DE2326729B2 - Radsatzführung für ein Laufwerk, insbesondere ein Drehgestell eines Schienenfahrzeuges - Google Patents
Radsatzführung für ein Laufwerk, insbesondere ein Drehgestell eines SchienenfahrzeugesInfo
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- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Radsatzführung «>
für ein Laufwerk eines Sciiienenfahrzeuges entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Versuche mit Schnellfahr-Drehgestellen haben es als zweckmäßig erscheinen lassen, die Radsätze von
Schienenfahrzeugen in deren Laufwerken überkritisch μ zu führen. Hierzu gibt man neuerdings den Laufflächen
der Radreifen zunächst ein speziell entwickeltes Profil und ist außerdem bestrebt, jeden einzelnen Radsatz so
zu führen, 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 gering, in jedem Falle aber leicht rechnerisch erfaßbar sein.
Aus der AT-PS 2 65 356 geht eine Radsatzführung als bekannt hervor, bei der die Achslager mittels Lenker
gegenüber dem Drehgestellrahmen geführt sind. Diese Lenker sind an einem Ende starr mit Sägezahnverbindung
am Drehgestellrahmen befestigt und am jeweils anderen Ende mit einem Gummigelenk am Achslagergehäuse
angelenkt Allerdings kann dieser Druckschrift keine Maßnahme entnommen werden, die gezielt auf
die Federkennung der Gummigelenke in verschiedenen Richtungen hinarbeitet
Weiterhin 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 (DE-OS 17 55 875).
Es ist ferner bereits eine Lenkerführung für Radsätze von Schienenfahrzeugen mit einem Lenkerpaar für
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 jedoch nicht eine kurvenradiale Einstellung in dem heute für schnellauffähige Fahrzeuge für erforderlich
erachteten Maße (DE-PS 11 61 299).
Zur Erzielung einer unterschiedlichen Federsteifigkeit der Primärfederung in Längs- und Querrichtung ist
es außerdem bekannt, zwischen dem Achslagergehäuse und dem Drehgestellrahmen eine Primärfederung in der
Art vorzusehen, daß die Federung in vertikaler Richtung von Gummi-Metall-Verbundfedern übernommen
wird. Zur Führung des Achslagergehäuses in Längs- und Querrichtung dient ein mit dem Drehgestellrahmen
fest verbundener Zapfen, welcher konzentrisch in einer am Achslagergehäuse befestigten Führungshülse
vertikal gleitbar geführt ist. Zwischen dem Zapfen .und der Führungshülse ist ein zylindrischer Gummikörper
vorgesehen, der sichelförmige Aussparungen aufweist, um in Querrichtung eine weichere Federkennung
zu bewirken.
Eine Achsführung dieser Art weist den entscheidenden Nachteil auf, daß eine radiale Einstellbarkeit des
Radsatzes kaum denkbar ist, da einer Verschiebung der Achslager durch die hohe Steifigkeit des zylindrischen
Gummikörpers in Längsrichtung ein großer Widerstand
entgegengesetzt wird. Darüber hinaus ist mit einer solchen Einrichtung die senkrechte Einstellbarkeit der
Radachse zur Mittellängsebene des Drehgestelles nicht gelöst(DE-OS14 55 178).
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Ve:rmeidung der beim Stand der
Technik angedeuteten Mängel eine für ichnellauffähige Laufwerke geeignete Achsführung zu schaffen, die
sowohl große senkrechte Federwege zwischen Laufwerkrahmen und Achslager als auch eine kurvenradLle
Radsatzeinstellung ermöglicht, wobei in horizontaler Querrichtung nur eine geringe Elastizität erreicht wird
und schließlich die Achslager von Verkantungsmomenten freigehalten werden.
Durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Mittel wird nicht nur die gestellte Aufgabe
generell gelöst, sonde™ darüber hinaus noch folgender Vorteil erzielt: Das Verbindungsmittel ist in Fahrtrichtung
besonders elastisch und bewirkt dadurch eine €:nvünschte Bewegungsmögüchkeit des jeweiligen
Achslagers in Fahrtrichtung, was wiederum eine radiale Einstellung des Radsatzes zuläßt, ohne daß jedoch die
Vertikalfederung in nennenswertem Umfang beeinflußt wird. 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; ss
zeigt
F i g. 1 die Seitenansicht einer ersten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Radsatzführung;
F i g. 2 einen Schnitt durch das nachgiebige Verbindungsmittel zur Radsatzführung entsprechend der Linie
IMI in Fig. 1;
F i g. 3 einen Schnitt durch die Gummi-Metall-Buchse zum nachgiebigen Verbindungsmittel entsprechend der
Linie IH-III in Fig. 2;
Fig.4 die Seitenansicht einer anderen Ausgestaltungsform
der erfindungsgemäßen Radsatzführung;
F i g. 5 einen Schnitt durch das nachgiebige Verbindungsmittel entsprechend der Linie V-V in F i g. 4 sowie
Fig.6 einen Schnitt durch eine ellipsoide Gummischichtfeder
entsprechend der Linie VI-VI in F i g. 5.
Die Erfindung geht aus von einem schnellauffähigen Drehgestell, bei dem in einem Laufwerkrahmen 29 ein
Radsatz 9 mittels Achslagern drehbar gelagert ist. Das Gewicht des Fahrzeugaufbaues wird hierbei über den
Laufwerkrahmen 29 und eine Federung 40, beispielsweise Schraubenfeder oder Gummi-Metall-Verbundfeder,
auf die jedem Radsatz zugehörigen Achslagergehäuse 3 übertragen (F i g. 1 und 4).
Zur Führung des Radsatzes 9 gegenüber dem Laufwerkrahmen dient;, wie an sich bekannt, bei jedem
Achslager ein Paar Federblattlenker 1 und 2, dessen beide gegensinnig gerichtete Federblätter in verschiedenen
Höhen über der Schienenoberkante an einem Ende über Lappen 38 und 39 des Achslagergehäuses 3
und am anderen Ende mit entsprechend ausgebildeten Teilen des Laufwerkrahmens 29 verbunden sind.
Hierbei sind die Verbindungen der Lenker 1 und 2 mit dem Laufwerkrahmen 29 starr und spiellos, mit dem
Achslagergehäuse 3 hingegen nachgiebig ausgebildet. Außerdem sind die Lenkerverbindungen in bekannter
Weise mit Mitteln zur genauen Radsatzeinstellung beim
Zusammenbau, wie z. B. Zahnplatten 4 bei der festen Verbindung bzw. Exzentereinstellung bei der nachgiebigen
Verbindung, ausgerüstet (letztere ist in der Zeichnung nicht dargestellt). Im Rahmen der Erfindung
liegen alternativ auch andere bekannte Verbindungen für P? are von Federblattlenkern 1 und 2, wobei z. B. die
feste Verbindung auf der einen und die gelenkige Verbindung auf der anderen Seite der lotrechten, die
Achse 6 der Radsatzwelle beinhaltenden Ebene liegen kann.
Nach der Erfindung besteht nun das eigentliche nachgiebige Verbindungsmittel 5 aus einem geschichteten
Metall-Gummi-Verbundkörper, der in drei zueinander senkrechten Hauptachsen x', y', z' unterschiedliche
Querschnitte mit unterschiedlichen Nachgiebigkeiten aufweist, wobei die Gummischichten je nach Beanspruchungsrichtung
auf Schub, Zug/Druck bzw. auf Verdrehen beansprucht sind. Hierbei ist der Verformungswiderstand
gegen Verschiebung in jr-Richtung am geringsten und in y'-Richtung am größten. (Beispielsweise
kann sich der erzielte Widerstand gegen Verschiebung längs zu quer wie 1:10 verhalten.) Einer
Verschiebung des Achslagergehäuses 3 in z'- Richtung setzt das nachgiebige Verbindungsmittel 5 nur einen
sehr geringen Widerstand entgegen.
Gemäß F i g. 2 und 3 ist eine gegenständliche Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung wie folgt
gestaltet: Durch Bohrungen in den Lappen 38 und 39 am Achslagergehäuse 3 ist ein Bolzen 7 gesteckt, der
zugleich eine Bohrung in der Gummi-Metall-Verbundfeder 12 durchdringt Die Federblattlenker 1 bzw. 2 sind
an je einem Ende ebenfalls mit Bohrungen zum Anbringen des nachgiebigen Verbindungsmittels 5
versehen. Die Bohrungen in den Lappen 38 und 39 sind ausgebuchst. Der Bolzen 7 trägt an einem Ende einen
Bundkopf 41, der wie bekannt mit einem Gewinde zur Erleichterung des Ausbaues versehen sein kann. Am
anderen Ende trägt der Bolzen 7 ein Gewinde mit einer darauf geschraubten Mutter 42, deren endgültige
Stellung durch eine Sicherung (z. B. Splint) festgelegt ist, sowie eine Unterlegscheibe 30. Durch Anziehen der
Mutter 42 wird die Vorspannung in dem nachgiebigen Verbindungsmittel 5 verändert. Die Bundkante 34
drückt gegen den Flansch 32 bzw. 33, wodurch wiederum der Flansch 27 zur Anlage an den 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. ein Zylinderkerbstift, sichert die
bestimmungsgemäße Lage der Teile zum nachgiebigen Verbindungsmittel 5.
Außerdem besteht nach der dargestellten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes das nachgiebige
Verbindungsmittel 5 aus einer Gummi-Metall-Verbundfeder 12, die derart gefertigt ist, daß sich im Gummi des
zylindrischen Schaftes 10 Hohlräume 13 und 14 befinden, die nach einer weiteren Ausgestaltung
unterschiedliche und/oder sichelförmige Querschnitte aufweisen können. Hierdurch ist in Verbindung mit den
seitlich angeflanschten Gummi-Metall-Verbundfedern 15, die eine ellipsoide Form der Flanschen aufweisen, die
vorstehend geschilderte Wirkung erzielbar. An Stelle des Ellipsoids kann auch eine andere ähnliche Form
treten
Die nachgiebige Befestigung nach dem beschriebenen Beispiel ist in Längsrichtung des Federblattlenkers u. a.
deswegen nachgiebig, weil die Hohlräume 13 und 14 vorgesehen sind und die verbleibenden Gummiauer-
schnitte oberhalb und unterhalb der Achse des Bolzens 7 sowie die flanschartigen Teile des nachgiebigen
Verbindungsmittels 5 auf Schub beansprucht werden. Die hohe Nachgiebigkeit gestattet dem Radsatz die
erwünschte Einstellung. Das senkrechte Federspiel der Federung 40 wird durch die Verbindung nur unmerklich
und zwar durch deren Verdrehen beeinflußt. Quer zur Fahrtrichtung hingegen ist die auf Druck beanspruchte
nachgiebige Verbindung aufgabengerecht wenig nachgiebig, ohne daß jedoch die Achslager dabei durch
Verkanten beansprucht würden. Auf die Nachgiebigkeit der Federblattlenker 1 und 2 selbst braucht hier nicht
weiter eingegangen zu werden.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung entsprechend Fig.4 bis 6 besteht das nachgiebige
Verbindungsmittel 5 aus Gummi-Metall-Verbundfedern 19, die in Richtung der Achse des Bolzens 7 gesehen
ellipsoiden Querschnitt mit größter Längserstreckung in Fahrtrichtung haben. Die erfindungsgerechte Kennung
der Gummi-Metall-Verbundfeder 19 ist dadurch verbessert, daß deren einzelne Lamellen mit der Fahrtrichtung
einen spitzen Winkel « bilden. Außerdem kann das Zentrum der Bohrung für den Bolzen 7 zweckmäßigerweise
mit dem einen Zentrum des Ellipsoids zusammenfallen.
Das eigentliche nachgiebige Verbindungsmittel 5 besteht aus zwei Metallscheiben 21 und 22, zwischen
denen sich die Gummi-Metall-Verbundfeder 19 befindet. Diese wird wiederum aus Gummischeiben 23 und
Metallscheiben 20 gebildet Während die eigentliche ellipsoide Gummi-Metall-Verbundfeder 19 vorzugsweise
gegenüber der Laufwerklängsrichtung unter dem Winkel λ liegt, sind die Flächen 25 bzw. 26 der Scheiben
ίο 21 bzw. 22 lotrecht und parallel der Fahrtrichtung. Das
Auge 44 der Federblattlenker 1 ist zur Aufnahme der Metallscheiben 22 entsprechend ausgearbeitet. Zwischen
dem Auge 44 und dem parallelen Teil des Federblattlenkers 1 befinden sich Schrägen 43. Die mit
ι j der Mutter 42 eingestellte Vorspannung wird von einer
der beiden Gummi-Metall-Verbundfedern 19 eines Federblattlenkers 1 auf das zugehörige zweite Verbindungsmittel
über eine Buchse 45 übertragen.
Aus Gründen des Einbaues, der Fertigung und der
Aus Gründen des Einbaues, der Fertigung und der
:ii Kosten hat es sich als zweckmäßig ergeben, das
nachgiebige Verbindungsmittel 5 zweigeteilt und symmetrisch zur lotrechten Quermittelebene der
Federblattlenker 1 bzw. 2 auszuführen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Radsatzführung für ein Laufwerk, insbesondere ein Drehgestell eines Schienenfahrzeuges, mit einem
Paar in unterschiedlicher Höhe angeordneter sowie einander entgegegengesetzt in Fahrtrichtung weisender
Federblattlenker, die mit einem Ende mit
. dem Laufwerkrahmen fest und mit dem anderen Ende mittels eines Bolzens und nachgiebiger
Verbindungsmittel nachgiebig mit dem Achslagergehäuse verbunden sind, wobei die Längsmittelachse
dieses Bolzens parallel zur Achse der Radsatzwelle liegt und der Bolzen durch eine Bohrung im
elastischen Verbindungsmittel gesteckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige is
Verbindungsmittel (5) in drei zueinander senkrechten Hauptachsen (x1, y', z') unterschiedliche Querschnitte
mit unterschiedlicher Nachgiebigkeit aufweist, wobei die Nachgiebigkeit in z'-Richtung
möglichst groß, in y'-Richtung möglichst gering und in χ '-Richtung erheblich größer als in y -Richtung ist
2. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Verbindungsmittel
(5) als Gummi-Metall-Verbundfeder (12 bzw.
19) ausgebildet ist, und daß diese beidseitig einen ellipsoiden Flansch (11 und 27 bzw. 33 und 36)
aufweist, dessen Lage durch eine Lagesicherung (31) fixiert ist
3. Radsatzführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige
Verbindungsmittel (5) symmetrisch geteilt in bezug auf die lotrechte Längsmittelebene durch die
Radsatzführung (Federblattlenker 1) ausgebildet ist.
4. Radsatzführung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
nachgiebige Verbindungsmitte! (5) mit einem zylindrischen Schaft (K)) versehen ist.
5. Radsatzführung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennj:eichnet, daß sich im zylindrischen
Schaft (10) Hohlräume (13 und 14) mit annähernd sichelförmigem Querschnitt befinden und diese
Hohlräume symmetrisch zur die Längsachse y' beinhaltenden lotrechten Quermittelebene liegen.
6. Radsatzfühning nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (20 und 23) der mit ellipsoiden Flanschen (33) versehenen
Gummi-Metall-Verbundfeder (19) in einem spitzen Winkel («) gegenüber der in Fahrtrichtung verlaufenden
Hauptachse (x1) liegen.
7. Radsatzfühning nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige
Verbindungsmittel (5) durch zueinander sowie zur lotrechten Längsmittelebene des Federblattlenkers
(1) parallele Flächen (25 und 26) seitlich begrenzt wird.
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ID=5882162
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