DE2937819A1

DE2937819A1 - Unterflurradsatzdrehmaschine

Info

Publication number: DE2937819A1
Application number: DE19792937819
Authority: DE
Inventors: Theodor Dipl.-Ing. 5140 Erkelenz Dombrowski
Original assignee: Wilhelm Hegenscheidt GmbH
Current assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date: 1979-09-19
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1981-03-26
Also published as: FR2465540A1; DE2937819C2; PL124180B1; FR2465540B1; JPS5652101A; PL226834A1; JPS6146242B2

Description

HUBERT BAUER PATENTANWALT

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AACHBN 6.September 1979

Patentanmeldung

Anm.: Wilhelm Hegenscheidt GmbH, 5140 Erkelenz

Bez. : Unterflurradsatzdrehtnaschine

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Die Erfindung betrifft eine Unterflurradsatzdrehmaschine für das Profildrehen von Radsätzen von Schienenfahrzeugen mit Mitteln für eine zentrierende Abstützung der Radsatzwelle und mit mindestens an den Laufflächen der Riider eines Radsatzes mit einer gewünschten Kraft anlegbnron, in Rollenträgern gelagerten Hollen, von denen mindestens eine je Lauffläche antreibbar ist, wobei die Rollen im wesentlichen in einer vertikalen Ebene parallel zur Schienenlängsrichtung und in einer horizontalen Ebene in Schienenlängsrichtung beweglich sind, und einem zwischen den Rollen angeordneten Drehsupport.

Eine Maschine der oben genannten Art ist bereits durch die DE-PS 20 21 820 bekannt. Dabei werden die Räder des Radsatzes während der Bearbeitung mit einer möglichst klein gehaltenen Teillast über starre Spurkranz-Stützrollen an den Spurkränzen zentriert, während der Hauptlastanteil von an den Laufflächen anliegenden, gleichzeitig horizontal und vertikal beweglichen Rollen aufgenommen wird. Die Laufflächenrollen sind antreibbar und treiben über Reibschluß den Radsatz an. Die von dem Radsatz ausgeübten Gewichtskräfte werden also zu einem kleinen Teil von den Spurkranz-Stützrollen und zum wesentlichen Teil von den beweglichen antreibbaren Laufflächenrollen aufgenommen. Die möglichen Anpreßkräfte der Laufflächenrollen sind hierbei wegen der übertragbaren Reibleistung leistungsbestimmend. Diese Anpreßkräfte werden jedoch durch das Radsatzgewicht begrenzt. Die Kraftaufteilung zwischen Spurkranz-Stützrollen und Laufflächenrollen muß so gewählt werden, daß einerseits die Reaktionskräfte aus den Schnittkräften bei Betrachtung der Werkzeugschneide als Momentanpol den Radsatz nicht aus der prismenartigen

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Aufnahme durch die Spurkranz-Stützrollen über diese Rollen aus der Maschine herausrollen können (die Antriebsrollen würden dieser Bewegung keinen Widerstand entgegensetzen) und andererseits muß der Rollenträger mit den Antriebsrollen vom Rad des Radsatzes in seiner Lage geführt werden und darf nicht, beispielsweise infolge der Reaktionskräfte zu großer Zerspanungskräfte am Werkzeug um das Rad herumlaufen. Hierdurch wird die Zerspanungsleistung bei solchen Maschinen eingeschränkt. Lediglich im Bereich der Spurkranzbearbeitung verbessert sich die Leistungsfähigkeit einer solchen Maschine wieder, da nunmehr der Rollenträger für die Laufflächenrollen in seiner Bewegungsfähigkeit blockiert werden kann und auch muß, da Ungenauigkeiten an der frisch reprofilierten Lauffläche nicht vorliegen und hierdurch der Rollenträger und damit die an den Laufflächen anliegenden Laufflächenrollen mit der gesamten zur Verfügung stehenden Radsatzlast belastet werden können, da ja die Spurkränze unter den starren Spurkranz-Stützrollen weggedreht werden. Eine bekannt gewordene Alternative zur Teilabstützung über Spurkranz-Stützrollen ist die Teilabstützung am Lagerkasten des Radsatzes. Die Spurkranz-Stützrollen können hierbei entfallen. Die Probleme bleiben jedoch die gleichen. Obwohl die Leistungsfähigkeit dieser Maschine begrenzt ist, ist diese Leistungsfähigkeit sowohl hinsichtlich der Zerspanungsleistung als auch hinsichtlich der Genauigkeit bedeutend besser als z.B. der durch die GB-PS 994 470 bekanntgewordene Vorläufer dieser Maschine. Bei dem genannten Vorläufer sind die Rollen paarweise in einem Rollenschlitten aufgenommen, wobei der Schlitten über Gleitführungen am Maschinenständer vertikal beweglich geführt wird. Eine horizontale Beweglichkeit der Rollen

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liegt nicht vor. Eino Gleitführung aber ist reibungsbehaftet. Die auftretenden Heibkräfte in den Gleitführungen werden durch die weit ausladenden Rollen beträchtlich verstärkt. Die für die Bearbeitung notwendige vertikale Bewegung der Rollenschiitton wird durch diese Reibung behindert. Hierdurch wirken zusätzliche recht beträchtliche Kräfte auf die Radsatzwelle, die diese verbiegen. Da bei solchen Maschinen das Drehwerkzeug seine Lage beibehält, die Drehachse .sich aber infolge Durchbiegung verlagert, treten bei einer Keprofilierung mit einer solchen Maschine nicht zu vertretende Ungenauigkeiten auf. Um dennoch eine solche Maschine einsetzen zu können, ist man in der Praxis dazu übergegangen, mehrere immer kleiner werdende Späne abzudrehen um somit einerseits von mal zu mal die Genauigkeit zu steigern und außerdem die Maschinenbelegung zu verringern und dadurch auch die Reibkräfte in den Gieitführungen zu verringern. Durch diese Vorgehensweise gelingt es auch mit einer Maschine nach der GB-PS 994 470 akzeptable Ergebnisse zu erreichen. Die reibungsfreie Beweglichkeit der Rollen nach einer Maschine nach der DE-PS 20 21 820 läßt bei gleicher Genauigkeit eine wesentlich größere Zerspanungsleistung zu. Es treten keine Reibkräfte in Führungen, die die Radsatzwelle zusätzlich durchbiegen können, auf. Der Abstand Drehachse Werkzeug bleibt immer konstant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterflurradsatzdrehmaschine der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen mit welcher eine weitere Erhöhung der Zerspanungsleistung möglich wird, ohne die Vorteile der beweglichen Antriebsrollen aufgeben zu müssen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß

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jeder aus einem Querschlitten und einem Längsschlitten bestehende Drehsupport auf einem in tichienenlängsrichtung beweglichen Supportträger angeordnet ist und daß jeder Rollenträger in horizontaler Richtung formschlüssig mit dem Supportträger verbunden ist.

Durch diese Maßnahme wird ein Kräitekurzschliiß goschaffen, der vorhindert, daß ein Rollenträger untt»r der Ronktionskraft der Schnittkraft ausweichen kann. Da das Gesamtsystem jedoch frei beweglich ist, bleibt dennoch die notwendige Beweglichkeit der Rollen zur Anpassung an evtl. Exzentrizitäten und Formunregelmäßigkeiten der Lauffläche des jeweiligen Hades voll erhalten. Zusätzliche vertikale Kräfte, die die Radsatzwelle in vertikaler Richtung durchbiegen können, treten nicht auf.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß jeder Supportträger um eine senkrecht zu einer in Schienenlängsrichtung verlaufenden vertikalen Ebene ausgerichtete Welle schwingbar ist.

Hierdurch wird eine besonders einfache Möglichkeit der konstruktiven Gestaltung einer erfindungsgemäßen Einrichtung eröffnet, die zudem den Vorteil hat, die auftretenden Massenkräfte klein zu halten.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß jeder Rollenträger zwischen zwei im jeweiligen Supportträger angeordneten Stütz- und Treibrollen in vertikaler Richtung geführt ist, von denen die einer Werkzeugspanfläche zugekehrte Rolle starr, die gegenüberliegende Rolle federnd angeordnet ist.

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Hierdurch wird erreicht, daß jeder Rollenträger in vertikaler Richtung praktisch reibungsfrei geführt ist und in horizontaler Richtung dennoch formschlüssig mit dem Supportträger verbunden ist. Die abgefederte Rolle ermöglicht einerseits eine einfache seit Liehe Justage eines Rollenträgers und sorgt gleichzeitig dafür, daß die den Rollenträger führenden Rollen immer spielfrei am Rollenträger anliegen. Natürlich muß die Feder genügend steif sein, um den Rollenträger immer formschlüssig abstützen zu können.

Nach einer Variante der Erfindung wird vorgeschlagen, daß jede Stütz- und Treibrolle in einem Rollenträger gelagert ist, welcher als schwingbarer Hebel ausgebildet ist,der um einen in einem Supportträger angeordneten Zapfen, welcher senkrecht zu einer in Schienenlängsrichtung verlaufenden vertikalen Kbene angeordnet ist, schwingbar ist, wobei Jeweils die Rollenachse und die zugehörige Schwingachse auf unterschiedlichen Seiten einer durch die Mitte der Radsatzwelle verlaufenden vertikalen Ebene liegen.

Dies ist eine konstruktive Variante, die dennoch alle Merkmale des Erfindungsgedankens aufweist.

Oiu Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 rechte Hälfte einer Unterflurradsatzdrehmaschine in Seitenansicht;

Fig. 2 Vorderansicht gemäß Fig. 1;

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Fig. 3 Draufsicht gemäß Fig. 1;

Fig. 4 rechte Hälfte einer Ausführungsvariante einer Unterflurradsatzdrehmaschine in Seitenansicht;

Fig. 5 Vorderansicht gemäß Fig. 4.

In der Maschine wird ein Radsatz an seinen Lagergehäusen 2 (aus Symmetriegründen ist nur ein Lagergehäuse dargestellt) mittels der Stütze 28 abgestützt. Die Stütze 28 lagert auf einer Plattform 29, die am Ständer 4 angegossen ist und in den U-förmigen freien Raum des Supportträgers 5 hineinragt. An seiner Lauffläche wird das Rad 1 des Radsatzes abgestützt von Stütz- und Treibrollen 6 und 6*. Hollen 6, t>' sind befestigt auf Antriebswellen 16, 16', die drehbar und axial unverschiebbar im gemeinsamen Hollenträger 7 gelagert sind. Auf jeder Antriebswelle 16, 16* ist ein Kettenrad 40, 40' befestigt, das mit einem auf einem Getriebe 13, 13' befestigten Kettenrad 41, 41' über eine Kette 15, 15* in Treibverbindung steht. Getriebe 13, 13* ist auf dem Rollenträger 7 befestigt. Auf dem Getriebe 13, 13· ist je ein Motor 12, 12' befestigt. Auf der Welle des Motors 12, 12' ist ein Kettenrad 42, 42* befestigt. Auf der Getriebeeingangswelle des Getriebes 13, 13' ist je ein Kettenrad 43, 43' befestigt. Kettenräder 42 und 43 sowie 42' und 43' stehen über eine Kette 14 bzw. 14' in Treibverbindung miteinander. Das hintere Ende des Rollenträgers 7 ist von einem Kreuzgelenk 11 abgestützt. Kreuzgelenk 11 ist in einem Lagerbock 44 gelagert, der am Ständer 4 angegossen ist. Das vordere gabelförmige Ende des Rollenträger^ 7 wird abgestützt von zwei Stangen 45, 45'. Das freie Ende der Stangen 45, 45* ist kugelig ausgeführt und lagert in gleich kugeligen Pfannen des Uollenträgers 7. Die Traverse wird abgestützt von der Kolbenstange eines Kolbens 9, der

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in einem im Ständer 4 befestigten Stützzylinder 10 gleitet. In Schienenlängsrichtung wird der Rollenträger abgestützt von den Rollen 22 und 22'. Rolle 22 ist in einem Stellzylinder 21 gelagert, der undrehbar im Supportträger 5 längsverschieblich angeordnet ist. Eine Zapfenschraube 40 sichert gegen Verdrehung. Eine im Supportträger 5 drehbar aber unverschiebbar gelagerte Gewindespindel 20 ermöglicht die Längsverstellung. Die Rolle 22* ist in einem Stellzylinder 21' gelagert, der undrehbar aber längsvorschieblich im Supportträger 5 angeordnet ist. Eine Zapfenschraube 46' sichert gegen Verdrehung. Eine Druckfeder 23 spannt den Rollenträger 7 zwischen den Rollen 22, 22· ein. Bei genügend großer Federkraft ist der Rollenträger 7 nunmehr in Schienenlaniisrichtung formschlüssig geführt. Der Supportträger 5 ist gelagert auf den beiden Wellen 31 und 31', die konzentrisch und senkrecht zur Schienenlängsrichtung im Ständer 4 angeordnet sind. In zum Radsatz axialer Richtung wird der Supportträger 5 von den beiden rechteckigen Federstäben 17, 17' festgehalten, die mittels Schrauben 18, 18' und Paßstift 19, 19' am Supportträger 5 bzw. am Ständer 4 befestigt sind. Die Anordnung der Federstäbe 17, 17' ist so getroffen, daß die lange Rechteckseite in einer Rndialebene durch die Achse dor Wellen 31, 31' liegt. Der Supportträger 5 besitzt auf der der Antriebsrolle 6* gegenüberliegenden Seite der U-förmigen Ausnehmung eine Querführung 27, in der ein Querschlitten 26 gleitet. Auf dem Querschlitten 26 gleitet in einer geeigneten Führung ein Längsschlitten 25, der das Drehwerkzeug 24 trägt.

Ein rundes Rad 1 vorausgesetzt, liegt die Mitte der Radsatzwelle 3, die Mitte der Wellen 31, 31' und die Spanfläche des Werkzeuges 24 in einer vertikalen Längs-

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ebene. In je einer dazu parallelen Ebene gleichen Abstandes und in einer gemeinsamen horizontalen Ebene liegen die Mitten der Antriebswellen 16, 16*. In den gleichen parallelen Ebenen und in einer zur Längsachse des Radsatzes vertikalen Ebene liegen die Achsen der Stangen 45, 45'.

Kommen Räder 1 mit verschieden großen Durchmessern zur Bearbeitung, so verändert sich lediglich die Höhenlage jeder der beiden Treibrollen 6, 6' um den entsprechenden Betrag. Der Grund daiür liegt darin, daß die Rollen 22, 22* auf Flächen des Hollenträgers 7 abrollen, die in zwei parallelen, in gleichem Abstand zur vertikalen Längsebene liegenden Ebenen liegen.

Hat das Rad 1 z.B. eine durch Blockierbremsung entstandene Flachstelle, so wandert das vordere Ende des Hollenträgers 7 unter Anpassung der Rollen 6, 6' an die Lauffläche und an die Flachstelle seitlich aus. Es beschreibt sowohl einen Kreis, als auch eine Höher- oder Tieferbewegung während der Umdrehung des Radsatzes. Die Kreisbewegung hat als Mittelpunkt die Mitte der Kugelpfanne der Traverse 8.

Ist die Lauffläche des Rades 1 außermittig zur Radsatzwelle 3, so wandert das vordere Ende des Rollenträgers unter Anpassung der Rollen 6, 6* an die Lauffläche seitlich aus. Es beschreibt einen Kreis wie auch gegebenenfalls eine Höher- oder Tieferbewegung während der Umdrehung des Radsatzes.

Eine Ausfuhrungsvariante der Erfindung nach den Flg. 4 und 5 ist wie folgt aufgebaut.

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In der Maschine wird ein Radsatz an seinen Lagergehäusen 2 (aus Symmctriogrüiulen ist nur ein Lagergehäuse gezeichnet) abgestützt, mittels der Stütze 47. Die Stütze 47 lagert auf einer Plattform 48, die am Ständer 49 angegossen ist. An seiner Lauffläche wird das Rad 1 des Radsatzes abgestützt von Stütz- und Treibrollen 51, 51'. Diese sind befestigt auf Antriebswellen 52, 52', die drehbar und axial unverschiebbar in je einem Rollenträger 53, 53' gelagert sind. Auf jeder Antriebswelle 52, 52' ist ein Kettenrad 54, 54' befestigt, das mit einem auf dem Getriebe 55, 55' befestigten Kettenrad 56, 56' über eine Kette 57, 57' in Treibverbindung steht. Getriebe 55, 55' ist auf den ttollenträgern 53, 53¹ befestigt. Auf dem Getriebe 55, 55* ist je ein Motor 58, 58' befestigt. Auf der Welle des Motors 58, 58' ist ein Kettenrad 59, 59' befestigt, desgleichen auf dem Getriebe 55, 55' je ein Kettenrad 72, 72'. Kettenräder 59. 59' und 72, 72' stehen über Kette 30, 30' in Treibverbindung miteinander. Rollenträger 53 u.53' worden abgestützt von je zwei angeschweißten Hebeln 32 u. bzw. 32^fu.33^f.Hebel 33 und Λ3' sind schwingbar gelagert auf Zapfen 60, 60', dio im Hilfsträger 61 befestigt sind. Hebel 32 und 32' sind schwingbar gelagert auf Zapfen 34, 34', die im Supportträger 35 befestigt sind. Supportträger 35 und Hilfsträger 61 sind selbst synchron schwingbar gelagert auf Welle 36. Ein Keil 62 sorgt für die Verbindung von Welle 36 und Supportträger 35 und ein Keil 63 sorgt für die Verbindung von Welle und Hilfsträger 61. Auf Welle 36 befestigte Bunde 64 und 65 verhindern ein Verschieben von Supportträger und Hilfsträger 61. An Hebel 32 ist ein Zapfen 66 be-

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festigt, der in den Schlitz 67 des Hebels 32' eingreift. Dor Schlitz 67 ist von einer solchen Form, die sicherstellt, daß beide Treibrollen 51, 51' in Bezug auf ihre gemeinsame Symmetrieachse kongruente Bewegungen ausführen. Getrieben wird der Rollenträger 53 von einem Hydraulikzylinder 37 und der Hollenträger 53' von einem Hydraulikzylinder 37'. Die Zylinder 37, 37' sind mit ihren Kolbenstangen an den Rollenträgern 53, 53' und mit ihren Zylindergehäusen auf dem Supportträger 35 angelenkt. Axial lehnen sich die Rollenträger 53, 53' mit der Flachseite ihres Hebels 32' und 33 an Flächen 68 und 69 des Ständers 49 an. Außerdem liegen die Flachseiten der Hebel 32, 32' und 33, 33' aneinander an, so daß ein axiales Wandern der Rollenträger 53, 53* verhindert wird.

Der Supportträger 35 besitzt auf der der Antriebsrolle 51' gegenüberliegenden Seite der U-förmigen Ausnehmung des Supportträgers 35 eine Querführung 38, auf welcher ein Querschlitten 39 gleitet. Auf dem Querschlitten 39 gleitet in einer geeigneten Führung ein Längsschlitten 73, der das Drehwerkzeug 74 trägt. Zu beiden Seiten der Welle sind am Supportträger 35 Schrauben 70, 70' angeordnet. Sie schränken die Beweglichkeit des Supportträgers 35 auf das unbedingt notwendige Maß ein und sorgen dafür, daß der Supportträger 35 nicht umkippt.

Die vorbeschriebenen Maßnahmen sorgen dafür, daß jede Maschinenhälfte, für sich betrachtet, durch den erzeugten Kräftekurzschluß immer im Gleichgewicht ist. Da jedoch beide Maschinenhälften über die Radsatzwelle 3 miteinander verbunden sind, werden dann, wenn an den Drehwerkzeugen 24 unterschiedliche Schnittkräfte auftreten, über die Radsatzwelle 3 Drehmomente von der einen Maschinenhälfte auf die

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andere Maschinenhälfte übertragen. Die Größe des übertragenen Drehmomentes ist proportional der Schnittkraftdifferenz an den Drehwerkzeug'-n 24. Diese Kräfte bringen das System aus dom Gleichgewicht. Sie müssen daher entweder verhindert oder ausgeglichen werden. Verhindert werden können sie dadurch, daß beispielsweise die Stütz- und Treibrollen (ί und 6^f gemeinsam angetrieben werden, so d.vß ein Differenzdrehmoment nicht über die Radsatzwelle 3, sondern über die Stü tz- und Treibrollen 6 und 6' übertragen wird, wodurch wieder ein Ausgleich aller Kräfte erzielt wird. Will man diesen Weg nicht gehen, so können din Kräfte dennoch ausgeglichen werden, wenn dafür gesorgt ist, daß die Horizontalbewegung der Stütz- und Treibrollen 6 und 6' nur gegen eine genügend große Bremskraft erfolgen kann. Die Große der Bremskraft kann hierbei in Abhängigkeit von der auftretenden Schnittkraftdifferenz gesteuert werden. Die Schnittkraftdifferenz ist normalerweise bedeutend kleiner als die Schnittkraft selbst. Dennoch könnte es sein, daß nur auf einer Seite der Maschine gearbeitet werden soll, während auf der anderen Seite der Maschine eine Zerspanung nicht stattfindet. In einem solchen Fall ist es ratsam, den Antrieb für die nicht arbeitende Maschinenteilte auszukuppeln. Hierdurch wird verhindert, daß ein nennenswertes Drehmoment über die Radsatzwelle 3 übertragen werden kann. Das System ist dann wieder vollständig im Gleichgewicht.

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Claims

Patentansprüche

fl.]Unterflurradsatzdrehmaschine für das Profildrehen von Kadsätzen von Schienenfahrzeugen mit Mitteln für eine zentrierende Abstützung der Hadsatzwelle und mit mindestens an den Laufflächen der Kader eines Radsatzes mit einer gewünschten Kraft anlegbaren, in Rollenträgern gelagerten Rollen, von denen mindestens eine je Lauffläche antreibbar ist, wobei die Rollen im wesentlichen in einer vertikalen Ebene parallel zur Schienenlangsrichtung und in einer horizontalen Ebene in Schienenlängsrichtung beweglich sind,und einem zwischen den Rollen angeordneten Drehsupport,dadurch gekennzeichnet, daß jeder aus einem Querschlitten (26) und einem Längsschlitten (25) bestehende Drehsupport auf einem in Schienenlängsrichtung beweglichen Supportträger (5) angeordnet ist und daß jeder Rollenträger (7) in horizontaler Richtung formschlüssig mit dem Supportträger (5) verbunden ist.
2. Unterflurradsatzdrehmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Supportträger (5) um eine senkrecht zu einer in Schienenlängsrichtung verlaufenden vertikalen Ebene ausgerichtete Welle (31, 31') schwingbar ist.
3. Unterflurradsatzdrehmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rollenträger (7) zwischen zwei im Jeweiligen Supportträger (5) angeordneten Stütz- und Treibrollen (6,6') in vertikaler Richtung geführt ist, von denen die einer Werkzeugfläche zugekehrte Rolle (6) starr, die gegenüberliegende Rolle (6^f) federnd angeordnet ist.

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4. Unterflurradsatzdrehmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stütz- und Treibrolle (51,51') in einem Rollenträger (53,53') gelngert ist, welcher als scliwingbarer Hebel ausgebildet ist, der um einen in einem Supportträger (35) angeordneten Zapfen (34,34'), welcher senkrecht zu einer in Schienenliingsrichtung verlaufenden vertikalen Ebene angeordnet ist, schwingbar ist, wobei jeweils die Rollenachse und die zugehörige Schwingachse auf unterschiedlichen Seiten einer durch die Mitte der Radsatzwelle (3) verlaufenden vertikalen Ebene liegen.

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