier ίο Radsatzanlenkungen des in Fig. 1 und 2 dargestellten Drehgestelles zur Verdeutlichung vergrößert dargestellt Aus F i g. 3 und 4 läßt sich entnehmen, daß das Rahmenstützlager 8 ein oberes Widerlager 10 und ein unteres Widerlager 11 aufweist Das obere Widerlager ie trägt den Führungszapfen 20, der in einer Bohrung 30 des Drehgestellrahmens 1 gelagert ist. Das Widerlager 11 ist mit dem Rollenachslagergehäuse 5 über den Führungszapfen 22 verbunden, der in einer Bohrung 32 des Widerlagers 11 und einer Bohrung 42 des Rollenachslagergehäuses 5 gelagert ist. Zwischen den Widerlagern 10 und 11 ist eine gummielastische Schicht 14 angeordnet Das Rahmenstützlager 9 weist analog ein oberes Widerlager 12 auf, dessen Führungszapfen 21 in einer Bohrung 31 des Drehgestellrahmens 1 gelagert ist während ein unteres Widerlager 13 über den in den Bohrungen 33 und 43 gelagerten Führungszapfen 23 am Rollenachslagergehäuse 5 gelagert ist. Die Widerlager 10 und 11 bzw. 12 und 13 weisen, was aus Fig.3 nicht ohne weiteres ersichtlich ist, jeweils zwei dachförmig 3d gegeneinander geneigte Stützflächen auf, deren Firstlinien 28 und 29 horizontal und in Drehgestellängsrichtung verlaufen.

Die beiden unteren Widerlager 11 bzw. 13 sind mittels Schraubenbolzen 24 und 25 bzw. 26 und 27 mit dem Rollenachslagergehäuse 5 verbunden. Hierzu am Rollenachslagergehäuse angeordnete Schraubendurchgangslöcher 34 und 35 bzw. 36 und 37 weisen einen größeren Durchmesser auf als die ihnen zugeordneten Schrauben. Wie später noch genauer erläutert wird, wird die Differenz der Durchmesser so gewählt, daß gerade die maximal möglichen Bautoleranzen im Abstand zwischen den Bohrungen im Drehgestellrahmen bzw. in den Rollenachslagergehäusen ausgeglichen werden können.

Anhand von F i g. 5 soll nunmehr die Wirkungsweise der Radsatzanlenkung sowie ein Verfahren zum Ausgleich der Bautoleranzen bei einer Radsatzanlenkung gemäß den F i g. 1 bis 4 näher erläutert werden.

F i g. 5 zeigt in stark schematisierter Darstellung die so eine Hälfte des Drehgestells gemäß Fig. 1. Es sind nur die für die Wirkungsweise der Vorrichtung unbedingt notwendigen Teile angedeutet. Am Drehgestellrahmen 1 befinden sich die Bohrungen 30 und 31 und am Rollenachslagergehäuse 5 jeweils die Bohrungen 42 und 43. Die Bohrungen 30 und 31 sind, wie bereits in F i g. 3 dargestellt, zentrisch zu den in F i g. 5 angedeuteten federnden Rahmenstützlagern 8 bzw. 9 angeordnet. Die Bohrungen 42 und 43 sind in der bereits dargestellten Weise in bezug auf den Radsatz 3 nach außen versetzt μ angeordnet. Mit C\ und C₁ ist in F i g. 5 jeweils die halbe Bautoleranz zwischen den Drehgestellrahmen und den Rollenachslagergehäusen bezeichnet. Außerdem ist mit y\ "id /2 das freie Axialspiel in den Rollenachslagern bezeichnet. F i g. 5 zeigt den Endzusland, in dem sich das « Drehgestell mit der Radsatzanlenkung nach der Montage befinden soll. Die Größen y, und y₂ sollen auf beiden Radsatzseiten gleich groß sein. Die vorhandenen Bautoleranzen ei und c werden dadurch auseeelichen.

daß die Firstlinien 28 der Rahmenstützlager 8 bzw. 9 mit der Drehgestellängsrichtung auf der einen Seite des Drehgestells den Winkel <*i und auf der anderen Seite des Drehgestells den Winkel «2 einschließen. Um diese Winkeleinstellung der Rahmenstützlager zu ermöglichen, sind, wie anhand von Fig. 3 bereits beschrieben, die am Rollenachslagergehäuse 5 vorgesehenen Schraubendurchgangslöcher mit einem größeren Durchmesser versehen als die zugehörigen Schraubenbolzen. Hierbei darf die Vergrößerung des Durchmessers der Schraubendurchgangslöcher weder zu groß noch zu klein gewählt werden. Bei ungenügender Bohrungsgröße können unter Umständen nicht die gesamten Bautoleranzen ausgeglichen werden, und bei einem Bohrungsdurchmesser der größer als erforderlich ist, könnte nach ' erfolgter Montage der Drehgestellrahmen in Querrichtung zu den Radsätzen versetzt stehen. Der Bohrungsdurchmesser wird daher um gerade so viel größer gegenüber dem Durchmesser der Schrauben gewählt, daß die maximal möglichen Bautoleranzen ausgeglichen werden können. In diesem Falle kann auf jeden aufwendigen Meßvorgang für die Lage des Drehgestellrahmens in Querrichtung zu den Radsätzen verzichtet werden.

Der Ausgleich der Bautoleranzen kann dann bei der beschriebenen Radsatzanlenkung nach einem einfachen Verfahren durchgeführt werden. Hierbei kann das Drehgestell eine Vorrichtung aufweisen, durch die das Ausdrehen des Drehgestelles unter dem Wagenkasten zumindestens bei Geradeausfahrt stark behindert ist. ^!u Solche Drehgestelle mit Drehhemmung sind bekannt bzw. in älteren Vorschlägen bereits beschrieben.

Bei der Montage des Drehgestells werden die beiden, an einem Radsatz angeordneten, Rollenachslager in der gleichen Richtung parallel zur Radachse 3 so weit verschoben, daß das freie Spiel des Radsatzes in axialer Richtung bei dein einen Rollenachslager an der Lageraußenseite (\\) und bei dem anderen Rollenachslager an der Lagerinnenscite (yfi gleich Null ist. Die Rahmenstützlager 8 und 9 sitzen nun, ohne durch die anhand von F i g. 3 beschriebenen Schraubenbolzen zusätzlich befestigt zu sein, nur mit den Zapfen in den Bohrungen 42 bzw. 43 gelagert auf den Rollenachslagergehäusen 5. In diesem Montagezustand wird der Drehgestellrahmen 1 auf die Rahmenstützlager 8 und 9 so aufgesetzt, daß die Zapfen der Rahmenstützlager in den Bohrungen 30 bzw. 31 sitzen. Sodann werden die Rahmenstützlager mit Hilfe der Schraubenbolzen an den Rollenachslagergehäusen festgeschraubt. Nach diesem Arbeitsgang ist das Drehgestell betriebsbereit. Bei der Fahrt auf geradem Gleis mit einem so eingestellten Drehgestell stellt sich ein auf beiden Seiten des Radsatzes ungefähr gleiches Axialspiel mit y\ = y2 ein, indem der Radsalz aufgrund seiner Wellenlaufbewegung den Drehgestellrahmen unter Überwindung der oben erwähnten Drehhemmung in eine Mittelage bringt. Während der Fahrt bleibt dieses Axialspiel nicht immer gleich groß. Es wird aber nach einer Störung vom Radsatz selbst immer wieder korrigiert.

Die Federkonstanten der Rahmenstützlager werden durch die Schrägstellung um die Winkel «ι und «2 nur geringfügig geändert, da bei Ausgleich der maximal auftretenden Bautoleranzen diese Winkel kleiner sind alsT.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Radsatzanlenkung an verwindungsweichen Drehgestellen für Schienenfahrzeuge, bei der in Drehgestellängsachsrichtung gesehen vor und hinter jedem Rollenachslagergehäuse je ein Rahmenstützlager angeordnet ist, das zwei jeweils mit dem Drehgestellrahmen bzw. dem Rollenachslagergehäuse über einen in eine Bohrung eingreifenden Führungszapfen verbundene Widerlager aufweist, zwischen denen gummielastische Schichten angeordnet sind, wobei zwischen dem Rollenachslagergehäuse und jedem Rahmenstützlager zusätzliche Schraubverbindungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem der Rahmenstützlager (6, 7, 8 und 9) die dem Rollenachsiagergehäuse (4 bzw. 5) zugeordnete Bohrung (32, 42, 33 bzw. 43) gegen die dem Drehgestellrahmen (1) zugeordnete Bohrung (30 bzw. 31) in Drehgesteliängsrichtung versetzt angeordnet ist und jedes Rahmenstützlager (8 bzw. 9) über die zusätzlichen Schraubverbindungen mit dem Rollenachlagergehäuse (5) verschraubt ist, wobei die am Rollenachsiagergehäuse (5) angeordneten Schraubendurchgangslöcher (34,35,36 und 37) einen größeren Durchmesser aufweisen als die zugehörigen Schraubenbolzen (24,25,26 bzw. 27).

2. Radsatzanlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den zu beiden Seiten eines Rollenachslagergehäuses (4 bzw. 5) zugeordneten Rahmenstützlagern (6, 7, 8 bzw. 9) die Bohrungen bzw. Führungszapfen (16 bis 19 bzw. 20 bis 23) spiegelsymmetrisch zum Radsatz (2 bzw. 3) angeordnet sind.

3. Radsatzanlenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Rollenachslagergehäusen zugeordneten Führungszapfen (18, 19, 22 bzw. 23) gegen die dem Drehgestellrahmen (1) zugeordneten Bohrungen bzw. Führungszapfen (16, 17, 20 bzw. 21) bezogen auf den jeweiligen Radsatz (2 bzw. 3) nach außen versetzt sind.

4. Radsatzanlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (10 und 11 bzw. 12 und 13) der Rahmenstützlager (8 bzw. 9) jeweils zwei dachförmig gegeneinander geneigte symmetrisch zu einer vertikalen Ebene angeordnete Stützflächen aufweisen, deren Firstlinien (28 und 29) horizontal und in Drehgesteliängsrichtung verlaufen.