DE2641656C3

DE2641656C3 - Radsatzlagerfederung

Info

Publication number: DE2641656C3
Application number: DE2641656A
Authority: DE
Inventors: Peter 4000 Düsseldorf Müskens
Original assignee: Waggonfabrik Uerdingen AG
Current assignee: Duewag AG
Priority date: 1976-09-16
Filing date: 1976-09-16
Publication date: 1981-06-11
Also published as: CH623784A5; DE2641656B2; FR2364799B3; US4166611A; BE858745A; FR2364799A1; ATA556477A; DE2641656A1; AT352178B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radsatzlagerfederung für Schienenfahrzeuge mit mindestens zwei, in Längsrichtung beidseitig des Radsatzlagers vertikal

η angeordneten Federn, die jeweils ein glockenförmiges Gehäuse, einen darin einliegenden elastisch verformbaren Ring und einen den Rind durchdringenden kegeligen Dorn aufweisen.

Eine Radsatzlagerfederung der vorgenannten Art

findet im Schienenfahrzeugbau vielfach Anwendung und ist durch den Katalog »Die Clouth-Rollfeder« der Firma Clouth-Gummiwerke AG, Köln, druckschriftlich bekannt Diese Federung erfüllt die an sie gestellten Forderungen bezüglich der Aufnahme vertikaler Stöße und im Hinblick auf weitgehende Verschleißfreiheit Der für die Laufgüte von Schienenfahrzeugen darüber hinaus wichtigen weichen und stoßfreien Übertragung von Längs- und Querkräften kann die Federung dagegen auf Grund ihrer Ausbildung nur beschränkt

«ι dienen. Weiterhin muß für Schienenfahrzeuge, deren Radsätze sich zur Minderung des Verschleißes an ihren Laufflächen bei Kurvenfahrt radial zum Kurvenmittelpunkt einstellen sollen, die Federung in Längsrichtung so ausgelegt sein, daß die zwischen Radsatz und Schiene vorliegenden, relativ kleinen Reibungskräfte ein derartiges Einstellen der Radsätze herbeiführen können. Darüber hinaus gilt es, beim Auftreten größerer Längskräfte, z. B. beim Anfahren oder Bremsen, unerwünscht hohe Relativbewegungen zwischen den

4» Radsätzen und dem Dreh- oder Untt_'gestellrahmen zu vermeiden.

Der jeweils in den Patentansprüchen 1 bis 4 angegebenen Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Radsatzlagerfederung der gattungsgemäßen Art mit einfachen und weitgehend verschleißfreien Mitteln im Sinne einer größeren horizontalen Nachgiebigkeit auszubilden; dabei soll die Federung in Längsrichtung so ausgelegt sein, daß einerseits unter dem Einfluß der Reibungskräfte zwischen Rad und Schiene Radialeinstellungen der Radsätze bei Kurvenfahrt eintreten, andererseits aus dem Anfahr· oder Bremsvorgang resultierende Längskräfte weitgehend direkt, also unter Vermeidung unerwünscht hoher Relativbewegungen zwischen den Radsätzen und dem

5^r. Dreh- oder Untergestelfrahmen, übertragen werden.

Diese Aufgabe wird nach Anspruch 1 dadurch gelöst, daß der Dorn jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbüchse mit dem Radsatzlager verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes mit dem Radsatzlager einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet. (Dieser Anschlag kann mit Spiel ausgeführt sein

·>'» oder bei entsprechend spielfreier Ausbildung die Federkennlinie der Gesamtanordnung in einer gewünschten Weise beeinflussen.)
Nach einer nächsten erfindungsgemäßen Lösung

(Anspruch 2) dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das Gehäuse jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse mit dem Radsatzlager verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes mit dem Radsatzlager einen die Längskräfte aus dem Anfahroder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet.

Eine weitere Lösung der zugrundeliegenden Aufgabe besteht nach Anspruch 3 darin, daß der Dorn jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse mit dem Fahrgestellrahmen verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielements mit dem Fahrgestellrahmen einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmden Anschlag bildet

Ferner wird diese Aufgabe gemäß Anspruch 4 in der Weise gelöst, daß das Gehäuse jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrebbar angeordnete Gummimetalibuchse mit dem Fahrgestellrahmen verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes mit dem Fahrgestellrahmen einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet

Im Hinblick auf eine besonders platzsparende Unterbringung des Gummielementes und eine möglichst leichte Montage ist nach Anspruch 5 vorgesehen, daß der Dorn als Winkelhebel ausgebildet ist und sein die Gummimetallbuchse überragender Arm das Gummielement aufnimmt Da die Anfahr- und Bremskräfte entgegengesetzt gerichtet sind und außerdem Schienenfahrzeuge üblicherweise als Zweirichtungsfahrzeuge betrieben werden, versteht es sich, den Anschlag entsprechend doppelt wirksam zu gestalten oder in bezug auf die vertikale Mittelachse des Radsatzlagers symmetrisch anzuordnen.

Um die Federkennlinie der Gesamtanordnung im Sinne einer Unterdrückung kleiner Störkräfte aus dem Radsatzlauf au beeinflussen, ist nach Anspruch 6 vorgesehen, daß das Gummielement mit Vorspannung zwischen dem Arm des Domes und dem Radsatzlager bzw. zwischen dem Arm des Domes und dem Fahrgestellrahmen einliegt.

Um bei der Montage in einfacher und schneller Weise die Radsätze für ein optimales Laufverhalten parallel zueinander ausrichten zu können, sieht ein weiterer Gedanke der Erfindung (Anspruch 7) vor, daß die Gummimetallbuchse eine Welle verdrehfest aufnimmt, an der ein am Radsatzlager bzw. am Fahrgestellrahmen durch eine Exzenteranordnung verstellbar gehaltener Hebel angreift.

Für eine Radsatzlagerfederung, bei der der Dorn jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse mit dem Fahrgestellrahmen verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes mit dem Fahrgestell* rahmen einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet, ist nach einem nächsten Merkmal der Erfindung (Anspruch 8) vorgesehen, daß die Gummimetallbuchse an einer am Fahrgestellrahmen befestigten, in Richtung auf das Radsatzlager verlängerten Konsole angeschlossen und unterhalb des in Richtung auf diese Buchse konvergierend kegeligen Abschnittes des Domes angeordnet ist, wobei der Dorn unter Zv, i zeilenschaltung des Gummielementes mit der Konsole den die Longskräfte aufnehmenden Anschlag bildet. Bei dieser Gestaltung resultiert aus der hängenden Anordnung des Domes im elastischen Ring vorteilhaft eine zwangsläufige Ruck's Stellung in die Mittellage.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Radsatzlagerfederung hat vorteilhaft eine größere Nachgiebigkeit in horizontaler Richtung, so daß Längs- und Querkräfte im Sinne einer hohen Laufgüte weich und stoßfrei

ίο übertragen werden, wobei wegen der weitgehend verschleißfreien und gegenüber Verschmutzen unempfindlichen Ausbildung der Federung ein praktisch konstantes Federverhalten über den gesamten Einsatzzeitraum vorliegt Dieses Federverhalten wird, neben

H den Eigenschaften der Gummiwerkstoffe, durch den Höhenabstand zwischen dem elastischen Ring und der Gummimetallbuchse, außerdem in Querrichtung durch die Breite dieser Buchse und in Längsrichtung durch den Anschlag bestimmt. Demgemäß kann die auf Grund ihrer Anordnung für ein radiales Einstellen der Radsätze ausgelegte und gegenüber Kräften *vs dem Anfahroder Bremsvorgang stabilisierte Federung in einfacher Weise jeweils gewünschten Forderungen angeglichen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Hälfte einer Radsatzlagerfederung, in Fahrzeugquerrichtung gesehen, teilweise im Schnitt,

«ι Fig.2 einen Bereich der andere;·; Hälfte der Radsatzlagerfederung nach F i g. 1,
F i g. 3 den Schnitt nach der Linie IH-III in F i g. 1,
F i g. 4 bis 7 jeweils andere Radsatzlagerfederungen, in der Darstellung entsprechend F i g. 1.

Eine Radsatziagerfederung ist spiegelbildlich zur vertikalen Mittelachse eines Radsatzlagers S ausgeführt und enthält gemäß den F i g. 1 bis 7 eine Feder mit einem glockenförmigen Gehäuse 2, einem darin einliegenden elastisch verformbaren Ring 3 und einem den Ring 3 durchdringenden kegeligen Dorn 1.

Gemäß Fig. 1 ist das Gehäuse 2 dieser Feder durch Befestigungsschrauben 11 an einem Fahrgestellrahmen 6 eines Schienenfahrzeuges gehalten. Der Dorn 1 nimmt an seinem vom elastischen Ring 3 abgewandten Ende eine in Längsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse 4 kraftübertragencf auf, deren Innenteil 4a — siehe Fig.3 — mit dem gabelförmig ausgebildeten Radsatzlager 5 mittels einer Schraube 12 und eines Druckringes 13 verspannt ist. Das Innenteil 4a der Gummimetallbuchse 4 ist weiter durch eine Paßfeder 14 mit einer Welle 8 verbunden, die einen Hebel 10 trägt, wie aus Fig.2 ersichtlich, über eine Exzenteranordnung 9 verstellbar am Radsatzlager 5 gehalter, ist. Beim Verstellen beider vorgesehenen Hebel 10 führt das Radsatzlager 5 Bewegungen in Längsrichtung aus. Auf diese Weise k&ftnen alle Radsätze de« Fahrzeuges zum Ausgleich von Bauabweichungen im Rahmen der zulässigen Toleranzen parallel zueinander eingestellt werden.

Wie insbesondere aus F i g. 1 ersichtlich, ist der Dorn 1 als Winkelhebel ausgebildet und nimmt an seinem die Gummimetallbuchse 4 überragenden Arm in ein Gummielement 7 auf, das unter Vorspannung gegen das Radsatzlager 5 anliegt. Dieses Gummielement 7 besteht

fts aus zwei eleastischen Schichten 7a und Tb und kann durch eine Spannschraube 15 in seinem Federverhalten den jeweiligen betrieblichen Forderungen angeglichen werden. Ein das Gummielement 7 teilweise umschlie-

Bender Rahmen 16 begrenzt in Verbindung mit dem Radsatzlager 5 den Federweg der Gesamtanordnung beim Auftreten übergroßer Bremskräfte. Beispielsweise für Laufversuche des Schienenfahrzeuges kann es erwünscht sein, die Radsatzlagerfcderung in Längsrichtung auszuschalten; dies erfolgt in einfacher Weise durch Anordnen eines starren Teiles zwischen dem Arm Ia und dem Radsatzlager S.

GemäB Fig.4 ist der kegelige Dorn 1 starr am Fahrgestellrahmen 6 befestigt. Das Gehäuse 2 ist über die Gummimetallbuchse 4 gelenkig mit dem Radsatzlager 5 verbunden und weist den Arm Xa auf, der das andererseits gegen das Radsatzlager 5 anliegende Gummielement 7 trägt.

F i g. 5 zeigt eine gelenkige Verbindung des kegeligen Domes 1 mittels der Gummimetallbuchse 4 mit dem Fahrgestellrahmen 6, der dazu eine Konsole 17 aufweist. Das glockenförmige Gehäuse 2 ist hier fest an dem Radsatzlager 5 angeschlossen.

Nach Fig.6 ist der Aufbau der Federung so getroffen, daß der Dorn 1 am Radsatzlager 5 starr befestigt und das glockenförmige Gehäuse 2 dem Fahrgestellrahmen 6 beweglich zugeordnet sind.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, sind der kegelige Dorn ! über die Gummimetallbuchse 4 an der in Richtung auf das Radsatzlager 5 verlängerten Konsole 17 des Fahrgestellrahmens 6 und das Gehäuse 2 um 180" gedreht an dem Radsaulagcr 5 angeschlossen, wobei der kegelige Abschnitt des Domes 1 in Richtung auf die Gummimetallbuchse 4 konvergierend ausgebildet ist. Aus dieser hängenden Anordnung des Domes I ergibt sich eine zwangsläufige Rückstellung in die Mittellage.

Hierzu 6 Blatt Zcichnuneen

Claims

Patentansprüche:

1. Radsatzlagerfederung für Schienenfahrzeuge mit mindestens zwei, in Längsrichtung beidseitig des Radsatzlagers vertikal angeordneten Federn, die jeweils ein glockenförmiges Gehäuse, einen darin einliegenden elastisch verformbaren Ring und einen den Ring durchdringenden kegeligen Dorn aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1) jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring (3) und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse (4) mit dem Radsatzlager (5) verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes (7) mit dem Radsatzlager (5) einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet

2. Radsatzlagerfederung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) jeder Feder über eine in einem HöhenabstanJ zum elastischen Ring (3) und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse (4) mit dem Radsatzlager (5) verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes (7) mit dem Radsatzlager (5) einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet.

3. Radsatzlagerfederung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1) jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring (3) und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse (4) mit dem Fahrgestellrahmen (6) verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes (7) mit dem Fahrgestellrahmen (6) einen die Längskräfte aus dtm Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet.

4. Radsatzlagerfederung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring (3) und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse (4) mit dem Fahrgestellrahmen (6) verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes (7) mit dem Fahrgestellrahmen (6) einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet.

5. Radsatzlagerfederung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1) als Winkelhebel ausgebildet ist und sein die Gummimetallbuchse (4) überragender Afm (IdJdas Gummielement (7) aufnimmt.

6. Radsatzlagerfederung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummielement (7) mit Vorspannung zwischen dem Arm (ta) des Domes (1) und dem Radsatzlager (S) bzw. zwischen dem Arm (IaJ des Dornes (1) und dem Fahrgestellrahmen (β) einliegt.

7. Radtatzlagerfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummimetallbuchse (4) eine Welle (8) verdrehfest aufnimmt, an der ein am Radsatzlager (5) bzw. Fahrgestellrahmen (6) durch eine Exzenteranordnung (9) verstellbar gehaltenen Hebel (10) angreift.

8. Radsatzlagerfederung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummimetallbuchse (4) an einer am Fahrgestellrahmen (6) befestigten, in Richtung auf das Randsatzlager (S) verlängerten Konsole (17) angeschlossen und unterhalb des in Richtung auf diese Buchse (4) konvergierend kegeligen Abschnittes des Domes (1) angeordnet ist, wobei der Dorn (1) unter Zwischenschaltung des Gummielementes (7) mit der Konsole (17) den die Längskräfte aufnehmenden Anschlag bildet.