DE3012997A1 - Radsatzdrehmaschine - Google Patents

Description

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HUBERT BAUER

PATENTANWALT

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Patentanmeldung

Anm.: Wilhelm Hegenscheidt Gesellschaft mbH, Neußer Straße 3, 5140 Erkelenz

Bez.: Radsatzdrehmaschine

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Die Erfindung betrifft eine Radsatzdrehmschine für die Reprofilierung von Radsätzen mit am Umfang und an der inneren Seitenfläche eines jeden Rades eines Radsatzes anlegbaren Rollen für den Antrieb und/oder die Abstützung des Radsatzes, '

Maschinen der eingangs genannten Art sind bekannt geworden z.B. durch die polnische Patentschrift Nr. 78173 oder durch die DE-AS 24 24 305.

Die polnische Patentschrift zeigt oine Unterflurradsatzdrehmaschine bei welcher der Radsatz von am Umfang der Räder anliegenden Rollen mindestens angetrieben wird und von an die innere Seitenfläche der Räder des Radsatzes anlegbaren Rollen in Axialrichtung ausgerichtet und geführt werden soll. Hierbei sind die an die inneren Seitenflächen anlegbaren Rollen auf dor einen Seite starr fixiert und auf der anderen Seite hydraulisch verschiebbar angeordnet. Bei einer solchen Anordnung besteht die Gefahr, daß die Radscheiben entweder auseinandergebogen werden, so daß bei der Reprofilierung ein verzorrtes Profil entsteht, oder daß die an die inneren Seitenflächen angelegten Rollen bei schwankenden Belastungen nicat immer genügend Widerstand bieten, so daß der Radsatz während der Bearbeitung axial wandert.

Eine Rollenanordnung nach der DE-AS 24 24 305 ist überhaupt nicht in der Lage, äußere Axialkräfte aufzunehmen.

In Axialrichtung des Radsatzes wirken während seiner Bearbeitung im wesentlichen drei Arten von Axialkräften:

1) Reibkräfte durch Parallelitätsabweichung der Achsen der am Umfang der Räder anliegenden Rollen,

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2) aus der geometrischen Form der Reibstelle resultierende Kräfte,

3) Komponenten der Schnittkraft.

Durch Addition dieser Kräfte kommt eine große Kräftesumme zusammen. Daher ist mit großen Axialkräften zu rechnen. Bei den genannten Kräften ist zudem Größe und Richtung unbekannt. Daher wirkt sich -wie bereits beschrieben- bei allen bekannten Konstruktionen nachteilig aus, daß die Größe der einzuleitenden Gegenkraft nach Erfahrungswerten bemessen werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radsatzdrehmaschine vorzuschlagen, bei der die auftretenden Axialkräfte zuverlässig aufgenommen werden und ein axiales Wandern des Radsatzes sicher verhindert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sowohl die am Umfang als auch die an der inneren Seitenfläche jeweils eines Rades anlegbaren Rollen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Hiermit wird erreicht, daß alle von den am Radumfang anlegbaren Rollen ausgehenden Axialkräfte innerhalb des gemeinsamen Gehäuses kurzgeschlossen werden und alle Übrigen Axialkräfte übor das gemeinsame Gehäuse in den Ständer geleitet werden. Biege- oder Verschiebekräfte können somit auf den Radsatz nicht mehr einwirken.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das gemeinsame Gehäuse in Richtung der Radsatzachse axial lageveränderlich angeordnet ist. Hierdurch kann eine Anpassung auf unterschiedliche Kadstände oder Spurweiten in besonders einfacher Weise erfolgen.

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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß Jeder am Umfang eines Rades anlegbaren Rolle eine an die innere Seitenfläche dieses Rades anlegbare Rolle zugeordnet ist. Hierdurch werden vorteilhafterweise, mit Ausnahme der Schnittkraftkomponenten, die auftretenden Axialkräfte am Ort ihres Entstehens aufgenommen ohne irgend ein Moment auf die Radscheibe ausüben zu können.

Wiederum nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß jeweils eine am Umfang eines Rades anlegbare Rolle und eine ihr zugeordnete, an der. inneren Seitenfläche anlegbare Rolle je in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Diese Maßnahme läßt die Vorteile der Erfindung auch dann eintreten, wenn jeweils ein Rollenpaar, bestehend aus Seitenflächen- und Umfangsrolle, unabhängig von allen anderen gleichartigen Rollenpaaren gelagert sein soll. Eine solche Konstruktionsvariante ist in den Figuren nicht dargestellt.

Wiederum nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Achse der Zapfen der an die innere Seitenfläche eines Rades anlegbaren Rollen in einer Ebene rechtwinklig zu den Achsen der Antriebswellen der am Umfang eines Rades anlegbaren Rollen angeordnet sind. Hierdurch wird die Verwendung besonders einfacher Rollen möglich.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die an die innere Seitenfläche des Rades anlegbare Rolle je um die Achse der ihr zugeordneten, am Umfang des Rades anlegbaren Rolle schwenkbar und in einer gewünschten Winkellage feststellbar angeordnet ist. Hierdurch werden immer optimale AbrollVerhältnisse der an die innere Seitenfläche jedes Rades anlegbaren Rollen erreicht.

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ORIGINAL INSPECTED

Die Erfindung soll nun am Beispiel einer Unterflurradsatzdrehmaschine näher erläutert werden.

Es zeigen:

FIg, 1 eine Hälfte einer erfindungsgemäßen

Unterflurradsatzdrehmaschine in einem Seitenriß,

Fig. 2 die Maschine in einem Schnitt gemäß Linie A -,A der Fig. 1,

Fig. 3 eine Hälfte der Maschine gemäß Flg. 1 in einem Grundriß,

Fig. 4 in einem Schnitt gemäß Linie C-C

der Fig. 3 das Getriebe für die Längsverschiebung der Rollenkombination für eine Seite der Maschine in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 teilweise in einem Schnitt gemäß

Linie D-D der Fig. 4 das Getriebe für die Längsverschiebung der Rollenkombination gemäß Fig. 4 im Grundriß,

Fig. 6 in einem Schnitt gemäß Linie B-B

der Fig. 2 eine Lagerung einer Rollenkombination,

Fig. 7 die Lagerung einer Rollenkombination in einem Grundrißschnitt gemäß Linie E-E der Fig. 6,

Fig. 8 in einem Schnitt eine Konstruktionsvariante einer Rollenkombination.

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In der Maschine gemäß der Erfindung, welche spiegelbildlich symmetrisch aufgebaut ist und daher nur in einer Hälfte dargestellt ist, wird ein Radsatz 3 an seinen Lagergehäusen 2 mittels der Stütze 28 abgestützt. Die Stütze 28 lagert auf einer festen Plattform 29, die am Ständer 4 angegossen ist. An seiner Umfangsflache wird das Rad 1 abgestützt von Stütz- und Treibrollen 6, 6'. Sie sind befestigt auf Antriebswellen 19, 19', die drehbar und axial unverschiebbar im Rollenträger 7 gelagert sind. Am hinteren Ende jeder Antriebswelle 19, 19' ist ein Kettenrad befestigt, das über eine Antriebskette 25, 25* mit einem auf einer Getriebewelle des Getriebes 23, 23' befestigten Kettenrad in Treibverbindung steht. Getriebe 23, 23' ist auf dem Rollenträger 7 befestigt. Auf dem Getriebe 23, 23* ist ein Motor 22, 22' befestigt. Auf der Welle des Motors 22, 22' ist ein Kettenrad befestigt, das mit einem auf einer Getriebewelle des Getriebes 23, 23' befestigten Kettenrad über eine Kette 24, 24* in Treibverbindung steht.

Das hintere Ende des Rollenträgers 7 ist in einem vertikalen Zapfen eines Kreuzgelenkes 11 gelagert. Der horizontale Zapfen des Kreuzgelenkes 11 ist in einem Schlitten 12 gelagert, der auf einem mit dem Ständer 4 verbundenen Ausleger verschiebbar angeordnet ist. Verstellt wird der Schlitten von einer Gewindespindel 13, die im Ausleger 20 drehbar und axial unverschiebbar gelagert ist. Betätigt wird die Spindel mittels eines Schlüssels, der am Vierkant 16 angreift.

Das vordere Ende des Rollenträgers 7 wird abgestützt von zwei Stangen, die in einer Stütze 8 befestigt sind. Stütze wiederum wird abgestützt von der Kolbenstange eines Kolbens 9, der in einem Zylinder 10 gleitet. Zylinder 10 ist

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auf einem Fundamentsockel befestigt. Die freien Enden der in der Stütze 8 befestigten Stangen und der Kolbenstange des Kolbens 9 sind kugelig ausgebildet und lagern in kugeligen Pfannen des Rollenträgers 7 und der Stütze 8.

Das vordere Ende des Rollenträgers 7 mit seinen Stüzt- und Treibrollen 6, 6^f führt eine Schwenkbewegung ungefähr in einer zur Radplanfläche des Rades 1 parallelen Ebene um den Mittelpunkt der Kugelpfanne der Stütze 8 und ferner eine Schwenkbewegung um die horizontale Achse des Kreuzgelenkes 11 aus. Die zuvor ganannten Bewegungen der Stütz- und Treibrollen 6, β* treten auf, wenn die Umfangsflache der Räder 1 Rundlaufabweichungen aufweist.

Mit der inneren Seitenfläche 21 des Rades 1 steht eine Rolle 30, 30' in Kontakt, die mit einem Zapfen 31, 31' fest verbunden ist. Zapfen 31, 31' ist in einer Verlängerung 32, 32' des Rollenträgers 7 drehbar und axial unverschiebbar gelagert. Die Achse des Zapfens 31 bzw. 31* ist so gerichtet, daß sie die Uadsatzachse und die Achse der Antriebswelle 19 bzw. 19* ungefähr schneidet.

Auf dem Ständer 4 ist ein Supportträger 5 befestigt. In seinen Längsführungen gleitet ein Längsschlitten 14. In den Querführungen des Längsschlittens 14 gleitet ein Querschlitten 15, auf dem das Drehwerkzeug 37 befestigt ist. Längsschlitten 14 wird verschoben von einer Gewindospindel 36, die im Supportträger 5 drehbar und axial unverschiebbar gelagert ist. Betätigt wird sie durch ein Handrad 38, das auf der Gewindespindel 36 befestigt ist.

Querschlitten 15 wird verschoben von einer Gewindespindel 39, die in einem auf dem Längsschlitten 14 befestigten Lagerbock 40 drehbar und axial unverschiebbar angeordnet ist. Auf dem Lagerbock 40 ist ferner eine Handradwelle 17 dreh-

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bar und axial unverschiebbar gelagert. Ein Kettenrad 41 ist auf einer Gewindespindel 39 und ein Kettenrad 42 ist auf einer Handradwelle 17 befestigt. Durch eine Kette 43 stehen Handradwelle 17 und Gewindespindel 39 in Treibverbindung miteinander. Auf der Handradwelle 17 ist ein Handrad 18 befestigt.

Die Wirkungsweise der Rollen 30, 30' ist folgende <gilt wegen Symmetrie für beide Seiten):

Der von den Schienen mittels der Stütz- und Treibrollen 6, 6* abgehobene Radsatz 3 wird von der Stütze 28 an seinem Lager 2 abgestützt, so daß die Stütze 28 etwa 10%, die Stütz- und Treibrollen 6, 6' etwa 90% der anteiligen Radsatzlast aufnehmen. Der Radsatz 3 nimmt die Lage nach Fig. 1 an, jedoch befinden sich die Rollen 30, 30' etwa 10 mm entfernt von der inneren Seitenfläche 21. Nunmehr wird der Radsatz in Rotation versetzt und die Spindel 13 der dargestellten Maschinenhälfte wird so lange betätigt, bis die Rollen 30, 30' mit der inneren Stirnfläche 21 in Kontakt kommen. Da auf der anderen Maschinenseite ebenso verfahren wird, ist der Radsatz 3 nun in axialer Richtung unverschiebbar festgelegt ohne daß nennenswerte Kräfte auf ihn einwirken. Axialkräfte, die nicht von Schnittkraftkomponenten herrühren, werden innerhalb des Rollensystems für jedes einzelne Rad 1 des Radsatzes 3 aufgenommen, wirken also nicht nach außen auf den Rollenträger 7. Axial wirkende Schnittkraftkomponenten wirken zwar auf den Rollenträger 7 nicht aber auf Rad 1, so daß Rad 1 völlig frei ist von jedem Biegemoment. Diese Vorteile sind bedeutend.

Da durch den Kräftekurzschluß innerhalb des Rollensystems nur noch die axial wirkenden Komponenten der Schnittkräfte soweit sich diese nicht gegeneinander aufheben - auf den Rollenträger 7 wirken, könnte an einer Maschinenhälfte die

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ORIGINAL INSPECTED

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Spindel 13 gegen eine Kolbenstange eines Hydraulikzylinders ausgetauscht werden, dessen Kolben in einem Zylinder gleitet, welcher eine Baueinheit mit dem zugehörigen Rollenträger 7 bildet. Wegen der nur geringen, auf die Rollenträger 7 wirkenden Axialkräfte kann die Kraft eines solchen Hydrauliktriebes sehr klein gehalten werden, so daß die Anlage der Rollen 30, 30· durch den Hydrauliktrieb erleichtert wird, ohne daß nennenswerte Biegekräfte auf die Räder 1 des Radsatzes 3 ausgeübt werden.

Muß die Maschine in der Lage sein, sowohl Radsätze sehr kleiner als auch sehr großer Durchmesser aufzunehmen, so weicht die Lage der Achse der Rolle 30, 30' in der zur inneren Seitenfläche 21 des Rades 1 parallelen Ebene stark von der Sollage ab. Durch eine Ausführung der Lagerung der Rollen 30, 30· gemäß Fig. 6 und 7 läßt sich der Mangel beseitigen. Rollen 30, 30' sind auf Zapfen 31, 31· befestigt, die in. Gehäusen 33, 33' (nicht dargestellt) drehbar und axial unverschiebbar gelagert sind. Der Einfachheit halber wird die Beschreibung auf das dargestellte Rollenpaar beschränkt.

Auf dem Gehäuse 33 sind zwei Zapfen 34, 34· befestigt, die in der Verlängerung 32 des Rollenträgers 7 schwenkbar und axial unverschiebbar gelagert sind. Die Achsen der Zapfen 34, 34* und der Antriebswelle 19 sind koaxial. Der Zapfen 34' trägt einen Zeiger 35, der mit einer Skala auf der Stirnfläche der Wand 26 zusammenarbeitet. Auf der Skala sind die Meßkreisdurchmesser der Radsätze angegeben, für die die Rolle 30 einzustellen ist. Schrauben 44, 44* ermöglichen die Einstellung und halten das Gehäuse 33 in der eingestellten Lage fest.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegen-

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OU

Standes ist eine Rolle 27 in einer Verlängerung 32a koaxial zu einer zugeordneten Stütz- und Treibrolle 6 angeordnet, welche über eine Antriebswelle 19 in einem Rollenträger 7a gelagert ist. Die Planfläche der Rolle 27 liegt an der inneren Seitenfläche 21 des Rades 1 an und vermeidet den Kontakt mit der inneren Spurkranzflanke„ Der Vorteil dieser Anordnung liegt in der kompakten und einfachen Bauweise und auch darin, daß die Rolle 27 treibend wirken kann. Entsprechend gerichtete Axiallsräfte sind hier sogar erwünscht, um den treibenden Effekt der Rolle wirkungsvoll zu gestalten. .Es ist sinnvoll, die Planflächen der Rollen 27 keglig zu gestalten. Der ICegelwinkel wird etwa so groß gewählt, daß die Mitte der Kontaktfläche der Rolle 27 und die Mitte der Kontaktfläche ü®r Rolle 6 in eine gemeinsame Achse F-F fallen, wenn von einem neuen Profil des Radsatzes ausgegangen wird. Diese Rollenkombination arbeitet auch bei Profilen einwandfrei, bei denen die innere Spurkranzflanke nicht keglig sondern plan ist_o Sie hat den weiteren Vorteil, daß die Geschwindigkeiten des Umfanges der Rollen 27 und 6 in der Mitte ihrer Kontaktflächen fast gleich sind, also geringe Reibverluste eintreten.

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ORIGINAL INSPECTED

- 13 Liste der verwendeten Bezugszeichen

1	Rad
2	Lagergehäuse
3	Radsatz
4	Ständer
5	Supportträger
6,6·	Stütz- und Treibrolle
7, 7a	Rollenträger
8	Stütze
9	Kolben
10	Zylinder
11	Kreuzgelenk
12	Schlitten
13	Gewindespindel
14	Längsschlitten
15	Querschlitten
16	Vierkant
17	Handradwelle
18	Handrad
19,19·	Antriebswelle
20	Ausleger
21	innere Seitenfläche
22,22·	Motor
23,23'	Getriebe
24,24·	Antriebskette
25,25'	Antriebskette
26	Wand
27	Rolle
28	Stütze
29	Plattform
30,30'	Rolle
31,31·	Zapfen
32,32·,32a	Verlängerung
33,33'	Gehäuse

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34,34»	Zapfen
35	Zeiger
36.	Gewindespindel
37	Drehwerkzeug
38	Handrad
39	Gewindespindel
40	Lagerbock
41	Kettenrad
42	Kettenrad
43	Kette
44,44'	Schraube

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Leerseite

Claims (6)

■30T2997 Patentansprüche:

1. Radsatzdrehmaschine für die Reprofilierung von Radsätzen mit am Umfang und an der inneren Seitenfläche eines jeden Rades eines Radsatzes anlegbaren Rollen für den Antrieb und/oder die Abstützung des Radsatzes, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die am Umfang (6,6*) als auch die an der inneren Seitenfläche (21) jeweils eines Rades anlegbaren Rollen (30, 30', 27) in einem gemeinsamen Gehäuse (7, 7a, 32, 32') angeordnet sind.

2. Radsatzdrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Gehäuse (7, 7a, 32, 32') in Richtung der Radsatzachse axial lageveränderlich angeordnet ist.

3. Radsatzdrehmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder am Umfang eines Rades (1) anlegbaren Rolle (6, 6') eine an die innere Seitenfläche (21) dieses Rades (1) anlegbare Rolle (30, 30*, 27) zugeordnet ist.

4. Radsatzdrehmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine am Umfang eines Rades anlegbare Rolle und eine ihr zugeordnete, an der inneren Seitenfläche (21) anlegbare Rolle je in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.

5. Radsatzdrehmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Zapfen (31, 31») der an die innere Seitenfläche (21) eines Rades (1) aniegbaren Rollen (30, 30') in einer Ebene rechtwinklig zu den Achsen der Antriebswellen (19, 19·) der am Umfang eines Rades (1) anlegbaren Rollen (6,6·) angeordnet sind.

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6. Radsatzdrehmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an die innere Seitenfläche (21) des Rades (1) anlegbare Rolle (30, 30') je um die Achse der ihr zugeordneten am Umfang des Rades (1) anlegbaren Rolle (6, 6·) schwenkbar und in einer gewünschten Winkellage feststellbar angeordnet ist.

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