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Dämpfungsvorrrhtung am Radsatzlager eines Schienenfahrzeuges.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung am Radsatzlager
eines Schienenfahrzeuges, bei dem jedes Achslagergehäuse über mindestens in Fahrzeuglängsrichtung
elastisch wirksame Federelemente mit dem Rahmen bzw. dem Drehgestellrahmen des Fahrzeuges
verbunden ist.
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Schienenfahrzeuge mit derartig ausgebildeten Radsatzlagern haben den
Vorteil, daß sich die Radsätze beim Befahren eines Gleisbogens kurvenradial einstellen
können. Dieses kurvenradiale Einstellen der Radsätze hat nämlich zur Folge, daß
der Rad- und Schienenverschleiß stark reduziert wird und beim Befahren der Gleisanlage
sehr viel geringere Kräfte auf den Oberbau ausgeübt werden. Ein Nachteil der in
Fahrzeuglängsrichtung und gegebenenfalls Fahrzeugquerrichtung elastischen Anlenkung
der Radsätze besteht darin, daß gerade infolge dieser elastischen Anlenkung Schwingungen
des Radsatzes in Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung, sowie Drehschwingungen
um seine senkrechte Mittelachse angeregt werden können, wodurch der Radsatzlauf
instabil wird, und die Grenzgeschwindigkeit des Fahrzeuges, bezogen auf den Radsatzlauf,
herabgesetzt wird.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine Dämpfungsvorrichtung
für das Radsatzlager bei einem Schienenfahrzeug der oben erwähnten Bauart zu schaffen,
durch welche in horizontaler Ebene angeregte Schwingungen des Radsatzes zum Abklingen
gebracht werden. Di e Die Dämpfungsvorrichtung darf die freie Einstellbarkeit des
Radsatzes in der Kurve nicht behindern. Da die Schwingungsamplituden einerseits
recht klein sind - sie betragen nur wenige Millimeter - andererseits aber wegen
der großen Massen, die bewegt werden, bereits bei kleinen Amplituden erhebliche
Trägheitskräfte auftreten, soll die Dämpfungsvorrichtung weiterhin die Eigenschaft
haben, daß sie bereits bei sehr kleinen Amplituden wirksam wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß an
jedem Achslagergehäuse eine in einer horizontalen Ebene liegende Reibfläche angeordnet
ist, auf der ein in der Ebene der Reibfläche gegen diese verschiebbares Gleitstück
aufsitzt, auf das eine, sich am Rahmen bzw. Drehgestellrahmen des Fahrzeuges abstützende
Feder eine Kraft senkrecht zur Reibfläche ausübt, und das Gleitstück am Rahmen bzw.
Drehgestellrarnen des Fahrzeuges mindestens in Fahrzeuglängsrichtung spielfrei angelenkt
ist.
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Durch die spiel freie Anlenkung wird die Dämpfungsvorrichtung sofort
wirksam, wenn Relativbewegungen zwischen dem Achslagergehäuse und dem Rahmen bzw.
Drehgestellrahmen des Fahrzeuges in Fahrzeuglängsrichtung, d.h. also Schwingungen
oder Drehschwingungen des Radsatzes auftreten. Die GröBe der Dämpfungskraft kann
durch die Ausführung und Vorspannung der senkrecht zur Reibfläche wirkenden Feder,
sowie durch die Anwendung von Kombinationen Reibfläche - Gleitstück mit verschiedenen
Reibwerten den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.
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Verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung
sind möglich.
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So kann beispielsweise die Feder eine, in vertikaler Richtung zwischen
dem Gleitstück und einem mit dem Rahmen bzw. dem Drehgestellrahmen des Fahrzeuges
verbundenen Widerlager, angeordnet Schraubfeder sein. Das Gleitstück kann am unteren
Ende eines Stempels angeordnet sein, der in einer am Rahmen bzw. Drehgestellrahmen
des Fahrzeuges angeordneten Hülse in vertikaler Richtung verschiebbar und in horizontaler
Richtung spielfrei geführt ist, wobei die Schraubenfeder zwischen dem Stempel und
dem Widerlager angeordnet ist. Eine besonders gute Führung wird erreicht, wenn der
Stempel als Rohr ausgebildet ist, und die Schraubenfeder teilweise in dem Rohr angeordnet
ist.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Dämpfungsvorrichtung ist das Gleitstück an einem Ende eines in horizontaler Richtung
verlaufenden und in einer vertikalen Ebene biegsamen Anlenkstreifens angeordnet,
dessen anderes Ende über eine Schraubverbindung mit einem am Rahmen bzw. Drehgestellrahmen
des Fahrzeuges angeordneten weiteren Widerlager fest verbunden ist.
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Schließlich ist bei einer weiteren Ausführungsform die Feder eine
aus mehreren Lagen bestehende, in horizontaler Richtung angeordnete Blattfeder,
an deren einem Ende das Gleitstück angeordnet ist, während ihr anderes Ende über
eine Schraubverbindung mit einem am Rahmen bzw. Drehgestellrahmen des Fahrzeuges
angeordneten Widerlager fest verbunden ist.
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Durch die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung ist es möglich, die
oben erwähnten Grenzgeschwindigkeiten der Schienenfahrzeuge mit in horizontaler
Richtung elastischen Radsatzanlenkungen beträchtlich zu steigern.
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Im in folgenden werden anhand der beigefügten Figuren Ausführungs-j
bei beispiele für den Gegenstand der Erfindung näher erläutert.
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Figur 1 zeigt in einem vertikalen Teilschnitt durch den Rahmen eines
Schienenfahrzeuges im Bereich eines Achslagers eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Dämpfungsvorrichtung.
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Figur 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II in Figur 1.
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Figur 3 zeigt in analoger Darstellung wie Figur 1 eine andere Ausführungsform
einer Dämpfungsvorrichtung.
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Figur 4 zeigt in analoger Darstellung wie Figur 1 eine dritte Ausführungsform
der Dämpfungsvorrichtung.
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In den Figuren 1 bis 4 sind jeweils nur diejenigen Teile eines Schienenfahrzeuges
dargestellt, die für den Gegenstand der Erfindung wesentlich sind. Es sind in allen
Fällen Schienenfahrzeuge mit verwindungsweichen Drehgestellrahmen zugrunde gelegt,
bei denen zwischen den Achslagergehäusen und dem Drehgestellrahmen federnde Achsführungen
angeordnet sind. Da diese federnd<iAchsführungen bei allen in den Figuren 1 bis
4 dargestellten Ausführungsformen die gleichen sind, sollen sie zunächst für alle
Ausführungsformen beschrieben werden.
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Wie beispielsweise aus den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, sind
jedem Achslagergehäuse 2 zwei Federelemente zugeordnet, von denen jeweils eines,
in Fahrtrichtung gesehen, vor und eines hinter der Achse angeordnet ist. Beide Federelemente
befinden sich etwa in der Höhe der Radachse. Jedes dieser Federelemente besitzt
ein oberes Widerlager 5, das über einen Bolzen 5a mit dem Rahmen 1 verbunden ist,
sowie ein unteres Widerlager 3, das über einen Bolzen 3a mit einem Ansatz 2a des
Achslagergehäuses 2 verbunden ist. Zwischen den Widerlagern 3 und 5 ist eine gummielastische
Schicht 4 angeordnet.
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Wie aus Figur 2 ersichtlich, sind die Widerlager 3 und 5 so ausgebildet,
daß die gummielastische Schicht 4 jeweils zwei Abschnitte 4a und 4b aufweist, die
gegeneinander geneigt sind,
wobei die Firstlinie dieser Neigung
horizontal und zrallel zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Durch die Federelemente
3 bis 5 wird erreicht, daß das Achslagergehäuse 2, sowohl in der uns horizontalen
Ebene, d.h. in Fahrzeuglängsrichtung/in Fahrzeugquerrichtung, als auch in vertikaler
Richtung elastisch am Drehgestellrahmen angeordnet ist. Durch die besondere Ausbildung
der Federelemente mit den geneigten Abschnitten 4a und 4b in der oben beschriebenen
Art wird die Federung in Fahrzeuglängsrichtung weicher als in Fahrzeugquerrichtung.
Das Achslagergehäuse 2 kann also insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung Bewegungen
gegen den Drehgestellrahmen 1 ausführen, und die Radachse kann sich beim Einfahren
in eine Kurve radial einstellen. Selbstverständlich können bei einer solchen Befestigung
des Achslagergehäuses am Drehgestellrahmen insbesondere die oben erwähnten Drehschwingungen
um die senkrechte Mittelachse des Rad satzes auftreten, die durch eine Dämpfungsvorrichtung
zum Abklingen gebracht werden sollen, wie sie nachstehend beschrieben wird.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 ist an der Oberseite
des Achslagergehäuses 2 eine, in einer horizontalen Ebene liegende Reibfläche 6
angeordnet, die mit dem Achslagergehäuse fest verbunden ist. Auf der Reibfläche
6 sitzt ein Gleitstück 7 auf, das mit dem unteren Ende eines Stempels 11 fest verbunden
ist. Der Stempel 11 sitzt in einer Verschleißbuchse 12, die in eine am Drehgestellrahmen
1 angeordnete Hülse 10 eingepreßt ist. Er ist so eingepaßt, daß er in vertikaler
Richtung verschiebbar ist, aber kein seitliches Spiel vorhanden ist. Eine besonders
gute Führung des Stempels 11 in der Buchse 12 wird dadurch erreicht, daß der Stempel
11 als nach oben offenes Rohrstück ausgebildet ist. In dem Rohr ist eine Schraubenfeder
8 angeordnet, die aus dem oberen Ende des Rohrstückes 11 herausragt, und sich mit
ihrem oberen Ende an ein Widerlager 9 anlegt, mit dem die obere Öffnung der Hülse
10
abgeschlossen ist. Die Schraubenfeder 8 übt auf diese Weise auf
den Stempel 11 eine vertikal nach unten gerichtete Kraft aus, wodurch das Gleitstück
7 auf die Reibfläche 6 gedrückt wird.
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Durch die spielfreie Führung des Stempels 11 in der Buchse 12 wird
erreicht, daß die Dämpfungsvorrichtung bei jeder Bewegung des Achslagergehäuses
2 in einer horizontalen Ebene sofort anspricht.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist wiederum an der Oberseite
des Achslagergehäuses 2 Bne Reibfläche 6 angeordnet, auf der ein Gleitstück 7 aufsitzt.
Die spiel freie Anlenkung des Gleitstückes 7 an den Drehgestellrahmen 1 erfolgt
bei dieser Ausführungsform über einen, als einfache Blattfeder ausgebildeten, biegsamen
Anlenkstreifen 13. Das Gleitstück 7 ist über einen Zapfen 7a mit dem einen Ende
des Anlenkstreifens 13 verbunden, während das andere Ende des Anlenkstreifens 13
über eine Schraube 15 mit einem, fest am Drehgestellrahmen 1 angeordneten Widerlager
14 verschraubt ist. Die auf das Gleitstück 7 in Richtung senkrecht auf die Reibfläche
6 wirkende Kraft wird auch bei dieser Ausführungsform durch eine Schraubenfeder
8 bewirkt, die in einer mit dem Drehgestellrahmen 1 verbundenen Hülse 10 angeordnet
ist, und sich gegen ein mit dem Drehgestellrahmen 1 fest verbundenes Widerlager
9 abstützt. Auch bei dieser Ausführungsform spricht die Dämpfungsvorrichtung infolge
der in einer horizontalen Ebene spielfreien Anlenkung des Gleitstückes 7 am Drehgestellrahmen
1 bei jeder Bewegung des Achslagergehäuses 2 in der horizontalen Ebene sofort an.
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Auch bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform ist an der Oberseite
des Achslagergehäuses 2 eine Reibfläche 6 angeordnet, auf der das Gleitstück 7 aufsitzt.
Die Verbindung des Gleitstückes 7 mit dem Drehgestellrahmen 1 erfolgt in diesem
Falle über eine, aus mehreren Lagen bestehende Blattfeder 16. Zu diesem Zweck ist
das Gleitstück 7 über einen Bolzen 7a mit dem einen Ende der Blattfeder 16 verbunden,
während
das andere Ende der Blattfeder 16 mittels einer Schraube 18 mit einem fest am Drehgestellrahmen
1 angeordneten Widerlager 17 verschraubt ist. Bei dieser Ausführungsform ist keine
zusätzliche Schraubenfeder vorhanden, sondern die senkrecht zur Reibfläche 6 auf
das Gleitstück 7 wirkende Kraft wird durch die Blattfeder 16 bewirkt. Um dies zu
verdeutlichen, ist in Figur 4 die Lage der Blattfeder 16 im ungespannten Zustand
mit dünnen Linien dargestellt. Auch die Dämpfungsvorrichtung gemäß Figur 4 spricht
bei jeder Bewegung des Achslagergehäuses 2 in der horizontalen Ebene sofort an.
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