DE2326729A1

DE2326729A1 - Radsatzfuehrung fuer ein laufwerk, insbesondere ein drehgestell eines schienenfahrzeuges

Info

Publication number: DE2326729A1
Application number: DE19732326729
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Kayserling
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1973-05-25
Filing date: 1973-05-25
Publication date: 1974-12-12
Also published as: DE2326729B2; YU36650B; CH580001A5; YU120974A; DE2326729C3; ES426641A1

Description

Radsatzführung für ein Laufwerk, insbesondere ein Drehgestell eines Schienenfahrzeuges Die Erfindung bezieht sich auf eine Radsatzführung für ein. Laufwerk eines Schienenfahrzeuges entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Versuche mit Schnellfahr-Drehgestellen haben es als zweckmäßig erscheinen lassen, die Radätze von Schienenfahrzeugen in deren Laufwerken überkritisch zu führen. Hierzu gibt man neuerdings den Laufflächen der Radreifen zunächst ein speziell entwickeltes Profil und ist außerdem bestrebt, sieden einzelnen Radsatz so zu fü1iren daß ihm in gewissem Maße pendelnde Bewegungen um die auf die mitte der Radachse gefällte Hochachse möglich sind. Ein axiales Spiel hingegen ist nur in geringem Maß erwünscht. Um die Berechnung der Vertikalfederung bei jedem einzelnen Achslager nicht zu komplizieren, soll schließlich der Einfluß der Achsführung auf die erste federung geringe in jedem Falle aber leicht rechnerisch erfaßbar sein.
Es ist bereits eine federnde Radsatzführung für ein Schienenfahrzeug bekannt, bei dem jeweils zwischen einem Laufwerkrahmen und einem Achslagergehäuse Federwiderlager mit Gummischichtfedern angeordnet sind. Dabei weist ein jedes dieser Federwiderlager mindestens zwei aneinander anschließende, paarweise symmetrisch zu einer senkrechten Ebene angeordnete, gegeneinander geneigte Stützflächen auf, die im wesentlichen parallel zu einer der beiden horizontalen Richtungen verlaufen und bis auf höchstens eine Stützfläche mit der anderen horizontalen Richtung einen spitzen Winkel einschließen. Diese Radsatzführung ist mit der Tragfederung verquickt, was eine optimale Auslegung im Hinblick auf jede der Teilaufgaben erheblich erschwert.
Es ist ferner bereits eine Lenkerführung für Radsätze von Schienenfahrzeugen mit einem Lenkerpaar für ein jedes Achslagergehäuse bekannt. Hierbei sind die beiden Lenker in verschiedenen Höhen über der Schiene zwischen Ober- und Unterseite des Achslagergehäuses angeschlossen und verlaufen in einander entgegengesetzten Fahrzeuglängsrichtungen vom Achslagergehäuse zum Fahrgestellrahmen. Jeder dieser Lenker ist als Federblattlenker ausgebildet und am Fahrgestellrahmen starr und spiellos, am Achslagergehäuse hingegen mittels einer Gummi-Metall-Hülse angeschlossen.
Diese Lenkerführung erlaubt dem Radsatz noch nicht eine kurvenradiale Einstellung in dem heute für schnelilauffahige Fahrzeuge für erforderlich erachteten Maße.
Lemgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der beim Stand der Technik angedeuteten Mängel eine für schnellauffähige Laufwerke geeignete Achsführung zu schaffen, die sowohl große senkrechte Federwege zwischen Laufwerkrahmen und Achslager als auch eine kurvenradiale Radsatzeinstellung ermöglicht, wobei in horizontaler Querrichtung nur eine geringe Elastizität erstrebt wird und schließlich die Achslager von Verkantungemomenten freigehalten werden sollen.
Durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Mittel wird nicht nur die Aufgabe der Erfindung generell gelöst, sondern darüber hinaus noch folgender Vorteil erzielt: Das Verbindungsmittel ist in Fahrtrichtung besonders elastisch und bewirkt dadurch eine erwünschte Bewe gungsmögli chkeit des jeweiligen Achslagers in Fahrtrichtung, was wiederum eine radiale Einstellung des Radsatzes zuläßt, ohne daß jedoch die Vertikalfederung in nennenswertem Umfang beeinflußt würde Quer zur Fahrtrichtung ist die Radsatzführung erheblich weniger elastisch.
Die in den weiteren Ansprüchen beschriebene Formgebung des elastischen Verbindungsmittels ermöglicht ein genaues Anpassen der Radsatzführung an die gewünschte Charakteristik. Außerdem ergeben sich Vorteile hinsichtlich Fertigung und Einbau.
In der Zeichnung sind zwei Ausgestaltungen der Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt; es zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Drehgestell eines Schienenfahrzeuges mit einer Radsatzfuhrung entsprechend einer Ausgestaltungsform der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt durch die Radsatzführung entsprechend II-II nach Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt entsprechend-III-III nach Fig. 2; Fig. -4 einen Ausschnitt aus einem Drehgestell, in dem eine andere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt ist; Fig. 5 einen Schnitt entsprechend V-V nach Fig. 4 sowie Fig. 6 einen Schnitt entsprechend VI-VI nach Fig. 5.
In einem Laufwerkrahmen 29 ist ein Radsatz 9 mittels Achslagern drehbar gelagert. Das Gewicht des Fahrzeugaufbaues wird über den Laufwerkrahmen 29 und eine Federung 40, beispielsweise Schraubenfeder oder Gummi-Schichtfeder auf die jedem Radsatz zugehörigen Achslagergehäuse 3 übertragen.
Zur Führung des Radsatzes 9 gegenüber dem Laufwerkrahmen 29 dient bei jedem Achslager ein Paar Federblattlenker 1, 2, dessen beide Federblätter in verschiedenen Höhen über der Schienenoberkante einenends an Lappen 38, 39 des Achslagergehäuses 3 und anderenends an dafür ausgebildeten Teilen des Laufwerkrahmens 29 angeschlossen sind. Hierbei sind. die Lenkeranschlüsse am Fahrgestellrahmen 29 starr und spiellos, am Achslagergehäuse 3 hingegen elastisch ausgebildet. Außerdem sind die Lenkeranschlüsse in bekannter Weise mit Mitteln zur genauen Radsatzeinstellung beim Zusammenbau, wie z.B. Zahnplatteneinstellung beim festen Anschluß bzw. Exzentereinstellung beim elastischen Anschluß ausgerüstet. Im Rahmen der Erfindung liegen jedoch auch andere, bereits bekannte Befestigungen eines Paares von Federblattlenkern 1, 2 wobei z.B. der feste Anschluß auf der einen und der gelenkige Anschluß auf der anderen Seite der lotrechten, die Radsatzachse be inhaltenden Ebene liegen kann.
Eine Ausführungsform des elastischen Anschlusses ist wie folgt gestaltet: Durch Bohrungen in Lappen 38, 39 am Achslagergehäuse 3 ist ein Bolzen 7 gesteckt, der zugleich eine Bohrung im elastischen Verbindungsmittel 8, 18 durchdringt. Die Blattfederlenker 1,2 sind an je einem Ende ebenfalls mit Bohrungen zur Aufnahme der elastischen Befestigungen 8, 18 versehen. Die Bohrungen in den Lappen 38, 39 sind ausgebuchst. Der Bolzen 7 hat einenends einen Bundkopf 41, der wie bekannt mit einem Gewinde zur Erleiehterung der Demontage versehen sein kann. Anderenends hat der Bolzen 7 ein Gewinde mit einer darauf geschraubten Anziehmutter 42, deren endgültige Stellung durch eine Sicherung ( z.B. Splint ) festgelegt ist, sowie eine Unterlegscheibe 30. Durch Anziehen der Mutter 42 wird die Vorspannung der elastischen Befestigung 8, 18 verändert.
Bundkante 34 drückt gegen Flansch 32, 33,wodurch wiederum Flansch 27, 28 zur Anlage an Flansch 36 der Buchse 16 kommt. Durch Flansch 37 wird der Einbau der Buchse 17 erleichtert. Eine durch je eine Bohrung im Lappen 38 und im Flansch 36 gesteckte Lagesicherung 31, z.B. Zylinderkerbstift, sichert die bestimmungsgemäße Lage der Teile zur elastischen Befestigung 5, 18.
Die eigentliche elastische Befestigung 5, 18 enthält einen geschichteten Metall-Gummikörper 89 der in den Hauptrichtungen x', y', z' unterschiedliche wirksame Querschnitte aufweist, die je e nach Beanspruchungarichtung auf Schub, Zug/Druck und auf Verdrehen beansprucht sind. Hierbei ist der Verformungswiderstand gegen Verschiebung in x'-Richtung am geringsten und in y'Richtung am grdßtene (Beispielsweise kann sich der erzielte Widerstand gegen'Verschiebung längs zu quer wie 1:10 verhalten ) Einer Verschiebung in z'-Richtung setzt die elastische Befestigung 5, 18 ebenfalls nur einen sehr geringen Widerstand entgegen.
Gemäß Fig. 1 bis 3 besteht in Ausgestaltung' der Erfindung das elastische Befestigungsmittel 8 aus einer Gummi-Metall-Buchse 12 mit angeflanschter Gummi-Schichtfeder 15.
Die Gummi-Metall-Buchse 12 ist derart gefertigt, daß sich im Gummi des zylindrischen Schaftes 10 Hohlräume 13, 14 befinden, die nach einer Ausgestaltung unterschiedliche und/oder sichelförmigen Querschnitt aufweisen können.
Hiermit ist an sich schon die vorstehend geschilderte Wirkung erzielbar. Zur Verstärkung dieser Wirkung dienen die angeflanschten Gummi-Schichtfedern 15, die eine ellipsoide Form der Flanschen aufweisen. An Stelle des Ellipsoids kann natürlich auch eine andere ähnliche Form gewählt werden.
Eine derartige elastische Befestigung ist in Längsrichtung des Federblattlenkers nachgiebig, weil die Hohlräume 13, 14 nachgiebig sind und die verbleibenden Gummiquerachnitte oberhalb und unterhalb der Achse des Bolzens 7 sowie die Flanschpartien auf Schub beansprucht werden.
Die hohe Elastizität gestattet dem Radsatz die erwünschte Einstellung. Das senkrechte Federspiel der Federung 40 wird durch die Befestigung ebenfalls nur unmerklich und zwar durch deren Verdrehen beeinflußt. Quer zur Fahrtrichtung hingegen ist die auf Druck beanspruchte elastische Befestigung aufgabengerecht wenig elastisch, ohne daß jedoch die Achslager durch Verkantungsmomente beansprucht wurden. Auf die Elastizität der Federblattlenker braucht hier nicht weiter eingegangen zu werden.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung entsprechend Figuren 4 bis 6 besteht das elastische Verbindungsmittel 18 aus Gummi-Schichtfedern 19, die in Richtung der Achse des Bolzens 7 gesehen ellipsoiden Querschnitt mit größter Längserstreckung in Fahrtrichtung haben. Die erfindungsgerechte Kennung der Gummi-Schichtfeder ist dadurch verbessert, daß deren einzelne Lamellen mit der Fahrtrichtung einen spitzen Winkels bilden. Außerdem kann das Zentrum der Bohrung für den Bolzen 7 zweckmäßigerweise mit dem einen' Zentrum des Ellipsoids zusammenfallen.
Das eigentliche elastische Verbindungsmittel besteht aus zwei Metall-Scheiben 21, 22, zwischen denen eine Gummi-Schichtfeder 19 sich befindet. Diese ist wiederum aus Gummi-Scheiben 23 und Metall-Scheiben 20 gebildet. Während die ellipsoide Gummi-Schichtfeder 19 vorzugsweise gegenüber der Laufwerklängsrichtung unter dem Winkel & liegt, sind die-Flächen 25, 33 der Scheiben 21 lotrecht und parallel der Fahrtrichtung. Das Auge 44 der Federblattlenker 1, 2 ist zur Aufnahme der Metall-Scheiben 22 entsprechend ausgearbeitet. Zwischen Auge 44 und dem parallelen Teil des Lenkers 1 befinden sich Schrägen 43. Die mit der Anzieh-Mutter 42 eingestellte Vorspannung wird vom einen der beiden elastischen Verbindungsmittel 18 eines Lenkers 1, 2 auf das zugehörige zweite Verbindungsmittel über Buchse 45 übertragen.
Aus Gründen des Einbaues, der Fertigung und der Kosten hat es sich als zweckmäßig ergeben, das elastische Verbindungsmittel 8, 18 zweigeteilt und symmetrisch zur lotrechten Quermittelebene durch die elastische Verbindung 8, 18 auszubilden.

Claims

Patentansprüche

1. adsatzführung für ein Laufwerk, insbesondere ein i gestell eines Schienenfahrzeuges mit einem Paar in unterschiedlicher Höhe angeordneten sowie in Fahrtrichtung weisenden Federblattlenkern, die einenends mit dem Laufwerkrahmen und andernends mit einem Achslager gehäuse verbunden sind, wobei eine Befestigung fest und die andere mittels Bolzen und elastischem Verbindungsmittel ausgeführt ist, wobei ferner die Längsmittelachse dieses Bolzens parallel der Achse der Radsatzwelle liegt und der Bolzen durch eine Bohrung im elastischen Verbindungsmittel gesteckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsmittel (8) in den drei Hauptachsen (x',y',z') unterschiedliche sowie unterschiedlich wirksame Querschnitte hat.

2. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsmittel (8, 18) geteilt ausgeführt ist.

3. Radsatzführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsmittel (8, 18) parallel der lotrechten Quermittelebene der Radsatzführung geteilt ist.

4. Radsatzführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsmittel (8, 18) symmetrisch zur lotrechten Quermittelebene der Radsatzführüng geteilt ist.

5. Radsatzführung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsmittel (8) mit zylindrischem Schaft (10) und mit ellipsoidem Flansch (11) ausgebildet ist.

6. Radsatzführung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich im zylindrischen Schaft (10) Hohlräume (13, 14) befinden.

7. Radsatzführung nach Anspruch 6, dadurch gelennzeichnet, daß die Hohlräume (13, 14) annähernd kreissichelförmigen Querschnitt haben und daß diese Hohlräume symmetrisch zur Längsachse (y') des Bolzens' (7) liegen.

8. Radsatzführung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnets daß der ellipsoide Flansch (11) als Gummi-Schichtfeder (15) ausgebildet iste 9.' Radsatzführung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsmittel (18) als Gummi-Schichtfeder 619) ausgebildet ist, daß diese Gummi-Schichtfeder (19) in Richtung des Pfeiles (VI-VI) gesehen die Form eines exzentrisch in Bezug auf Bolzen (7) liegenden Ellipsoids (24) hat und daß die Scheiben (20, 23) der Gummi-Schichtfeder (19) in einem spitzen Winkel (d) ) gegenüber der Fahrtrichtung liegen.

10. Radsatzführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsmittel (18) durch untereinander sowie zur lotrechten Längsmittelebene des Lenkers (1) parallele Flächen (25, 26) begrenzt ist.

11..Radsatzführung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lagesicherung (31) zwischen Flansch (27, 28) und Unterlegscheibe (30) vorgesehen ist.

L e e r s e i t e