DE3012996C2

DE3012996C2 - Roller arrangement in lathes for reprofiling wheelsets

Info

Publication number: DE3012996C2
Application number: DE19803012996
Authority: DE
Inventors: Theodor Dipl.-Ing. 5140 Erkelenz Dombrowski
Original assignee: Wilhelm Hegenscheidt GmbH
Current assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date: 1980-04-03
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1982-07-01
Also published as: DE3012996A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenanordnung in Drehmaschinen zum Reprofilieren von Radsätzen mit am Umfang jedes Rades eines Radsatzes anlegbaren Stützrollen, von denen jeweils mindestens sine angetrieben ist.The invention relates to a roller arrangement in lathes for reprofiling wheelsets with Support rollers that can be placed on the circumference of each wheel of a wheel set, each of which is driven by at least one is.

Maschinen der oben genannten Art sind z. B. als Unterflurradsatzdrehmaschinen nach der DE-AS 11 24 782 oder nach der DE-PS 20 21 820 bekanntgeworden. Sie weisen am Umfang jedes Rades eines Radsatzes anlegbare Stützrollen auf, von denene jeweils mindestens eine angetrieben ist, wobei die Achsen dieser Rollen parallel zu sich selbst und zur Richtung der Radsatzachse verlaufen.Machines of the above type are e.g. B. as underfloor wheel set lathes according to DE-AS 11 24 782 or according to DE-PS 20 21 820 became known. They have one on the circumference of each wheel Wheelset can be put on support rollers, each of which is driven by at least one, the axes these rollers run parallel to themselves and to the direction of the wheelset axis.

Die Mängel des zu reprofilierenden Radsatzes und die notwendig toleranzbehaftete Ausführung der Radsatzdrehmaschine verhindern, daß diese ideale Lage von Radsatzachse und Rolknachsv ι erreicht wird.The defects of the wheelset to be reprofiled and the necessary tolerance-prone design of the wheelset lathe prevent this ideal position of the wheelset axis and Rolknachsv ι from being reached.

Dies führt dazu, daß die Achsen der am Umfang der Räder anlegbaren Rollen nicht: arallel zur Radsatzachse und auch nicht parallel zu sich selbst liegen. Das wiederum führt dazu, daß beim Antrieb des Radsatzes durch die am Umfang der Räder anlegbaren Rollen außer der tangentialen Reibkraft eine axiale Reibkraft entsteht mit einem Reibwert μ, der einem Schlupf von 100% entspricht. Während eine möglichst große tangentiale Reibkraft für den Antrieb des Radsatzes erwünscht ist, ist die axiale Reibkraft unerwünsc'ni. Je nach Richtung der Abweichung der Rollenachsen von der Parallelität mit der Radsatzachse kann auch die Richtung dieser axialen Reibkraft verschieden sein. Infolge von Exzentrizitäten und/oder Formabweichungen der Räder des Radsatzes kann die Richtung der Abweichung von der Parallelität mit jeder Umdrehung eines Rades (also periodisch) wechseln. Diese axialen Reibkräfte sind weitgehend gleich groß, weil die Andrückkraft jeder Treibrolle in etwa gleich groß ist und weil infolge der gleichen Oberflächenbeschaffenheit beider Reibpartner und infolge gleicher Umwelteinflüsse und infolge gleichen Schlupfes von 100% der Reibwert μ aller am Umfang der Räder anliegenden Rollen annähernd gleich groß ist. Die Größe des Schlupfes ist in dem gegebenen Falle unabhängig von der Größe der Richtungsabweichung von der Parallelität, so daß diese axiale Reibkraft in gleicher Größenordnung auftritt, auch unabhängig von der Größe der tangentialen Reibkraft (Antrieb). Das Auftreten der geschilderten axialen Reibkraft kann auch nicht dadurch verhindert werden, daß eine Rollenanordnung nach dem Prinzip eines Kegelrollenlagers verwendet wird, weil die Kegelwinkel der Laufflächen der Räder sich von Rad zu Rad und von Radsatz zu Radsatz auch während einer Umdrehung eines verschlissenen Rades ändern. Ein Kegelgetriebe ist somit nicht zu realisieren. Die axiale Reibkraft kann daher auf den Radsatz folgende Wirkung ausüben:This leads to the fact that the axes of the circumference of the Rolls that can be placed on wheels are not: parallel to the wheelset axis and also not lie parallel to itself. This in turn leads to the fact that when driving the wheelset due to the rollers that can be placed on the circumference of the wheels, in addition to the tangential frictional force, an axial frictional force arises with a coefficient of friction μ, which corresponds to a slip of 100%. While as large as possible tangential frictional force is desired for driving the wheelset, the axial frictional force is undesirable. Ever according to the direction of the deviation of the roller axes from parallelism with the wheelset axis, the Direction of this axial frictional force may be different. As a result of eccentricities and / or form deviations the wheels of the wheelset can change the direction of deviation from parallelism with each revolution of a wheel (i.e. periodically). These axial frictional forces are largely the same because the The pressing force of each drive roller is approximately the same and because of the same surface properties both friction partners and due to the same environmental influences and as a result of the same slip of 100% the coefficient of friction μ of all of the wheels on the circumference Roles is approximately the same size. The size of the slip is independent of in the given case the size of the deviation in direction from parallelism, so that this axial frictional force is the same Order of magnitude occurs, regardless of the size of the tangential frictional force (drive). That Occurrence of the described axial frictional force can also not be prevented by the fact that a roller arrangement on the principle of a tapered roller bearing is used because the taper angle of the running surfaces the wheels move from wheel to wheel and from wheel set to wheel set even during one revolution of a worn one Change the wheel. A bevel gear cannot therefore be implemented. The axial frictional force can therefore on the wheelset have the following effect:

1. Die Rollen eines Rades üben gleichgerichtete axiale Reibkräfte gleicher oder periodisch wechselnder Richtung aus.1. The roles of a wheel exert rectified axial frictional forces that are the same or periodically changing Direction off.

2. Die Rollen eines Rades üben unterschiedlich gerichtete axiale Reibkräfte gleichbleibender oder periodisch wechselnder Richtung aus.2. The roles of a wheel exert differently directed axial frictional forces constant or periodically changing direction.

Unbekannte Richtungen oder Änderungen der Richtungen der Axialkräfte während einer Umdrehung des Radsatzes oder während eines Arbeitsganges verursachen, da sie nicht abgestützt werden können, Ungenauigkeiten des bearbeiteten Profils und Vibrationen der Maschine, die deren Zerspanungsleistung mindern.Unknown directions or changes in the directions of the axial forces during one revolution of the wheelset or during a work cycle, because they cannot be supported, Inaccuracies in the machined profile and machine vibrations affecting its machining performance reduce.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die bei solchen Maschinen unvermeidlich auftretenden Axialkräfte auf den Radsatz bewußt so zu richten, daß sie sich gegenseitig möglichst weitgehend aufheben.The invention is therefore based on the object that inevitably occurs in such machines To direct axial forces on the wheelset consciously so that they cancel each other out as far as possible.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved by

daß je Rad alle Achsen der am Umfang des Rades anlegbaren Rollen windschief zur Radsatzachse und — bezogen auf eine zur Radsatzachse senkrechte Ebene — spiegelbildlich symmetrisch angeordnet sind.that for each wheel all axes of the rollers that can be placed on the circumference of the wheel are skewed to the wheelset axis and - in relation to a plane perpendicular to the wheelset axis - are arranged in mirror image symmetry.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigtThe invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1 eine Hälfte einer erf'ndungsgemäßen Maschine in Seitenansicht,
Fig. 2den Schnitt A-A aus Fig. 1,1 shows a half of a machine according to the invention in a side view,
FIG. 2 the section AA from FIG. 1,

F i g. 3 die Di aufsieht der Maschine nach Fig. 1,
F i g. 4 schematisch in einer Vorderansicht die Lage des Radsatzes und einer möglichen Lage der Rollenachsen, F i g. 3 the Di looks up the machine according to Fig. 1,
F i g. 4 schematically in a front view the position of the wheelset and a possible position of the roller axles,

F i g. 5 eine Seitenansicht des in F i g. 4 Dargestellten, F i g. 6 die Draufsicht des in F i g. 4 Dargestellten,
Fig. 7 die Draufsicht auf die Ebene B-B aus Fig. 4 undF i g. 5 is a side view of the FIG. 4 shown, F i g. 6 shows the top view of the FIG. 4 portrayed,
7 shows the plan view of the plane BB from FIGS. 4 and

Fig. 8—10 eine zu den Fig. 4 —7 alternative Lage der Rollenachsen.FIGS. 8-10 show an alternative position to FIGS. 4-7 of the roller axes.

Die Beschreibung umfaßt nur die eine Hälfte der Maschine, die andere Hälfte ist spiegelbildlich symmetrisch. The description covers only one half of the machine, the other half is a mirror image of the machine.

In der Maschine wird ein Radsatz an seinen Lagergehäusen 2 mittels einer Stütze 28 abgestützt. Die Stütze 28 lagert auf einer Plattform 29, die am Ständer 4 angegossen ist. An seiner Lauffläche wird das Rad 1 des Radsatzes abgestützt von Rollen 6, 6'. Die Rollen 0, 6' sind befestigt ajf Achsen 16, 16', die drehbar und axial unverschiebbar in einem Rollenträger 7 gelagert sind und mit einer veritkalen Symmetrieebene 41 einen Winkel 17 einschließen. Auf jeder Achse 16, 16' ist ein Kettenrad befestigt, das über eine Kette 15, 15' mit einem auf einer Getriebewelle eines Getriebes 13, 13' befestigten Kettenrades in Verbindung steht. Das Getriebe 13,13' ist auf dem Rollenträger 7 befestigt. Auf jedem Getriebe 13, 13' ist ein Motor 12, 12' befestigt.In the machine, a wheel set is supported on its bearing housings 2 by means of a support 28. the Support 28 rests on a platform 29 which is cast onto the stand 4. The wheel 1 of the Wheelset supported by rollers 6, 6 '. The roles 0, 6 ' are attached to axles 16, 16 ', which are rotatably and axially immovable in a roller carrier 7 and enclose an angle 17 with a vertical plane of symmetry 41. On each axis 16, 16 'there is a Sprocket attached, which via a chain 15, 15 'with a on a gear shaft of a gear 13, 13' attached sprocket is in connection. The gear 13, 13 ′ is fastened on the roller carrier 7. on a motor 12, 12 'is attached to each transmission 13, 13'.

Auf der Welle jedes Motors 12, 12' ist ein Kettenrad befestigt, das je mit einem auf einer Getriebewelle des Getriebes 13, 13' befestigten Kettenrades über eine Kette 14,14' in Verbindung steht.On the shaft of each motor 12, 12 'is a sprocket attached, each with a sprocket attached to a gear shaft of the gearbox 13, 13 'via a Chain 14,14 'is connected.

Das hintere Ende des Rollenträgers 7 ist über einen horizontalen Zapfen eines Kreuzgelenkes 11 gelagert. Der vertikale Zapfen des Kreuzgelenkes 11 ist im Ständer 4 gelagert. Das vordere Ende des Rollenträgers 7 wird abgestützt von zwei Stangen 8a. die in einer Stütze 8 befestigt sind. Stütze 8 wiederum wird abgestützt von der Kolbenstange 9a eines Kolbens 9,The rear end of the roller carrier 7 is mounted via a horizontal pin of a universal joint 11. The vertical pin of the universal joint 11 is mounted in the stand 4. The front end of the roll carrier 7 is supported by two rods 8a. which are fastened in a support 8. Support 8 will turn supported by the piston rod 9a of a piston 9,

der in einem Zylinder 10 gleitet Der Zylinder 10 ist im Ständer 4 befestigt Das freie Ende der in der Stütze 8 befestigten Stangen 8a und der Kolbenstangen 9a des Kolbens 9 sind kugelig ausgebildet und lagern in kugeligen Pfannen des Rollenträgers 7 und der Stütze 8.that slides in a cylinder 10. The cylinder 10 is in Stand 4 fixed The free end of the rods 8a fixed in the support 8 and the piston rods 9a of the Pistons 9 are spherical and are supported in spherical sockets of the roller carrier 7 and the support 8.

Mit der inneren Seitenfläche des Rades 1 steht eine Seitenstützrolle 30 in Kontakt, die um einen vertikal angeordneten Zapfen 31 drehbar gelagert ist Der Zapfen 31 ist in einem hebel 32 befestigt, der um einen horizontal angeordneten Zapfen 33 schwingbar gelagert ist Der Zapfen 33 ist im Ständer 4 so befestigt, daß seine Achse in einer Ebene 23 liegt die von der inneren Seitenfläche des Rades 1 gebildet wird.With the inner side surface of the wheel 1, a side support roller 30 is in contact, which around a vertical arranged pin 31 is rotatably mounted. The pin 31 is fastened in a lever 32, which is around a horizontally arranged pin 33 is pivotably mounted. The pin 33 is fixed in the stand 4 so that its axis lies in a plane 23 which is formed by the inner side surface of the wheel 1.

In dem Hebel 32 ist eine Welle 37 drehbar gelagert, auf der ein Zahnrad 34 und ein Handrad 36 mit seiner langen Nabe 37a undrehbar und unverschiebbar befestigt ist Ein Bund 22 am freien Ende der Welle 37 verhindert eine Längsbewegung. Das Zahnrad 34 kämml mit einem Zahnsegment 35, das an dem Ständer 4 befestigt ist An dem Ständer 4 ist ein Klemmzylinder 38 befestigt in dem eine Kolbenstange 39 gleitet. Die Kolbenstange 39 gleitet auch in einer Bohrung 21, 20 des Ständers 4 und in einem Schlitz 40 oes Hebels 32. Der Schlitz 40 ermöglicht eine Schwingbowegung des Hebels 32 um den Zapfen 33. Wird die Kolbenstange 39 vom Klemmzylinder 38 in diesen hineingezogen, so kiemmt sie hierdurch über einen Bund 19 und eine Anlagefläche 18 den Hebel 32 fest.In the lever 32, a shaft 37 is rotatably mounted, on which a gear 34 and a handwheel 36 with his A collar 22 is attached to the free end of the shaft 37 so as to be non-rotatable and immovable in the long hub 37a prevents longitudinal movement. The gear 34 meshes with a toothed segment 35 on the stand 4 is attached A clamping cylinder 38 is attached to the stand 4, in which a piston rod 39 slides. the The piston rod 39 also slides in a bore 21, 20 of the stator 4 and in a slot 40 of the lever 32. The slot 40 enables the lever 32 to oscillate about the pin 33. If the piston rod 39 pulled into this by the clamping cylinder 38, it kiemmt thereby over a collar 19 and a Contact surface 18 the lever 32 firmly.

In den senkrecht zur Zeichenebene stehenden Ebenen B-Bimd B-B'(F i g. 4—7), welche mit einer Längsmittenebene C-Ceinen rechten Winkel bilden, sind die Achsen 16, 16' so gespreizt, daß das Maß a am antriebseitipen Ende größer ist als das Maß b am rollenseitigen Ende. Der Winkel α der z. B. in der Ebene B-B gebildet wird von der Ebene C-Cund der Achse 16, ist hierbei größer als die Summe der maximalen Abweichungen in der Ebene B-B, die sich aus natürlichen und toleranzbedingten Lagefehlern sowohl des Radsatzes als auch der Achse 16 ergeben. Es ist wichtig dies au beachten, da andernfalls die Wirkung der konstruktiven Maßnahmen nach der Erfindung durch die genannten Lagefehler zunichte gemacht werden könnten. In the planes B-Bimd B-B '(Fig . 4-7) which are perpendicular to the plane of the drawing and which form a right angle with a longitudinal center plane C-C, the axes 16, 16' are spread so that the dimension a am the end of the drive side is greater than the dimension b at the end on the roller side. The angle α of the z. B. is formed in the plane BB by the plane C-C and the axis 16, is greater than the sum of the maximum deviations in the plane BB, which result from natural and tolerance-related position errors of both the wheelset and the axis 16. It is important to note this, since otherwise the effect of the structural measures according to the invention could be negated by the aforementioned positional errors.

In Fig.8—10 ist als mögliche Alternative eine Anordnung der Achsen 16, 16' dargestellt, die ebenfalls der Lehre der Erfindung entspricht. In den Ebenen B-B und B-B', welche die bereits beschriebene Lage aufweisen, sind die Achsen 16,16' mit ihren antriebsseitigen Enden in der Zeichnungsebene nach rechts verschoben. Auch hier gilt für die Winkellage der Achsen 16, 16' das bereits für den Winkel λ bezüglich des Beispiels nach den Fig.4—7 erläuterte. Die Drehrichtung für die Rollen 6, 6' wird durch die Drehrichtungspfeile 42 und 44 angedeutet. Es ergibt sich dann für das Rad 1 des Radsatzes und damit für den ganzen Radsatz die Drehrichtung nach Drehrichtungspfeil 43. Jede Rolle 6,6' erzeugt in diesem Beispiel eine in axialer Richtung zur Radsatzmittelebene hin zeigende Kraft, welche z. B. von der Seitenstützrolle 30 aufgenommen werden kann.In FIGS. 8-10, an arrangement of the axes 16, 16 'is shown as a possible alternative, which also corresponds to the teaching of the invention. In the planes BB and B-B ', which have the position already described, the axes 16, 16' with their drive-side ends are shifted to the right in the plane of the drawing. The same applies here to the angular position of the axes 16, 16 'as already explained for the angle λ with respect to the example according to FIGS. 4-7. The direction of rotation for the rollers 6, 6 ′ is indicated by the arrows 42 and 44 for the direction of rotation. It then results for the wheel 1 of the wheelset and thus for the entire wheelset, the direction of rotation according to the direction of rotation arrow 43. Each roller 6,6 'generates in this example a force pointing in the axial direction towards the center plane of the wheelset, which z. B. can be received by the side support roller 30.

Zur weiteren Erläuterung soll nun noch die grundsätzliche Funktionsweise einer Maschine nach der Erfindung beschrieben werden.For further explanation, the basic mode of operation of a machine according to the Invention to be described.

Ein nicht dargestelltes Schienenfahrzeug mit einem zu bearbeitenden Radsatz fährt auf nicht dargestellten, rückziehbaren Schienen in die Maschine ein. Die Rollen 6,6' v.erden mittels des Zylinders 10 und der Stangen 8a angehoben, kommen mit dem './'mfang des Rades 1 in Kontakt und heben den Radiate an. Die Schienen werden zurückgezogen. Auf die Plattform 29 wird für das Lagergehäuse 2 eine Stütze 28 gelegt. Auf diese Stütze 28 wird das Lagergehäuse 2 aufgesetzt. Der Dr,ick im Zylinder 10 wird soweit abgesenkt, bis die gewünschte Stützkraft auf die Rollen 6,6' hergestellt ist. In dieser Betriebslage der Maschine ist der Klemmzyünder 38 entspannt Mittels des Handrades 36 wird die Seitenstützrolle 30 an die innere Stirnseite des Rades 1 angelegt und der Klemmzylinder 38 gespannt Der Hebel 32 wird dadurch reibschlüssig mit dem Gestell 4 verbunden und kann sich nicht mehr bewegen. Dieser Zustand der Maschine ist in den Fig. 1—3 dargestellt.A rail vehicle (not shown) with a wheel set to be processed drives on (not shown) retractable rails into the machine. The rollers 6,6 'are grounded by means of the cylinder 10 and the rods 8a raised, come with the './' circumference of the wheel 1 in Contact and lift the radiate. The rails are withdrawn. A support 28 is placed on the platform 29 for the bearing housing 2. To this Support 28 is placed on the bearing housing 2. The pressure in cylinder 10 is lowered until the desired supporting force on the rollers 6,6 'is established. The clamping cylinder is in this operating position of the machine 38 relaxed By means of the handwheel 36, the side support roller 30 is attached to the inner end face of the wheel 1 applied and the clamping cylinder 38 tensioned. The lever 32 is thereby frictionally engaged with the frame 4 connected and can no longer move. This state of the machine is shown in FIGS. 1-3.

Der Radsatz wird mittels der Motoren 12, 12' in Rotation versetzt und von einem Drehwerkzeug 24, welches von einem aus Längsschlitten 25 und Querschlitten 26 bestehenden Kreuzsupport bewegt wird, bearbeitet. Der Querschlitten 26 des, Krejzsupportes gleitet hierbei in der am Ständer 4 angeordneten Führung 27. Das Ausbringen des Radsatzes erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge. Während des Bearbeitens des Radsatzes treten die erwarteten Axialkräfte auf das Rad 1 auf, welche stets von der Seitenstützrolle 30 aufgenommen werden.The wheelset is set in rotation by means of the motors 12, 12 'and is driven by a turning tool 24, which is moved by a cross slide consisting of longitudinal slide 25 and cross slide 26, processed. The cross slide 26 of the, Krejzsupportes slides in the guide 27 arranged on the stand 4. The wheelset is deployed analogously in reverse order. The expected ones occur while the wheelset is being machined Axial forces on the wheel 1, which are always absorbed by the side support roller 30.

Hierzu 5 Blatt ZeichnuneenFor this 5 sheets of drawings

Claims

Claim:

Roller arrangement in lathes for reprofiling wheelsets with on the circumference of each wheel a wheel set can be applied support rollers, of which at least one is driven, thereby characterized in that for each wheel (1) all axes (16, 16 ') which can be placed on the circumference of the wheel (1) Rollers (6,6 ') skewed to the wheelset axis (3) and - based on a perpendicular to the wheelset axis (3) Level - are arranged in mirror image symmetrically.