DE2424305A1 - Drehmaschine zur bearbeitung der bremsscheiben eines radsatzes von schienenfahrzeugen - Google Patents

Drehmaschine zur bearbeitung der bremsscheiben eines radsatzes von schienenfahrzeugen

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DE2424305A1
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Description

  • Drehmaschine zur Bearbeitung der Bremsscheiben eines Radsatzes von Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmaschine zur Bearbeitung der Bremsscheiben eines zwischen Körnerspitzen in der Drehmaschine eingespannten Radsatzes von Schienenfahrzeugen, bei der die Räder des Radsatzes durch Antriebsreibrollen angetrieben werden und die Bearbeitung der Brenisseheiben durch in wenigstens angenähert der Höhe der Körnerspitzen angeordnete Drehwerkzeuge durchgeführt wird.
  • Mit Hilfe einer derartigen Drehmaschine sollen die an Radsätzen von Schienenfahrzeugen auf der Radwelle selbst oder an den Radsätzen fest angeordneten Bremsscheiben bearbeitet werden. Bei bekannten Drehmaschinen ähnlicher Art, mit denen die Achsschenkel von Radsätzen überdreht und anschließend glattgewalzt werden, wird jedes Rad des Radsatzes durch eine unterhalb der horizontalen Ebene durch die Körnerspitzen angeordnete Reibrolle, welche mit der Lauffläche jedes Rades in Reibkontakt steht, angetrieben. Eine Maschine mit einem derartigen Reibradantrieb ist beispielsweise dargestellt in dem Prospekt Axle journal returning and burnishing lathe" der Firma Craven Bros.
  • vom 17.10.1936. An solchen Maschinen sind die mit der Reibrolle übertragenen Umfangskräfte sehr klein, weil an den Achsschenkeln nur ein sehr geringer Schlichtspan abgedreht werden muß und außerdem das Durchmesserverhältnis zwischen zu überdrehendem Achsschenkel und Rad des Radsatzes, welches in der Größenordnung 1:5 bis 1:10 sein kann, die erforderlichen Umfangskräfte weiter verringert. Sollen nun auf einer solchen Maschine beispielsweise die Bremsscheiben von z.B. 1000 kp wiegenden Radsätzen plangedreht werden und hierbei ein Spanquerschnitt von etwa 1 mm2 abgehoben werden, so entsteht ein Anordnungs- und Kräftesystem, wie es zur Erläuterung in Fig. 8 der Zeichnung dargestellt ist. Bei einem Radsatzgewicht von 1000 kp lasten auf jeder Körnerspitze 500 kp.
  • Das Rad a eines Radsatzes wird von der Antriebsreibrolle c, welche in der bereits genannten Weise angeordnet ist, über Reibschluß angetrieben und eine Bremsscheibenseite von dem Drehwerkzeug b plangedreht. Bei dem genannten abzuhebenden Querschnitt wird eine Schnittkraft von 250 kp und eine Drehwerkzeugvorschubkraft von etwa 80 kp erforderlich. Die von der Reibrolle c zu übertragende Umfangskraft muß daher mindestens 250 kp betragen, was, einen üblichen Reibfaktor u = 0,3 vorausgesetzt, bedeutet, daß die Antrieb#reibrolle c mit einer radialen Kraft von 830 kp gegen den Radsatz gepreßt werden muß. Es ist also sofort zu ersehen, daß die den Radsatz aufnehmende Pinole schon aus der Anpreßkraft des Antriebsreibrades c mit 330 kp vertikal aufwärts belastet wird. Hierzu addiert sich noch die Umfangs- bzw. Schnittkraft (bei Betrachtung des Drehwerkzeuges b als Momentanpol) von 250 kp. Die Pinole wird also insgesamt mit 580 kp vertikal aufwärts belastet. Sollen nun gar 2 Bremsscheiben je Rad gleichzeitig plangedreht werden, werden die dargestellten Kräfte und Belastungsverhältnisse noch erheblich ungünstiger. Die aus den Anpreßkräften und Schnittkräften resultierenden, vertikal aufwärts gerichteten Kräfte sind also wesentlich größer als das Radsatzgewicht. Daher werden die den Radsatz aufnehmenden Pinolen dieser bekannten Achsschenkeldreh- und -glattwalzmaschinen bei der Bear-#beitung von Bremsscheiben aufwärts belastet und somit das die Pinolen tragende und sich am Maschinenbett abstützende Reitstockgehäuse aus dem Maschinenbett ausgehoben. Der Nachteil einer solchen Belastungsrichtung ist offensichtlich. Weiter kann gesagt werden, daß die Antriebsrollen dieser bekannten Maschinen bei ihrer Lage bei der Bremsscheibenbearbeitung durch herabfallende Späne gefährdet würden. Um einem durch die Drehspäne beschleunigten Verschleiß dieser Antriebsrollen entgegenzuwirken, würde es erforderlich, diese zu härten. Hierdurch aber wird nachteiligerweise der ausnutzbare Reibungskoeffizient verkleinert, wodurch die übertragbaren und für die zerspanende Bearbeitung erforderlichen Umfangskräfte in nicht tragbarer Weise abnehmen. Eine Erhöhung der Umfangskräfte könnte nur über eine Erhöhung der Anpreßkraft der Reibrollen erzielt werden. Diese Anpreßkräfte sind aber aufgrund der ungünstigen Belastungsrichtung auf die Pinole nicht beliebig zu steigern, so daß es nachteiligerweise unumgänglich ist, die Zerspanungsleistung entsprechend niedrig anzusetzen.
  • Aus Wirtschaftlichkeitsgründen ist es aber zweckmäßig, bei Radsätzen mit Bremsscheiben alle vier Bremsscheibenseiten gleichzeitig zu bearbeiten. Da während des Drehens einer Bremsscheibe aufgrund der vorhandenen "Freßriefen" mit stark schwankenden Spanquerschnitten und wegen der durch die Bremsungen entstandenen Hartstellen mit stoßartigen Belastungsänderungen zu rechnen ist, muß die zur Verfügung stehende Anpreßkraft der Reibrolle ausreichen, um eine Umfangskraft aufzubringen, die auch bei Belastungsstößen den Radsatz mit Sicherheit nahezu schlupffrei durchdreht.
  • Um dies zu gewährleisten, darf also der tatsächlich eingestellte und abzunehmende Spanquerschnitt nur ein Bruchteil des Querschnittes sein, der aufgrund der durch die Anpreßkraft zur Verfügung stehenden Umfangskraft abgenommen werden könnte. Es bleibt also ein großer Teil der zur Verfügung stehenden Umfangskraft aus Sicherheitsgründen für auftretende Stoßbelastung ungenutzt. Obwohl also die zur Verfügung stehende Umfangskraft nicht ausgenutzt wird, muß die Reibrolle stets mit der möglichen Maximalkraft angepreßt werden. Dies aber bedeutet eine ständige und unnötige hohe Belastung sämtlicher beteiligter Maschinenteile.
  • Aus diesen Ausführungen ist zu ersehen, daß diese bekannten Maschinen, würden sie für die Radsatzbremsscheibenbearbeitung umgebaut, für die Einreihung in den Produktionsablauf von Radsatzaufarbeitungswerkstätten aufgrund des zu erwartenden hohen Verschleißes und der ungenügenden Produktionsleistung denkbar ungeeignet wären.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Drehmaschine der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der die Antriebsverhältnisse für den Radsatz so gestaltet sind, daß für die gleichzeitige Bearbeitung aller am Radsatz befindlichen zu bearbeitenden Bremsscheibenseiten stets ein genügend großes Drehmoment übertragen wird, und zwar unter Vermeidung der für die Reitstöcke so ungünstigen Belastungsrichtung. Weiterhin sollen die Verschleiß- und Reibungsverhältnisse verbessert sowie die dauernde Maximalbelastung vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß für jedes Rad eines Radsatzes zwei oberhalb einer durch die Körnerspitzen gehenden horizontalen Ebene angeordnete Antriebsreibrollen vorgesehen sind, wobei die eine Antriebsreibrolle an der Lauffläche und die andere Antriebsreibrolle an einer Stirnseite des Rades eines Radsatzes angreift.
  • Durch den Einsatz von zwei Antriebsrollen je Rad eines Radsatzes in der beschriebenen Anordnung ist es möglich, die erforderliche Anpreßkraft für den Antrieb des Radsatzes zu halbieren bzw. die übertragbare Umfangskraft zu verdoppeln, wobei gleichzeitig die Pinolen und damit die Reitstockgehäuse in einer maschinengerechten Richtung belastet werden. Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Antriebsreibrollen nur je Rad eine Antriebsreibrolle mit ihrer Anpreßkraft in radialer Richtung nach unten oder ungefähr nach unten wirkt, bleibt die Biegebelastung der Pinole trotz Verdoppelung der übertragenen Umfangskraft verhältnismäßig klein, wobei noch zu beachten ist, daß bei geeigneter Lage des Drehwerkzeuges oder des Antriebssupportes die Reaktionskräfte der Schnittkräfte bei Betrachtung des Drehwerkzeuges als Momentanpol der radialen Belastung der Antriebsreibrolle entgegenwirken und damit die Pinole entlasten. Die zweite Antriebsrolle je Rad, deren Anpreßkraft in axialer Richtung wirkt, verhindert gleichzeitig wenigstens teilweise eine Durchbiegung der Radsatzachse infolge der radialen Anpreßkraft der anderen Antriebsreibrolle.
  • Infolge der erfindungsgemäß erzielten enormen Steigerung der übertragbaren Umfangskräfte ist es möglich, gleichzeitig mindestens vier Bremsscheibenseiten von an Radsätzen angeordneten Bremsscheiben gleichzeitig mit einer erfindungsgemäßen Maschine zu bearbeiten, ohne die Maschine in nachteiliger , nicht konstruktionsgerechter Weise zu belasten, und zwar gleichzeitig unter Vermeidung überhöhten Verschleißes der Antriebs- und Abstützeinheiten.
  • Vorteilhafterweise kann eine Steigerung der übertragbaren Umfangskräfte dadurch erzielt werden, daß die Antriebsreibrollen aus ungehärtetem Werkstoff, Gummi oder Kunststoff gefertigt werden.
  • Eine solche Werkstoffauswahl wird ermöglicht durch die erfindungsgemäße Anordnung der Antriebsreibrollen.
  • Der Reibungskoeffizient ist bei diesen Werkstoffen ein Vielfaches des Reibungskoeffizienten von gehärtetem Stahl. Entsprechend der Vervielfachung des Reibungskoeffizienten kann somit ohne zusätzliche Biegebelastung der Pinole die übertragbare Umfangskraft entsprechend vervielfacht werden. Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung der Antriebsreibrollen die für den Einsatz in Radsatzaufarbeitungsstraßen besonders vorteilhafte Portalbauart der Drehmaschine mit evtl. auch hängend angeordneten Supporten. Hierdurch befinden sich einerseits die Führungsbahnen der Supporte nicht mehr im Spänebereich der Maschine und bedürfen somit keiner Abdeckung und weisen einen geringeren Verschleiß auf, andererseits wird durch diese Portalbauart ein prohlcmloses Durchrollen der Radsätze ermöglicht, was in den genannten Radsatzaufarbeitungs straßen 1u icannterr Ißen von besonderem Vorteil ist.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet daß jede der beiden jeweils einem Rad eines Radsatzes zugeordneten Antriebsreibrollen je in einem schwingbaren Hebel gelagert ist und die Schwingebene jedes Hebels zur Schwingebene des nnderen Hebels wenigstens angenähert senkrecht steht, wobei eine der beiden Schwingebenen wenigstens angenähert senkrecht zur Radsatzradscheibenebene liegt, und daß die Strecken, begrenzt einerseits durch den Schwenkpunkt des schwingbaren Hebels und andererseits durch den Antriebsreibrollenmittelpunkt bzw. einerseits durch den Antriebsreibrollenmittelpunkt und andererseits durch den Berührungspunkt der Antriebsreibrolle, mit der Radscheibe einen entgegengesetzt zur Drehrichtung des angetriebenen Radsatzes, betrachtet an der Berührungsstelle einer Radscheibe mit einem Antriebsreibrad, geöffneten stumpfen Winkel bildet.
  • Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß sich die jeweilige Anpreßkraft der Antriebsreibrolle und somit die übertragbare Leistung jeweils nach dem augenblicklichen Zerspanungsbedarf richtet, so daß sowohl die Antriebsreibrollen als auch die den Radsatz aufnehmende gesamte Maschine geringstmöglich belastet werden bei höchstmöglicher Leistung. Wird bei der Bearbeitung infolge wachsenden Spanquerschnittes eine wachsende Umfangskraft verlangt, so hat die Antriebsreibrolle das Bestreben, den schwingbaren Hebel, in welchem sie gelagert ist, so zu bewegen, daß der beschriebene stumpfe Winkel vergrößert wird. Da dies aber aufgrund der Zuordnung der Bauteile und des Werkstückes zueinander nicht möglich ist, erhöht sich lediglich die Anpreßkraft der Antriebsreibrolle und damit die übertragbare Umfangskraft. Da von der Antriebsreibrolle zur Steigerung der Anpreßkraft und damit zur Vergrößerung der übertragbaren Umfangskraft kein Weg zurückgelegt werden muß, erfolgt die Reaktion auf eine wachsende oder auch sprunghaft ansteigende Schnittkraft absolut verzögerungsfrei. Es erfolgt somit als Reaktion auf eine steigende Schnittkraft ohne die geringste Phasenverschiebung eine Steigerung der Anpreßkraft der Antriebsreibrolle. Zur Erreichung dieses so vorteilhaften Effektes sind also nicht etwa hochkomplizierte und empfindliche elektronische Steuerungen erforderlich, sondern nur einfache mechanische Bauelemente in der erfindungsgemäßen Anordnung.
  • Zweckmäßig werden in weiterer Ausbildung der Erfindung sämtliche Antriebsreibrollen durch einen gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben. Es kann daher die gesamte Antriebseinheit auf einem gemeinsamen Support angeordnet werden.
  • Wie bereits mehrfach erwähnt worden ist, wird bei der Drehmaschine nach der Erfindung besonderer Wert darauf gelegt, daß sich die Maschine den wechselnden Belastungen während der Bremsscheibenbearbeitung schnell anpassen kann. Bei den bisher beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Bremsscheibendrehmaschine wurde die verzögerungsfreie Variation der Antriebsreibradanpreßkräfte durch den mehrfach beschriebenen "stumpfen Winkel" und die hierdurch auftretende Keil- oder Klemmwirkung erreicht. Diese besondere Anpassungsfähigkeit der Radsatzbremsscheibendrehmaschine bei höchstmöglicher Belastung wird in weiterer Ausbildung der Erfindung, wie später erläutert wird, auch dadurch erreicht, daß das Übersetzungsverhältnis r1 : r2 zwischen dem jeweils letzten Antriebsglied vor der zugehörigen Antriebsreibrolle und dem Antriebsglied der Antriebsreibrolle selbst wenigstens angenähert entsprechend der folgenden Gleichung gewählt ist wobei A der Abstand zwischen dem Anlenkpunkt des zugehörigen Schwenkhebels und der Antriebsreibrollenmitte, oa der Winkel zwischen der auf dem zugehörigen Schwinghebel errichteten Senkrechten und der Tangente am Umfang der Antriebsreibrolle im Berührungspunkt mit dem Rad, der Ribungskoeffizient zwischen Antriebsreibrolle und Rad und rR der Radius der Antriebsreibrolle ist.
  • Mit einer derartigen Ausbildung des Antriebssystems der Antriebsreibrollen wird es ermöglicht, daß die Antriebsreibrolle ohne jedes Durchrutschen mit dem Rad des Radsatzes zusammenarbeitet und die Anpreßkräfte der Antriebsreibrollen verzögerungsfrei auf alle Belastungsschwankungen reagieren.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen geben nur die jeweils zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen Teile einer Radsatzbremsscheibendrehmaschine wieder.
  • Es zeigen Fig. 1 die Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Drehmaschine nach der Erfindung, Fig. 2 die Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Drehmaschine nach der Erfindung, Fig. 3 eine Seitenansicht der Drehmaschine nach Fig. 1, Fig. 4 eine Seitenansicht der Drehmaschine nach Fig. 2, Fig. 5a-c Schaubilder zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Bemessung des übertragungssystems für die Antriebsrollen, Fig. 6 eine weitgehend schematisch gehaltene Vorderansicht einer Drehmaschine nach der Erfindung in Portalbauweise, Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie A-B in Fig. 6 Fig. 8 eine im Prinzip dargestellte, bekannte Anordnung von Radsatz, Antriebsreibrad und Werkzeug.
  • In den Fig. 1 bis 4. der Zeichnung sind die Räder 1 des jeweils zu bearbeitenden Radsatzes strichpunktiert schematisch wiedergegeben. Da es zur Erläuterung der Erfindung lediglich auf die Antriebsvorrichtung der Drehmaschine für die Räder des Radsatzes ankommt, sind die Bremsscheiben und die Bearbeitungswerkzeuge nicht dargestellt. Es zeigen lediglich Fig. 3 und Fig. 4 schematisch angedeutet das Drehwerkzeug 2, das wenigstens angenähert in der Höhe der nicht dargestellten Körnerspitzen angeordnet ist, in denen der zu bearbeitende Radsatz gespannt ist.
  • Wie die Ausführungsform nach Fig. 1 und 3 zeigt, sind für jedes Rad 1 des Radsatzes oberhalb der durch die Körnerspitzen, also durch die Radsatzmitte 3 verlaufenden horizontalen Ebene, zwei Antriebsrollen 4 und 5 angeordnet.
  • Von diesem Antriebsrollenpaar greift die Antriebsrolle 4 an der Lauffläche des Rades und die zweite Antriebsrolle 5 an der inneren Stirnseite des Rades an. Jede Antriebsrolle 4 und 5 ist in einem zugehörigen schwingbaren Hebel 6 bzw. 7 gelagert. Der Schwinghebel 6 für die an der Lauffläche angreifende Antriebsrolle 4 ist in einer zur Radebene parallelen Ebene schwingbar bei 8 gelagert. Der Schwinghebel 7 für die an der Stirnseite angreifende Antriebsrolle 5 ist in einer zur Radebene senkrechten Ebene schwingbar bei 9 gelagert.
  • Der Drehantrieb für die einzelnen Antriebsrollen erfolgt über ein geeignetes Vorgelege von einem einzigen gemeinsamen Antriebsmotor 10 her. Von den Obert-ragungsgliedern, hier den Obertragungszahnrädern, ist das jeweils zur Antriebsrolle selbst gehörende Antriebsglied mit 11 und das jeweils letzte Antriebsglied vor der zugehörigen Antriebsrolle mit 12 bezeichnet. Die weiteren Obertragungssysteme sind der Einfachheit wegen lediglich gemeinsam mit i5 bezeichnet.
  • Sämtliche beschriebenen Antriebsbauteile der Drehmaschine sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem gemeinsamen Support 14 untergebracht.
  • Bei der dargestellten Ausführung, bei der die Spanfläche durch die Drehrichtung bedingt nach unten angeordnet werden muß, wird die Pinole zwar konstruktionsgerecht, aber mit den aus den Schnittkräften resultierenden Kräften zusätzlich belastet. Allerdings ergibt sich bei dieser Werkzeuganordnung ein besonders günstiger Spänefluß.
  • Soll die Pinole von den aus den Schnittkräften resultierenden Kräften entlastet werden, so konstruiert man die Maschine so, daß bei gleicher Drehrichtung des Werkstückes z.B. das Drehwerkzeug in zur dargestellten Lage gegenüberliegender Lage angeordnet ist und dabei die Spanflächen nach oben zeigen.
  • Eine weitere Variationsmöglichkeit zur Erreichung dieses Zieles liegt darin, bei dem dargestellten Drehsupport die Drehwerkzeuge so zu befestigen, daß die Spanflächen nach oben zeigen'und den gesamten Antriebssupport um 1800 um eine vertikale Achse durch die Radsatzachse zu schwenken.
  • Jeder schwingbare Hebel 6 für die an der Lauffläche angreifende# Antriebsrolle 4 bildet mit der Verbindungslinie Radsatzmitte-Antriebsrollenmitte einerseits, und jeder schwingbare Hebel 7 für die an der Stirnseite angreifende Antriebsrolle 5 bildet mit der durch die Antriebsrollenmitte gelegten Normalen zur Radstirnfläche andererseits jeweils einen stumpfen Winkel# P » Dieser Winkel# ist betrachtet an den Berührungsstellen der jeweiligen Antriebsrolle mit dem Rad, entgegengesetzt zur durch die Pfeile angedeuteten Drehrichtung des Rades geöffnet.
  • Hierdurch ergibt sich, wie eingangs im einzelnen geschildert, die selbsttätige und augenblickliche Anpassung der jeweiligen Anpreßkräfte der Antriebsrollen gegen das zugehörige Rad an die wechselnden Belastungen.
  • Jede Erhöhung der z.B. durch verstärkten Spanquerschnitt erzeugten Reaktionskraft führt augenblicklich zu einer verstärkten Klemmwirkung zwischen dem jeweiligen schwingbaren Hebel der zugehörigen Antriebsrolle und der berührten Radfläche.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 3 ist der stumpfe Winkel ß verhältnismäßig groß gewählt. Hierdurch aber könnte es bei nicht sorgfältiger Einstellung des Antriebssupportes verbunden mit Breiten- oder Durchmesserschwankungen eines zu bearbeitenden Radsatzes zu einer ungewollten Vergrößerung des Winkels und damit zu einer ungewollt großen Anpreßkraftsteigerung bei wachsenden Schnittkräften kommen. Dies kann vermieden werden mit einer Antriebs gestaltung gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 4.
  • Das Ausführungsbeispiel der Drehmaschine nach der Erfindung gemäß Fig. 2 und 4 entspricht im Grundaufbau vollständig dem anhand Fig. 1 und 3 beschriebenen Aufbau. Es sind lediglich die Verhältnisse innerhalb der Obertragungsglieder, insbesondere innerhalb der Übertragungsglieder 9 und 11, verändert, und es ist vor allem der hier mit/3' bezeichnete stumpfe Winkel zwischen dem jeweiligen schwingbaren Hebel und der jeweiligen Verbindungslinie bzw.
  • Normalen bedeutend geringer gewählt Er kann im Grenzfall sogar zum rechten Winkel werden. Hierdurch wird erreicht, daß der Winkel ' sich nur geringfügig mit Durchmesser-oder Abstandsschwankungen der Eisenbahnräder verändert.
  • Damit wird die Einstellung des Antriebssupportes auf die Radsatzabmessungen erleichtert.
  • Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäß gekennzeichnete bestimmte Bemessung des übersetzungsverhältnisses zwischen dem jeweils letzten Antriebsglied 9 vor der zugehörigen Antriebsrolle und dem Antriebsglied 11 dieser Antriebsrolle selbst trotz des stark verkleinerten Winkels ß ' die genannten Vorteile der verzögerungslosen Anpassung der Anpreßkräfte an alle Belastungsschwankungen erhalten bleiben. Dies wird in folgenden anhand der schematischen Darstellungen in Fig. 5a, b und c bewiesen.
  • Der Fig. 5a sind die geometrischen Verhältnisse und die verwendeten Bezeichnungen zu#entnehmen. Die Fig. 5a zeigt eine Ansicht ähnlich Fig. 1 und 3 der beschriebenen Ausführungsformen. Die entsprechenden Ausführungen gelten auch für die jeweils an der Lauffläche angreifende Antriebsrolle 4 sinngemäß.
  • Die Kraft P' wirkt offensichtlich immer senkrecht auf den Hebelarm von der Länge A und ist abhängig vom Drehmoment Md: p, = Md (2) A (2) nach Md aufgelöst ergibt Md = P' ~ A (3) Unter der Bedingung, daß zwischen Radsatzrad und Antriebsrolle 5 kein Durchrutschen auftritt, kann das Drehmoment offensichtlich auch wie folgt ausgedrückt werden (Fig. 5a): Die Linie L in Fig. 5a bildet mit der Radinnenstirnseite den Winkel $. Dieser Winkel ist der Winkel zwischen der auf dem zugehörigen schwingbaren Hebel (7) errichteten Senkrechten und der Tangente am Umlauf der Antriebsrolle (5) im Berührungspunkt mit dem Rad. Der Hebel H von der Länge A steht auf der Linie L immer senkrecht. Die Wirklinie der Kraft P' liegt somit immer parallel zur Linie L und bildet daher mit der Radinnenstirnseite auch den Winkel 05.
  • In Fig. 5b ist die Situation und die Lage der Kraft p' noch einmal vergrößert dargestellt.
  • Wie aus Fig. 5a und b zu erkennen ist, ist die Kraft P in ihrer Größe offensichtlich nicht nur von der Kraft P', sondern auch noch vom Keilwinkel ac abhängig. Da die Kraft PT aber parallel zu einer Keillinie (in diesem Fall "L"} verläuft, wird sie umgerechnet in eine Kraft Pz', deren Wirklinie mit der Winkelhalbierenden des Keilwinkels α zusammenfällt.
  • Aus Fig. 5b ist zu entnehmen Die Kraft P11 ist die Resultierende der beiden Kräfte P, von denen die eine senkrecht auf der Radinnenstirnseite steht und die andere (Reaktionskraft) senkrecht zu L steht, und dabei durch den Gelenkpunkt des Hebels H geht, in welchem das Drehmoment Md eingeleitet wird. In Fig. 5c ist der dazugehörige Kräfteplan gezeichnet. Aus ihm ist zu entnehmen Gleichung (5) eingesetzt in (6) ergibt Gleichung (7) nach P aufgelöst ergibt Gleichung (2) eingesetzt in (8) ergibt p Md Ud (9) 2A sinα/2 ~ cosMU/2 Gleichung (9) aufgelöst nach Md ergibt Md = 2 PA sinα/2 ~ cosα/2 (10) Die Aussage der Gleichung (10) ist offensichtlich richtig, denn sie kann unter Berücksichtigung der Gleichung (12) auch sofort aus Fig. 5a abgelesen werden.
  • Um aber eine Gleichung zu erlangen, die lediglich die konstruktiven Abmessungen berücksichtigt derart, daß mit Sicherheit kein Durchrutschen der Antriebsrolle auftritt, müssen die Faktoren Md und P eliminiert werden. Dies kann erreicht werden durch eine Division der Gleichungen (4) und (10) (4) : (10) 2 sind/2 ~ cosOQ/2 = sin 2#/2 (12) (t2) eingesetzt in (11) und (11) aufgelöst nach ergibt Mit Gleichung (13) ist somit eine Gleichung gegeben, in der die Abhängigkeit des Antriebsübersetzungsverhältnisses r1 von den übrigen geometrischen und physikalischen r2 Bedingungen für den Fall, daß niemals ein Durchrutschen des Antriebsreibrades auftritt, angegeben ist.
  • In Fig. 6 und 7 ist eine vollständige Drehmaschine nach der Erfindung zur Bearbeitung aller Bremsscheiben eines zwischen Körnerspitzen in dieser Maschine eingespannten Radsatzes von Schienenfahrzeugen dargestellt. Die anhand der vorhergehenden Figuren der Zeichnung beschriebenen Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Fig. 6 und 7 zeigen die Gesamtanordnung der vorher beschriebenen Drehmaschine innerhalb einer Gesamtmaschine in Portalbauweise. Die durch die Erfindung beeinflußten beschriebenen Bauteile der Maschine sind an dem Support 14' in dem Portal der Maschine angeordnet. Der Support 14 t ist in senkrechter Richtung verfahrbar und trägt seinerseits die geschilderten Bauteile der Erfindung.
  • Auf den mit Sw bezeichneten Supporten sind die Werkzeuge 2 mit ihren einzelnen Vorschub- und Zustelleinrichtungen angeordnet und können in der in der Zeichnung dargestellten Weise aus dem Arbeitsbereich des Portals seitlich verfahren werden, um so' einerseits evtl. das vorteilhafte Durchrollen des Radsatzes zu ermöglichen oder um die Drehsupporte auf unterschiedliche seitliche Lagen der Bremsscheiben z.B. bei Spurwechsel oder Lage der Bremsscheiben auf der Radsatzwelle einstellen zu. können. Aus Fig. 6 und 7 wird die vorteilhafte Portalbauweise mit dem besonders vorteilhaften Antrieb des Radsatzes nach der Erfindung deutlich, wobei auch klar erkennbar ist, in welch vorteilhafter Bauweise sämtliche Bremsscheiben des Radsatzes gleichzeitig bearbeitet werden können.
  • Wird die in den Fig. 6 und 7 dargestellte,in das Maschinenfundament eingelassene Radsatzhebeeinrichtung für das Anheben des Radsatzes bis in Pinolenhöhe verwendet, so ist ein Auseinanderfahren der Drehsupporte, um den Radsatz durchrollen zu lassen, nicht erforderlich. Die Drehsupporte könnten dann bei immer gleicher seitlicher Lage der Bremsscheiben starr angeordnet werden, was die Konstruktion der Maschine erheblich vereinfachen würde.

Claims (5)

Patentansprüche
1.)Drehmaschine zur Bearbeitung der Bremsscheiben eines zwischen Körnerspitzen in der Drehmaschine eingespannten Radsatzes von Schienenfahrzeugen, bei der die Räder des Radsatzes durch Antriebsreibrollen angetrieben werden und die Bearbeitung der Bremsscheiben durch in wenigstens angenähert der Höhe der Körnerspitzen angeordnete Drehwerkzeuge durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Rad (1) eines Radsatzes zwei oberhalb einer durch die Körnerspitzen gehenden horizontalen Ebene angeordnete Antriebsreibrollen (45) vorgesehen sind, wobei die eine Antriebsreibrolle (4) an der Lauffläche# und die andere Antriebsreibrolle (5) an einer Stirnseite des Rades eines Radsatzes angreift.
2. Drehmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden jeweils einem Rad eines Radsatzes zugeordneten Antriebsreibrollen (4,5) je in einem schwingbaren Hebel (6,7) gelagert ist und die Schwingebene jedes Hebels zur Schwingebene des anderen Hebels wenigstens angenähert senkrecht steht, wobei eine der beiden Schwingebenen (Hebel 6) wenigstens angenähert senkrecht zur Radsatzradscheibenehene liegt, und daß die Strecken, begrenzt einerseits durch den Schwenkpunkt des schwingbaren Hebels und andererseits durch den Antriebsreibrollenmittelpunkt bzw. einerseits durch den Antriebsreibrollenmittelpunkt und andererseits durch den Berührungspunkt der Antriebsreibrolle mit der Radscheibe, einen entgegengesetzt zur Drehrichtung des angetriebenen Radsatzes, betrachtet an der Berührungsstelle einer Radscheibe mit einer Antriebsreibrolle, geöffneten stumpfen Winkel bildet.
3. Drehmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Antriebsrollen (4,5) durch einen gemeinsamen Antriebsmotor (10) angetrieben werden.
4. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis zischen dem jeweils letzten Antriebsglied (9) vor der zugehörigen Antriebsreibrolle (4,5) und dem Antriebsglied (11) der Antriebsreibrolle selbst wenigstens angenähert entsprechend der folgenden Gleichung gewählt ist wobei A der Abstand zwischen dem Anlenkpunkt des zugehörigen Schwinghebels und der Antriebsreibrollenmitte, ruder Winkel zwischen der auf dem zugehörigen Schwinghebel errichteten Senkrechten und der Senkrechten auf der Strecke, gebildet durch die Punkte Antriebsreibrollenmittelpunkt und Antriebsreibrollenberührungspunkt mit dem Rad, P der Reibungskoeffizient zwischen Antriebsreibrolle und Rad und rR der Durchmesser der Antriebsreibrolle ist.
5. Drehmaschine gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsreibrollen aus ungehärteten Werkstoffen, Gummi oder Kunststoff, bestehen.
Leerseite
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