DE3217321A1 - Anordnung zur abfederung von drehgestell-lokomotiven - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abfederung des
• Brückenrahmens von Drehgestell-Lokomotiven nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (vgl. DE-AS 22 59 128).
• Bei der Steigerung der Fahrgeschwindigkeit von Lokomotiven muß die Laufgüte erhalten bleiben und die Kurvengängigkeit erhöht werden. Insbesondere kommt es darauf an, daß die Drehgestelle sich leicht an die Kurven anpassen, so daß an den Radkränzen ein hpher Verschleiß vermieden wird.
• Dieser tritt dann in besonderem Ausmaß auf, wenn während der Kurvenfahrt eine Wank- und/oder Querauslenkung des Aufbaus zur kurvenäußeren Seite infolge nicht ausgeglichener Fliehkräfte auftritt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Verschleiß dadurch zu mindern, daß die Drehung des Drehgestells bei Kurvenfahrt in eine etwa radiale Stellung zum Gleisbogen auch gegen die Querkraft der üblichen Abfederung erfolgt.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Danach werden die Federn, und zwar diejenigen, die bereits zur üblichen Abfederung des Brückenrahmens dienen, und/oder besonders zur Lösung der Aufgabe, also zusätzlich, eingesetzte Federn, dafür-verwendet, bei Quer- bzw. Wankauslenkungen des Aufbaus das Drehgestell leicht in eine radiale Lage zum Gleisbogen zu bringen.
• In den weiteren Ansprüchen sind einige Ausführungsformen angegeben.
• Nach Anspruch 2 wird entweder eine bereits vorhandene oder eine zusätzliche Druckfeder durch eine bestimmte schräge Anordnung dazu benutzt, das Drehgestell bei Wankauslenkungen des Aufbaus in der bestimmten Weise zu drehen.
• Anspruch 3 gibt vorteilhafte Wertbereiche für diese Schrägstellung an. Um evtl. Verschlechterungen bei der Laufstabilität im Geradeauslauf zu vermeiden, geben die Ansprüche 4 und 5 Maßnahmen dafür an, daß die das Drehgestell drehenden Drehmomente erst dann wirksam werden, wenn die Wankauslenkungen ein konstruktiv vorgegebenes Spiel überschritten haben.
• Die Anordnung von mindestens zwei Federn in unterschiedlichen Abständen auf jeder Längs seite des Drehgestells nach Anspruch 7 bringt den gewünschten Effekt bei Querauslenkung, ggf. ohne Wankauslenkung, hervor. Dabei können die Federn senkrecht oder waagerecht angeordnet sein.
• Bevorzugt wird die senkrechte Anordnung. Es ist vorteilhaft möglich, die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 und 7 gleichzeitig anzuwenden. Die Ansprüche 8 und 9 geben vorteilhafte Bemessungsbereiche an. Bei der Ausführungsform mit zwei in unterschiedlichen Abständen zum Drehgestell-Drehpunkt und senkrecht angeordneten Federn stützen diese Federn zugleich den Brückenrahmen in üblicher Weise ab, so daß diese Ausführungsform besondere Vorteile bringt. Weitere abstützende Federn können in der Querebene des Drehgestell-Drehpunkts vorgesehen sein.
• Der gewünschte Effekt wird dadurch bewirkt, daß unter der Voraussetzung einander gleicher Federhärte der senkrecht angeordneten Federn in Querrichtung die Feder im Abstand a eine größere Querkraft aufnimmt als die Feder im Abstand b, da bei Kurvenfahrt die Feder im Abstand a stärker deformiert wird als die andere Feder. Diese größere Querkraft wirkt aber am kleineren Hebelarm, so daß sich bei der Drehung des Drehgestells in der Kurve im Idealfall einander gleich große Querkräfte an den Rädern an einer Seite des Drehgestells einstellen. Bei waagerecht angeordneten Federn wirkt statt der Querkraft die Druckkraft der Federn.
• Gemäß Anspruch 6 wird zur Erzeugung einander gleich großer Kräfte an den Rädern an einer Längsseite an jeder Drehgestell-Längsseite eine den gewünschten Effekt herbeifUhrende Federanordnung lediglich im Bereich von der Querebene des Drehgestell-Drehpunkts in Richtung Lokomotivmitte vorgesehen. Neben dieser Federanordnung sind andere Federn zur Abstützung des BrUckenrahmens und zur Drehfesselung erforderlich. Auch in diesem Fall werden senkrecht angeordnete Druckfedern bevorzugt.
• Als Druckfedern bei senkrechter Anordnung sind alle Arten von Federn geeignet, die quer zur Hauptfederrichtung bei Querauslenkung eine Querkraft entwickeln. Insbesondere eignen sich hierzu Flexicoilfedern, d.h. besonders bemessene Schraubenfedern.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Drehgestell-Lokomotive und Fig. 2 eine abgeänderte Federanordnung in einem Längsschnitt.
• In Fig. 1 ist mit 1 der Aufbau einer Lokomotive bezeichnet, der auf einem Brückenrahmen 2 aufgesetzt ist. Dieser ist über Zapfen 5 und an beiden Längsseiten der Lokomotive angeordnete Druckfedern 6, 7,8 (Schraubenfedern) mit zwei Drehgestellen 3 und 4 verbunden. Die Federn 6 und 7 sind dabei einerseits am Brückenrahmen 2 und andererseits am Rahmen des Drehgestells 3 bzw. 4 abgestützt, federn den Aufbau gegenüber den Drehgestellen 3 und 4 ab und erlauben zugleich deren Drehung um den Zapfen 5 bei Kurvenfahrt. Die Querauslenkbarkeit des Brückenrahmens 2 gegenüber dem Drehgestell 3 bzw. 4 ist nicht dargestellt.
• Die Federn 6 und 7 sind zur Querebene des Drehpunkts 9 der Drehgestelle 3 und 4 mit untereinander unterschiedlichen Abständen a und b angeordnet. Der Abstand a - zum Anfang bzw. Ende der Lokomotive gerichtet - ist kleiner als der Abstand b. Bei Kurvenfahrt und demgemäß bei einer Querauslenkung des Brückenrahmens 2 nimmt unter der Voraussetzung einander gleicher Federhärten in Querrichtung die Feder 7 eine kleinere Querkraft auf als die Feder 6, da die Feder 6 stärker deformiert wird als die Feder 7.
• Durch die unterschiedliche Ausbildung der Abstände a und b gemäß Anspruch 7 legt sich das erste kurvenäußere Rad des ersten Drehgestells (der fahrenden Lokomotive) mit kleinerer Seitenkraft an die Schiene an als bei gleich großen Abständen a und b.
• Die weitere Feder 8 ist räumlich zwischen den Federn 6 und 7 angeordnet, und zwar mit der unteren Anlenkung am Drehgestellrahmen in der Querebene des Drehgestell-Drehpunkts 9. Sie ist mit einem Winkel OC (etwa 150 zur Senkrechten) - seitlich gesehen - schräg angeordnet, und zwar so, daß das obere Ende in Richtung zur Mitte der Lokomotive zeigt. Bei Wankauslenkungen des Aufbaus 1 bringt die Schrägstellung der Feder 8 ein Drehmoment auf das Drehgestell 3 bzw. 4 im Sinne einer Anpassung an den Gleisbogen. Bewegt sich die Lokomotive beispielsweise in Fahrtrichtung nach links und verläuft die Gleiskrümmung in Fahrtrichtung vom Beschauer weg, wankt also der Aufbau 1 auf den Beschauer zu, wird das Drehgestell 3 - von oben gesehen - im Uhrzeigersinn verdreht.
• Die Federn 6 und 7 einerseits und die Feder 8 andererseits arbeiten somit zusammen in gleicher Drehrichtung zur Drehung des Drehgestells 3 bzw. 4.
• Damit die Feder 8 erst ab einer bestimmten Wankauslenkung wirksam wird, kann sie wie die Druckfederanordnung 10 nach Fig. 2 ausgebildet sein. In einem Federgehäuse 11 mit der Anlenkung 12 ist eine Federstange 13 geführt.
• Etwa in deren Mitte ist auf einem Gewindeabschnitt 14 eine Druckplatte 15 axial veränderlich angeordnet, die durch in benachbarten Federflanschen 16, 17 eingesteckte Arretierstifte 18 gegen Drehung gesichert ist. Zwischen den verdrehsicher geführten (nicht dargestellt) Federflanschen 16,17 und der jeweiligen Stirnseite des Federgehäuses 11 sind zwei Schraubenfedern 19, 20 vorgesehen.
• Zwischen den Federflanschen 16, 17 ist eine Spreizfeder 21 eingelegt, die die Federflansche 16, 17 auf Abstand hält. Dieser Abstand erlaubt der Druck platte 15 eine axiale Bewegung, bei der die Federwirkung durch die Federn 19, 20 nicht auftritt.
• Eine weitere Ausführungsform ergibt sich, wenn gemäß Fig. 1 die Federn 6, ggf. auch die Federn 8, weggelassen werden (Anspruch 6) oder wenn die Federn 6 mit einem Abstand a in derselben Richtung wie der Abstand b angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform müssen jedoch weitere Federn zur Abstützung und Drehfesselung vorgesehen werden.

Claims (9)

1. Anordnung zur Abfederung von Drehgestell-Lokomotiven Patentansprüche E 1. Anordnung zur Abfederung des Bruckenrahmens von Drehgestell-Lokomotiven mit zwischen dem wiegenlosen Drehgestell und dem BrUckenrahmen angeordneten Druckfedern, insbesondere Schraubenfedern, und mit einer Querauslenkbarkeit der Drehgestelle zum Bruckenrahmen, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h eine solche Anordnung von Druckfedern (6 bis 8), daß diese während der Kurvenfahrt bei einer Querauslenkung desBrückenrahmens (2) und/oder Wankauslenkung des Brückenrahmens zur kurvenäußeren Seite ein Drehmoment auf das Drehgestell (3, 4) im Sinne von dessen Radialeinstellung zum Gleisbogen ausüben.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mindestens Je eine (8) dieser Druckfedern zwischen dem Drehgestell (3, 4) und dem Brückenrahmen (2) auf Jeder Längsseite des Drehgestells, vorzugsweise in der Drehgestell-Längsmitte (9) angeordnet, wobei diese weitere Feder in Normalstellung des Drehgestells - von der Seite gesehen - schräggestellt ist, und zwar derart, daß die obere Anlenkung dieser Druckfedern (8) zur unteren Anlenkung in Richtung zur Mitte der Lokomotive (1) versetzt ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Schrägstellung dieser Druckfedern (8) im Winkelbereich von 100 bis 500, vorzugsweise 300 bis 450, Jeweils zur Vertikalen liegt.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die schräg angeordneten Druckfedern (8) als in beiden Längsrichtungen wirkende Druckfederanordnungen (70) ausgebildet sind (Fig. 2).
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Druckfederanordnung (10) im mittleren Bereich einen federkraftfreien Bereich aufweist.
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h eine solche Anordnung der Druckfedern (7), daß sie als zusätzliche Federn zur Abfederung des Drehgestells (3, 4) dienen und daß auf Jeder Längsseite des Drehgestells eine oder mehrere dieser Druckfedern (7) mit Abstand'(b) von der - zur Fahrtrichtung senkrecht angeordneten - Ebene durch den Drehgestell-Drehpunkt (9) zur Lokomotivmitte vorgesehen sind.
7. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h eine solche Anordnung von mindestens vier Druckfedern (6, 7), daß diese in Normalstellung des Drehgestells auf jeder Längs seite des Drehgestells (3, 4) angeordnet sind und in Längsrichtung unterschiedliche Abstände zur - zur Fahrtrichtung senkrecht angeordneten - Ebene durch den Drehgestell-Drehpunkt (9) aufweisen, und zwar derart, daß der (äußere) Abstand (a) von dem Drehgestell-Drehpunkt in Richtung Lokomotiv-Ende kleiner ist als der andere (innere) Abstand (b).
8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Bereich des Verhältnisses des äußeren Abstands (a) zum inneren Abstand (b) von 0,25 äußerer Abstand innerer Abstand 1.
9. 9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der innere Abstand (b) im Bereich von 0,3 bis 1 m liegt.