DE3723833A1 - Radsatzfuehrung fuer schnellfahrfaehige drehgestelle von schienenfahrzeugen und verfahren zum umruesten von drehgestellen auf diese radsatzfuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine federnde Radsatz­ führung für schnellfahrfähige Drehgestelle von Schienen­ fahrzeugen mit einer Längs- und Querlenkung, bei welcher zwischen den Achslagergehäusen zweier Radsätze und dem Drehgestellrahmen in Fahrtrichtung je ein biegesteifer Achslenker vorgesehen ist, der an seiner Achslagerge­ häuseseite mit dem, den Drehgestellrahmen über minde­ stens ein Federelement abstützenden, Achslagergehäuse eine lösbare Einheit bildet und an seiner Drehgestell­ rahmenseite in einem Achslenkerlager um eine horizontale Achse schwingbar elastisch mit dem Drehgestellrahmen verbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfah­ ren, um herkömmliche Drehgestelle der beschriebenen Bauart auf die neue Radsatzführung umzurüsten. Mit solchen Radsatzführungen sollen die Radsätze schnell­ fahrfähiger Drehgestelle elastisch und verschleissfrei geführt werden, um sowohl bei Geradeausfahrt wie bei Kurvenfahrt ausreichenden Fahrkomfort zu gewährleisten und die Beanspruchungen von Wagenmaterial und Geleise durch herabgesetzte Spurführungskräfte zwischen Rad und Schiene zu reduzieren.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, bei schnellfahr­ fähigen Drehgestellen die Radsätze gegenüber den Dreh­ gestellrahmen elastisch zu führen, damit sich die Radsätze entsprechend dem Gleisverlauf einstellen und so zu einem ruhigen Wagenlauf beitragen. Als Führungselemente haben sich insbesondere Lenkersysteme bewährt, bei welchen die Achslagergehäuse über Achslenker elastisch mit dem Drehgestellrahmen verbunden sind. Eingehende theoretische Überlegungen, verbunden mit praktischen Fahrversuchen, haben zu der Erkenntnis geführt, dass der bei schnellfahrfähigen Drehgestellen geforderte überkri­ tische Radsatzlauf mit einem sogenannten Verschleisspro­ fil insbesondere dadurch erreicht werden kann, dass die Radsätze über eine angepasste Längs- und eine harte bzw. mässig harte Querfederung am Drehgestellrahmen angelenkt sind.

Es sind denn auch bereits Radsatzführungen bekannt, die in Drehgestellängs- und in Drehgestellquerrichtung unterschiedliche Federkonstanten besitzen und insbeson­ dere bei weicher Längsfederung eine harte bzw. mässig harte Querfederung aufweisen.

Bei dem in der französischen Patentanmeldung Nr. 76 08 482 beschriebenen Laufwerk für schnellfahrfähige Schienen­ fahrzeuge sind die Radsätze über Lenker mit dem Laufwerk­ rahmen verbunden. Um diese Verbindung elastisch zu ge­ stalten, weisen die in den Gelenken der Rahmenverbindung vorgesehenen horizontalen Achsen Gummielemente auf, wel­ che aus einem, unter Vorspannung zwischen konzentrischen Stahlhülsen montierten Gummiring bestehen. Diese Radsatz­ führung ist zwar elastisch, und sie lässt deshalb höhere Geschwindigkeiten bei stabilem Fahrzeuglauf zu. Ihre Ela­ stizität in Laufwerklängsrichtung ist jedoch zu gering, um bei Kurvenlauf eine Einstellung der Radsätze radial zum Kurvenmittelpunkt zu ermöglichen. Dementsprechend erfolgt auch kein nennenswerter Abbau der Anlaufkräfte, wenn das Rad beim Kurvenlauf gegen die Schiene anläuft. Um diesen Mangel zu beheben, wurden bei einer ähnlich ge­ stalteten Radsatzführung die Gummielemente in Laufwerk­ längsrichtung mit nierenförmigen Aussparungen oder durch­ gehenden Bohrungen versehen. Obwohl dadurch die Längsela­ stizität in wünschbarem Masse vergrössert werden kann, ergibt sich daraus gleichzeitig auch eine Vergrösserung der Querelastizität, was sich ungünstig auf den Wagenlauf auswirkt. Überdies hat sich gezeigt, dass die vorgenann­ ten Aussparungen die Federungseigenschaften sowie die Lebensdauer der Gummielemente beeinträchtigen und sich allmählich mit Fremdstoffen füllen. Eine auf diese Art und Weise erzielte Vergrösserung der Längselastizität ist deshalb in ihrer Zeitstandfestigkeit sehr begrenzt.

Im weiteren ist in der DE-PS Nr. 11 00 071 eine Radsatz­ führung für Schienenfahrzeuge beschrieben, bei welcher jedes Achslagergehäuse starr mit einem Achslenker ver­ bunden ist, der einerends mittels eines Silentblockes um eine horizontale Achse schwingbar am Laufwerkrahmen an­ gelenkt ist und anderends mit zur Querführung des Rad­ satzes am Laufwerkrahmen befestigten elastischen Blöcken fest verbunden ist. Da der Silentblock lediglich dem ver­ schleissfreien Verschwenken von Lenkerauge und Laufwerk­ rahmen dient, weist er bei Belastung in Fahrtrichtung praktisch keine Elastizität auf. Die Führung des Rad­ satzes ist deshalb längsspielfrei oder in Fahrtrichtung zumindest sehr hart gefedert, ohne dass eine Anpassung an die beim Durchfahren von Kurven unterschiedlichen Füh­ rungskräfte möglich wäre. Zudem ist bei einer derart aus­ gebildeten Radsatzführung die Längsfederung härter als die durch die Vorspannung der elastischen Blöcke gegebene Querfederung, so dass sich damit ein Laufwerk für höhere Ansprüche nicht realisieren lässt.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen:

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, eine verschleissfreie Radsatzführung zu schaffen, welche einem Drehgestell überkritische Fahreigenschaften verleiht, um bei hohen Geschwindigkei­ ten eine gute Fahrzeugstabilität und bei gleichzeitiger Kurvenfahrt eine Ausrichtung der Radsätze auf den Kur­ venmittelpunkt zu erreichen. Auch soll diese Radsatzfüh­ rung in ihrer Längs- und Querelastizität an Ort ein- und nachstellbar sein.

Weiter stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Ver­ fahren anzugeben, um herkömmliche Drehgestelle rasch und einfach auf die erfindungsgemässe Radsatzführung umzu­ rüsten und sie dadurch in ihrem Fahrverhalten so zu ver­ bessern, dass sie im Betriebsprogramm eines hochwertigen und schnellen Reisezugverkehrs verwendet werden können und nicht ersetzt werden müssen.

Diese Aufgabe wird mit der im Kennzeichen des unabhängi­ gen Anspruches beschriebenen Erfindung gelöst. Vorteil­ hafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Eine Radsatzführung gemäss der Erfindung hat den Vorteil, dass das Verhältnis von Längs- zu Querelastizität im we­ sentlichen von der Form und den Materialeigenschaften der ringförmigen Gummischeiben abhängt, also in einem Bauelement begründet ist. Eine derart gestaltete Elasti­ zitätsabstimmung ist deshalb besonders zuverlässig gewährleistet. Sie hat aber noch den weiteren Vorteil, dass die kurvenradiale Einstellung der Radsätze den beim Durchfahren von Streckenkurven als Folge der Spurfüh­ rungskräfte auftretenden Verschleiss an Spurkränzen und Schienenflanken stark vermindert. Da überdies die Vor­ spannung der Gummielemente durch Lösen weniger Schrauben stufenlos eingestellt werden kann, ist es ein leichtes, die Führungscharakteristik der Radialsteuerung der Rad­ sätze abzustimmen oder an Betriebsverhältnisse anzupassen, welche unterschiedlich sind oder sich im Laufe der Zeit ändern. Auch werden in der erfindungsgemässen Radsatzfüh­ rung nur Teile verwendet, die praktisch keinem Verschleiss unterworfen sind. Daraus ergibt sich als weitere vorteil­ hafte Wirkung eine grosse Langzeitbeständigkeit der Füh­ rungscharakteristik.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie ein Verfahren zu deren Anwendung für das Umrüsten von Drehgestellen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines herkömnmlichen Drehgestelles vor dem Umrüsten in Seitenansicht,

Fig. 2 den Aufbau des Drehgestelles gemäss Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer herkömmlichen Achslen­ kerlagerung eines Drehgestelles gemäss den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen Grundriss einer herkömmlichen Achslenker­ lagerung gemäss einer Schnittlinie B-B in Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Achslenkerlagerung nach Anspruch 1, sowie eine mit den erfindungsgemäs­ sen Mitteln umgerüstete Achslenkerlagerung nach Fig. 3,

Fig. 6 einen Grundriss einer Achslenkerlagerung nach Anspruch 1 gemäss einer Schnittlinie C-C in Fig. 5, sowie eine mit den erfindungsgemässen Mitteln umgerüstete Achslenkerlagerung gemäss Fig. 4,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Drehgestelles gemäss den Fig. 1 und 2 jedoch nach seiner Umrüstung auf die erfindungsgemässe Achslenkerführung gemäss den Fig. 5 und 6 und auf die kasten­ seitige Zwangslenkung nach den Ansprüchen 9 bis 11,

Fig. 8 eine Unteransicht des Drehgestelles gemäss den Fig. 1 und 2 jedoch nach seiner Umrüstung auf die erfindungsgemässe Achslenkerführung gemäss den Fig. 5 und 6 und auf die gegen­ seitige Selbstlenkung nach den Ansprüchen 12 und 13.

In den Fig. 1 und 2 sind von einem Schienenfahrzeug der Wagenkasten 1 sowie ein herkömmliches Drehgestell 2 darge­ stellt, welches mit einer als Lenkerversion ausgebildeten Primärstufe ausgestattet ist, bei der die Radsatzführung über am Drehgestellrahmen in x- und y-Richtung spielfrei und elastisch gelagerte Achslenker erfolgt und die Abfede­ rung in z-Richtung von unmittelbar über oder neben den Achslagern angeordneten Primärfedern übernommen wird. Die Übertragung der Zug- bzw. Bremskräfte kann beispielsweise durch einen in Drehgestellmitte angeordneten Drehzapfen er­ folgen. Das Drehgestell 2 ist im Bereich seiner vertikalen Quermittelebene 3 mit zwei Sekundärfedern 4, 4′ versehen, auf denen der Wagenkasten 1 abgestützt ist.

Im weiteren enthält das Drehgestell 2 zwei Radsätze 5 und 6 mit Rädern 7, 7′ bzw. 8, 8′ die eine hohe wirksame Ko­ nizität aufweisen und auf Radsatzwellen 9, 10 drehfest gelagert sind. Beide Radsätze 5 und 6 werden an den Achs­ lagerstellen 11, 11′ bzw. 12, 12′ in bekannter Weise je durch einen Achslenker 18, 18′ bzw. 19, 19′ umfasst. Die Führung der Radsätze 5 und 6 in Längs- und Querrichtung erfolgt durch je ein Achslenkerlager 13, 13′ bzw. 14, 14′, welches in den Achslenkern 18, 18′ bzw. 19, 19′ eingebaut und am Drehgestellrahmen 15 befestigt ist. Weiter ist der Drehgestellrahmen 15 über die Primärfedern 16, 16′ bzw. 17, 17′ auf den Achslenkern 18, 18′ bzw. 19, 19′ unmittel­ bar über den Achslagerstellen 11, 11′ bzw. 12, 12′ abge­ stützt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine herkömmliche Achslenker­ lagerung, bei der ein biegesteifer Achslenker 19 in einem im Achslenkerlager 14 um eine zur Radsatzwelle 10 paral­ lel verlaufende Achse schwingbar elastisch am Drehge­ stellrahmen 15 angelenkt ist. Hiezu enthält das Achslen­ kerlager 14 einerseits einen Bolzen 27, der mit den bei­ den Briden 37, 37′ und den Schrauben 58, 58′ und 59, 59′ horizontal-quer starr zum Drehgestellrahmen 15 im zwei­ teiligen Support 26 gelagert ist, andererseits ist der Bolzen 27 des Achslenkerlagers 14 von einer Gummieinlage 29 umschlossen, deren Aussenhülse 35 im Achselenkerauge 28 des Achslenkers 19 eingepresst ist. In bekannter Weise ist der Drehgestellrahmen 15 über die Primärfederung 17 auf dem Achslenker 14 unmittelbar über der Achslagerstel­ le 12 abgestützt.

In den Fig. 5 und 6 ist die erfindungsgemässe Längs- und Querlenkung gemäss Anspruch 1 dargestellt, bei der zur Führung der Radsätze 5, 6 auf beiden Drehgestellsei­ ten pro Radsatz je ein biegesteifer Achslenker 18, 18′ bzw. 19, 19′ angeordnet ist, der an seinem einen Ende mit der, einen Radsatz 5, 6 aufnehmenden Achslagerstelle 11, 11′ bzw. 12, 12′ eine lösbare Einheit bildet, und der am anderen Ende mit seinem Achslenkerauge 28 im zweiteiligen Support 26 um eine zur Radsatzwelle 10 parallel verlau­ fende Achse schwingbar über ein Achslenkerlager 23, 23′ bzw. 24, 24′ elastisch um Drehgestellrahmen 15 angelenkt ist.

Weiter ist der Drehgestellrahmen 15 über die Primärfe­ derung 17 auf dem Achslenker 19 unmittelbar über der Achslagerstelle 12 abgestützt.

Fig. 6 zeigt im Detail die Gestaltung des erfindungsge­ mässen Achslenkerlagers 24, in der rechten Bildhälfte einen Neubau betreffend und in der linken Bildhälfte für den Fall eines Umrüstens von herkömmlichen Achslenkerla­ gerungen auf die erfindungsgemässe Lösung. Beidseits des Achslenkerauges 28 sind zwischen dem biegesteifen Achs­ lenker 19 und den mittels der beiden Führungsflächen 44 konzentrisch ineinander gleitenden Lagertellern 45 und 46 ringförmige elastische Scheiben 47 aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder sonstigen elastomeren Werk­ stoffen angeordnet. Mit der Dehnschraube 48 in der Bohrung 49 werden die beiden Lagerteller 45 und 46 bis auf den durch die selbstzentrierenden Distanzringe 50 gegebenen Abstand koaxial miteinander verbunden. Für die Aufnahme von grossen Längskräften, z.B. beim Bremsen, so­ wie zur beidseitigen Begrenzung des Längsfederweges ist ein Anschlag in Form einer ringförmigen Beilage 51 aus elastischem Werkstoff zwischen der horizontalen Achse 52 und dem Steg 53 des Achslenkerauges 28 vorgeshen, wobei diese ringförmige Beilage 51 in einer Ausdrehung 54 des Lagertellers 45 geführt ist. Ueber den zweiteiligen Support 26 ist das Achslenkerlager 24 mit dem Drehge­ stellrahmen 15 verbunden. Die durch die Dehnschraube 48 und die selbstzentrierenden Distanzringe 50 über die Führungsflächen 44 koaxial miteinander verbundenen Lager­ teller 45 und 46 bilden mit ihren Lagertellerenden 55 und 56 eine horizontale Achse 52, welche beidseits durch Klemmung mittels je einer Bride 57, 57′ und der Schrauben 58, 58′ und 59, 59′ horizontal-quer starr zum Drehge­ stellrahmen 15 im zweiteiligen Support 26 gelagert ist. Eine derart gestaltete Verbindung ist verschleissfrei und stufenlos einstellbar.

Für den in der linken Bildhälfte von Fig. 6 dargestell­ ten Fall, betreffend das Umrüsten von herhömmlichen Achs­ lenkerlagerungen auf die erfindungsgemässe Lösung, bedarf es des nachträglichen Einbaus eines Steges 33 in das Achslenkerauge 28, um die Achslenkerlagerung in der zu­ vor beschriebenen Weise ausführen zu können.

Das in Fig. 7 gezeigte Drehgestell 22 weist die Achslen­ kerlagerung der Radsatzführung gemäss dem Anspruch 1 auf. Zusätzlich ist hier die mit der erfindungsgemässen Rad­ satzführung zusammenwirkende radiale Einstellbarkeit der Radsätze 5, 6 als kastenseitige Zwangssteuerung nach den Ansprüchen 9, 10 und 11 mit je einem beidseits am Drehge­ stell angeordneten Lenker-Hebel-System 73, 73′ ausgebil­ det. Auf jeder Drehgestellseite sind die Radsätze 5 und 6 an den Achslagerstellen 11 und 12 bzw. 11′ und 12′ durch je einen Achslenker 18 und 19 bzw. 18′ und 19′ und durch je eine Lenkerstange 62 und 63 bzw. 62′ und 63′ geführt. Die Achslenker 18 und 19 bzw. 18′ und 19′, sowie die einstellbaren Lenkerstangen 62 und 63 bzw. 62′ und 63′ sind einerends mit den betreffenden Achslagerstellen 11 und 12 bzw. 11′ und 12′ verbunden und von dort aus gegen die vertikale Drehgestell-Quermittelebene gerichtet. Anderends sind die Achslenker 18 und 19 bzw. 18′ und 19′ über die Achslenkerlager 23 und 24 bzw. 23′ und 24′ mit dem Drehgestellrahmen 15 verbunden und die Lenkerstangen 62 und 63 bzw. 62′ und 63′ an je einem Lenkerhebel 65, 65′ angelenkt. Dieser Lenkerhebel 65, 65′ ist im Fest­ punkt 64, 64′ am Drehgestellrahmen 15 schwenkbar gela­ gert. Der Festpunkt 64, 64′ liegt im wesentlichen mittig zwischen den Anlenkstellen 67 und 68, bzw. 67′ und 68′ der Lenkerstangen 62 und 63 bzw. 62′ und 63′. Je ein vertikaler Steuerhebel 69, 69′ ist im Festpunkt 64, 64′ drehfest mit dem Lenkerhebel 65, 65′ und im Gelenk 70, 70′ schwenkbar mit einer Steuerstange 71, 71′ verbunden, die sich ihrerseits in Drehgestellängsrichtung erstreckt und mit einem wagenkastenseitigen Betätigungspunkt 72, 72′ in Verbindung steht. Hierbei sind sämtliche Dreh­ punkte des Lenker-Hebel-Systems 73, 73′ als wartungsfreie Gelenke 70, 70′ ausgeführt.

Das in Fig. 8 gezeigte Drehgestell 22′ weist die Achs­ lenkerlagerung der Radsatzführung gemäss dem Anspruch 1 auf. Zusätzlich ist hier die mit der erfindungsgemässen Radsatzführung zusammenwirkende Einstellbarkeit der Rad­ sätze 5, 6 als gegenseitige Selbststeuerung nach den An­ sprüchen 12 und 13 ausgebildet. Hiezu ist jedem Radsatz 5, 6 ein im wesentlichen C-förmiger Steuerrahmen 75, 76 zugeordnet, der den zugehörigen Radsatz 5, 6 zur Drehge­ stellquermittelebene hin umfasst. Die C-förmigen Steuer­ rahmen 75, 76 sind einerseits in beliebiger Weise steif an den zugehörigen Achslagerstellen 11 und 11′ bzw. 12 und 12′ angeschlossen. Andererseits besitzen die C-förmi­ gen Steuerrahmen 75, 76 im Bereiche der Drehgestellängs­ achse je einen konisch auf das Drehgestellzentrum zusammenlaufenden Verbindungssupport 85, 86, deren Scheitelpunkte mittels einem gemeinsamen Drehgelenk 88 um die Vertikalachse schwenkbar miteinander verbunden sind. Die mit den jeweiligen C-förmigen Steuerrahmen 75, 76 zusammenwirkenden Elemente, nämlich die Verbindungs­ supporte 85, 86 und die Befestigung der C-förmigen Steuerrahmen 75, 76 an den betreffenden Achslagerstellen 11 und 11′ bzw. 12 und 12′ sind so ausgebildet, dass sie in sich in Längs- und Querrichtung ausreichend steif ausgeführt sind, um die beiden Radsätze 5, 6 bei Kurven­ fahrt radial auf den Kurvenmittelpunkt hin einzustellen, wobei sich die beiden, mit den Verbindungssupporten 85, 86 verbundenen C-förmigen Steuerrahmen 75, 76 um die Vertikalachse im gemeinsamen Drehgelenk 88 drehen sowie einstellen können.

Die Funktion des erfindungsgemässen Achslenkerlagers, 23 23′ bzw. 24, 24′ ist aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich. Dabei wird von der physikalischen Erkenntnis Gebrauch ge­ macht, dass sich die elastische Kennung eines elastischen Stoffes, wie z.B. Gummi, durch das Anbringen einer Vor­ spannung in gewissen Grenzen verändern lässt. Demzufolge weisen die ringförmigen elastischen Scheiben 47 unterschiedliche Druck- und Schubfederkonstanten auf, je nachdem wie stark sie zwischen den Lagertellern 45 und 46 und dem Steg 53 des Achslenkerauges 28 auf Druck vorgespannt sind. Wird die Dehnschraube 48 angezogen, rücken die beiden Lagerteller 45 und 46 näher zusammen, wodurch die Pressung der ringförmigen elastischen Schei­ ben 47 vergrössert wird und damit auch anteilmässig deren Schub- und Druckfederkonstanten, die in Drehgestellängs- bzw. Drehgestellquerrichtung wirksam sind. Wird dagegen die Dehnschraube 48 gelöst, rücken die beiden Lagerteller 45 und 46 auseinander, was die Pressung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 reduziert und anteilsmässig auch deren Schub- und Druckfederkonstanten. Aufgrund der Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes Gummi ist bekanntlich die Schubfederkonstante kleiner als die Druckfederkonstante, so dass sich in Drehgestellängs­ richtung eine weiche und in Drehgestellquerrichtung eine harte bzw. mässig harte Radsatzführung ergibt. Mit den selbstzentrierenden Distanzringen 50 kann die Distanz zwischen den beiden Lagertellern 45 und 46 so festgelegt werden, dass die Pressung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 einen vorausbestimmten, genau definierten Wert annimmt. Hiezu wird die Dehnschraube 48 angezogen, bis die Lagerteller 45 und 46 auf den selbstzentrieren­ den Distanzringen 50 auflaufen. Damit ist die genaue Ein­ stellung einer gewünschten Vorspannung unkritisch und gegen irrtümliches oder missbräuliches Nachstellen, über den vorgegebenen Wert hinaus, gesichert.

Für die Funktion eines nach dem Anmeldegegenstand voll­ kommen umgerüsteten Drehgestelles 22 bzw. 22′, sei auf die Fig. 7 und 8 verwiesen.

In Fig. 7 erfolgt die radiale Einstellung der beiden Rad­ sätze 5, 6 eines Drehgestells 22 bei Kurvenfahrt auf den Kurvenmittelpunkt hin durch eine kastenseitige Zwangs­ steuerung über je ein Lenker-Hebel-System 73, 73′. Hier­ bei werden die Radsätze 5, 6 einerseits über die Achslen­ ker 18 und 19 bzw. 18′ und 19′ mit den erfindungsgemäs­ sen Achslenkerlagern 23 und 24 bzw. 23′ und 24′ geführt und andererseits durch die beidseits am Drehgestell 22 angeordneten Lenker-Hebel-Systeme 73, 73′ kurvenab­ hängig durch den Wagenkasten 1 zwangsgesteuert.

In Fig. 8 erfolgt die radiale Einstellung der beiden Rad­ sätze 5, 6 eines Drehgestells 22′ bei Kurvenfahrt auf den Kurvenmittelpunkt hin durch eine gegenseitige Selbst­ steuerung.

Hierbei werden die Radsätze einerseits über die Achslen­ ker 18 und 19 bzw. 18′ und 19′ mit den erfindungsge­ mässen Achslenkerlagern 23 und 24 bzw. 23′ und 24′ ge­ führt und andererseits durch die beiden, an den Achsla­ gerstellen 11 und 12 bzw. 11′ und 12′ angreifenden und um die Vertikalachse drehbar und einstellbar im Drehge­ lenk 88 miteinander verbundenen C-förmigen Steuerrahmen 75, 76 kurvenabhängig gegenseitig gesteuert.

Sowohl die kastenseitige Zwangssteuerung gemäss Fig. 7 wie die gegenseitige Selbststeuerung gemäss Fig. 8 erfor­ dern für ein gutes Spuren eine weiche Längsführung der Radsätze 5, 6. Gerade die Möglichkeiten der Elastizitäts­ abstimmung des unter den Fig. 5 und 6 beschriebenen Achs­ lenkerlagers 23, 23′ bzw. 24, 24′ erlauben in hervorra­ gender Weise die Kombination mit einer der beiden genann­ ten Betriebsweisen für die radiale Einstellung der Rad­ sätze 5 und 6, nämlich der kastenseitigen Zwangssteuerung gem. Fig. 7 oder der gegenseitigen Selbststeuerung gem. Fig. 8.

In beiden Fällen werden deshalb die Achslenkerlager 23 und 24 bzw. 23′ und 24′ mittels der Dehnschrauben 48 so vorgespannt, dass sich daraus das gewünschte Steifig­ keitsverhältnis längs zu quer ergibt. Für Fahrten mit hohen Geschwindigkeiten insbesondere im Gleisbogen be­ deutet dies für die Achslenkerlager eine weiche Längsfe­ derung bei einer harten bis mässig harten Querfederung.

Gemäss einer nicht dargestellten Variante der Erfindung sind die ringförmigen elastischen Scheiben 47 beidseitig mit aufvulkanisierten Blechen versehen, wobei diese Bleche zwecks besserer Zentrierung und der dadurch bedingten Vereinfachung des Montagevorganges an den inneren und äusseren Lagerstellen eine konische Form aufweisen. Gemäss einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die ringförmigen elastischen Scheiben 47 mit einem oder mehreren einvul­ kanisierten Zwischenblechen ausgeführt. Durch diese Massnahme kann praktisch ohne Veränderung der in Fahrt­ richtung wirkenden Schubfederkonstanten die für die Querfederung dienende Druckfederkonstante wesentlich be­ einflusst werden.

Die Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt, die Vor­ spannung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 un­ veränderbar eingestellt zu halten. Vielmehr wird in einer alternativen Weiterbildung der Erfindung anstelle der Dehnschraube 48 ein mittels eines Energieträgers betätig­ bares Druckelement verwendet, mit dem die Vorspannung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 auch während der Fahrt verändert werden kann, was erlaubt, die Elastizi­ tätsabstimmung der Radsatzführung zu variieren, um für bestimmte Streckenverhältnisse die optimale Einstellung zu erlangen. Für die Betätigung des Druckelementes kann je nach den Gegebenheiten Druckluft, Drucköl oder eine elektromotorische Kraft verwendet werden, wobei hierzu eine nicht näher umschriebene mechanische oder elektri­ sche Steuerung vorgesehen ist. Es besteht somit die Möglichkeit, die Lenkerführung streckenabhängig härter oder weicher einzustellen, je nachdem, ob es sich um die Fahrt im geraden Gleis oder in der Kurve handelt. Damit ist bei Geradeausfahrt eine exakte, spielfreie Parallel­ führung der Radsätze gewährleistet, während bei Kurven­ fahrt eine radiale Einstellung derselben möglich ist.

Die Erfindung betrifft im weiteren auch ein Verfahren zum Modifizieren bestehender Drehgestelle, welche mit den erfindungsgemässen Mitteln ausgerüstet, bei Kurvenfahrt eine kontrollierte radiale Einstellung der Radsätze auf den Kurvenmittelpunkt hin aufweisen.

Hierbei wird vorzugsweise von einer Drehgestellbauart mit einer als Lenkerversion ausgebildeten Primärstufe ausge­ gangen, bei der die Radsatzführung über am Drehgestell­ rahmen in x- und y-Richtung spielfrei und elastisch gela­ gerte Achslenker erfolgt und die Abfederung in z-Richtung von unmittelbar über oder neben den Achslagern angeordne­ ten Primärfedern übernommen wird. Wie aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, lassen derartige Radsatz­ führungen durch ihren stabilen Geradeauslauf zwar höhere Fahrgeschwindigkeiten in der Geraden zu, verfügen jedoch auf kurvenreichen Strecken nur über eine ungenügende und unkontrollierte radiale Einstellbarkeit der Radsätze, wobei es unter ungünstigen Verhältnissen sogar zu einer antiradialen Einstellung beispielsweise des führenden Radsatzes im Gleisbogen kommen kann.

Mit den Mitteln der vorliegenden Erfindung werden nicht nur derartige Nachteile beseitigt, sondern es sind die erfindungsgemässen Mittel darüber hinaus so gestaltet, dass sie sich zur nachträglichen Umrüstung eines Drehge­ stelles der zuvor beschriebenen Bauart eigenen. Hiezu wird mit dem angegebenen Verfahren die herkömmliche Längs- und Querlenkung eines umzurüstenden Drehgestelles durch die erfindungsgemässe Lenkerführung ersetzt und dieselbe auf eine zusätzliche einzubauende Radiallenkung abgestimmt. Dazu kann man sich wahlweise der jeweiligen Mittel für eine von zwei Radiallenkungen bedienen, nämlich der kastenseitigen Zwangssteuerung oder der gegenseitigen Selbststeuerung der Radsätze.

Das Verfahren zum Umrüsten bestehender Drehgestelle führt dann auch bei herkömmlichen Drehgestellen der vorstehend charakterisierten Bauart zu einer im positiven Sinne wirksamen Veränderung der Radialeinstellbarkeit der Rad­ sätze, welche nun entweder zwangsweise durch den Fahr­ zeugaufbau oder durch gegenseitige Selbststeuerung der Radsätze herbeigeführt wird, ohne das stabile Laufverhal­ ten in der Geraden nachteilig zu beeinflussen. Das erfin­ dungsgemässe Verfahren erfüllt somit ein seit langem bestehendes, unbefriedigtes Bedürfnis, zielt es doch darauf ab, die in grosser Zahl vorhandenen Drehgestelle der beschriebenen Bauart mit vergleichsweise geringem Aufwand so zu modifizieren, dass deren Fahrzeuge im Betriebsprogramm eines hochwertigen und schnellen Reise­ zugverkehrs auch auf kurvenreichen Strecken die heutigen, vergleichsweisen Anforderungen erfüllen können, wie sie an Neubaufahrzeuge bezüglich Laufgüte, Schallabstrahlung und Verschleissreduktion gestellt werden.

Die Anwendung oder Nachrüstung der vorliegenden Erfindung kann unabhängig von der jeweiliegen Spurweite ausser bei einem hier gezeigten Laufdrehgestell auch an einem analog konzipierten Trieb- oder Motordrehgestell erfolgen.

Claims (16)

1. Radsatzführung für schnellfahrfähige Drehgestelle (2) von Schienenfahrzeugen mit einer Längs- und Queran­ lenkung der Radsätze, bei welcher zwischen den Achs­ lagerstellen (11, 11′, 12, 12′) zweier Radsätze (5, 6) und einem Drehgestellrahmen (15) je ein biege­ steifer Achslenker (18, 18′, 19, 19′) vorgesehen ist, der mit den Achslagerstellen (11, 11′, 12, 12′), auf denen sich der Drehgestellrahmen (15) über Primärfe­ dern (16, 16′, 17, 17′) abstützt, eine lösbare Einheit bildet und der an seinem, dem Drehgestellrahmen (15) zugewandten Ende in einem Achslenkerlager (23, 23′, 24, 24′) um eine horizontale Achse schwingbar ela­ stisch mit dem Drehgestellrahmen (15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder biegesteife Achslenker (18, 18′, 19, 19′) an seinem, dem Drehgestellrahmen (15) zugewandten Ende ein Achslenkerauge (28) aufweist, an dem beid­ seits, koaxial mit der zu den Radsatzwellen (9, 10) parallel verlaufenden Achslenkeraugenachse (61), ring­ förmige elastische Scheiben (47) angeordnet sind, die mittels einer Dehnschraube (48) und selbstzentrieren­ der Distanzringe (50) zwischen zwei, von beidseits des Achslenkerauges (28) konzentrisch ineinander glei­ tenden Lagertellern (45, 46) in Drehgestellquerrich­ tung auf Druck vorgespannt sind, wobei die Lager­ teller (45, 46) als zweiteilige horizontale Achse eines derart ausgebildeten elastischen Achslenkerla­ gers (23, 23′, 24, 24′) mit ihren Lagertellerenden (55, 56) in dem zweiteiligen Support (26) mittels je einer Bride (57, 57′) und den Schrauben (58, 58′, 59, 59′) kraftschlüssig am Drehgestellrahmen (15) be­ festigt sind und dass die zur Führung der Radsätze (5, 6) als Lenkerversion ausgebildete Längs- und Quer­ anlenkung ebenfalls als Radiallenkung wirkt, wobei die jeweiligen Längs- und Quersteifigkeiten eines Achslenkerlagers (23, 23′, 24, 24′) so untereinander abgestimmt sind, dass sich bei Kurvenfahrt die Rad­ sätze (5, 6) mit minimalem Kraftaufwand radial auf den Kurvenmittelpunkt hin ausrichten.

2. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen elastischen Scheiben (47) aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder sonstigen elastomeren Werkstoffen bestehen.

3. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Steg (53) des Achslenkerauges (28), so­ wie an den Lagertellern (45, 46) direkt aufliegenden ringförmigen elastischen Scheiben (47) eine konische Form besitzen.

4. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen elastischen Scheiben (47) beidseitig aufvulkanisierte Bleche aufweisen.

5. Radsatzführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aufvulkanisierten Bleche der am Steg (53) des Achslenkerauges (28), sowie an den Lagertellern (45, 46) direkt aufliegenden ringförmigen elastischen Scheiben (47) eine konische Form besitzen.

6. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen elastischen Scheiben (47) ein oder mehrere einvulkanisierte Zwischenbleche aufwei­ sen.

7. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen elastischen Scheiben (47) über eine Dehnschraube (48) oder mittels eines als Ener­ gieträger betätigbaren Druckelementes vorgespannt werden.

8. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steg (53) des Achslenkerauges (28) und den Lagertellern (45, 46) eine, in dessen Aus­ drehung (54) geführte rlngförmige Beilage (51) aus elastischem Material als Endanschlag zur beidseitigen Begrenzung der Längsfederung des Achslenkers (18, 18′, 19, 19′) angeordnet ist.

9. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Einstellbarkeit der Radsätze (5, 6) durch eine wagenkastenseitige Zwangssteuerung erfolgt, bei welcher die Achslagerstellen (11, 11′, 12, 12′) beidseits paarweise über je ein seitlich am Drehge­ stellrahmen (15) angeordnetes, durch die Relativbewe­ gung zwischen Wagenkasten (1) und Drehgestell (22) be­ tätigtes Lenker-Hebel-System (73, 73′) miteinander verbunden sind.

10. Radsatzführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lenker-Hebel-System (73, 73′) einen auf dem Drehgestellrahmen (15) im Festpunkt (64, 64′) schwenkbar montierten vertikalen Steuerhebel (69) mit drehfest verbundenem Lenkerhebel (65) enthält, wobei der vertikale Steuerhebel (69) über eine Steuerstange (71) mit einem Betätigungspunkt (72) des Wagenkastens (1) in Verbindung steht, und der Lenkerhebel (65) über die Gelenke (67, 68) mit den einstellbaren Lenkerstangen (62) und (63) verbunden ist, die ihrerseits mit den entsprechenden Achs­ lagerstellen (11) und (12) gekoppelt sind.

11. Radsatzführung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass, um die Relativbewegungen zwischen Wagenkasten (1) und Drehgestell (22) zu ermöglichen, das Lenker- Hebel-System (73, 73′) an allen seinen Drehpunkten wartungsfreie Gelenke (70, 70′) aufweist.

12. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Einstellbarkeit der Radsätze (5, 6) durch eine gegenseitige Selbststeuerung erfolgt, bei welcher die beiden Radsätze (5, 6) von je einem hori­ zontal-quer verlaufenden-C-förmigen Steuerrahmen (75, 76) umgriffen werden, wobei diese Steuerrahmen (75, 76) einerseits steif an den zugehörigen Achslagerstel­ len (11, 11′, 12, 12′) angeschlossen sind und anderer­ seits je einen, gegen die Drehgestellmitte hin weisen­ den Verbindungssupport (85, 86) besitzen, deren Schei­ telpunkte in einem gemeinsamen elastischen Drehgelenk (88) um die Vertikalachse schwenkbar und einstellbar miteinander verbunden sind.

13. Radsatzführung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das elastische Drehgelenk (88) in einer Höhe oberhalb oder unterhalb der Radsatzwellen (9, 10) be­ findet, und z.B. als elastisches Lager ausgebildet ist.

14. Verfahren zum Umrüsten von Drehgestellen (2) auf die Radsatzführung gemäss den Ansprüchen 1 bis 8 und 9 bis 11 oder 12, 13, dadurch gekennzeichnet,

• - dass an einem bestehenden Drehgestell (2) die Achslenkerlager herkömmlicher Bauart (23, 23′, 24, 24′) nach Oeffnen der Briden (37, 37′) ausgepresst und durch ringförmige elastische Scheiben (47) ersetzt werden, welche sich auf einen, im Achslenkerauge (28) mittig vorzusehenden Steg (33) flächig abstützen;
• - dass die ringförmigen elastischen Scheiben (47) über die konzentrisch ineinandergleitenden Lager­ teller (45, 46) mittels einer Dehnschraube (48) vorgespannt werden;
• - dass die, durch die Enden der über ihre Führungs­ flächen (44) koaxial miteinander verbundenen Lager­ teller (45, 46) gebildeten fluchtenden Achsen mit ihren Lagertellerenden (55, 56) in den zweiteiligen Support (26) eingelegt und mit je einer Bride (57, 57′) und den Schrauben (58, 58′, 59, 59′) kraft­ schlüssig am Drehgestellrahmen (15) befestigt werden;
• - dass man für die radiale Einstellbarkeit der beiden Radsätze (5, 6) wahlweise für eine wagenkastenseiti­ ge Zwangssteuerung beidseits am Drehgestellrahmen (15) je ein Lenker-Hebel-System (73, 73′) nach An­ spruch 9 anbringt oder für eine gegenseitige Selbst­ steuerung der beiden Radsätze (5, 6) diese mit je einem C-förmigen Steuerrahmen (75, 76) nach Anspruch 12 versieht und diese über je einen Verbindungssup­ port (85, 86) in einem gemeinsamen Drehlager (88) um die Vertikalachse schwenkbar und einstellbar mitein­ ander verbindet.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

• - dass man zur Montage des Lenker-Hebel-Systems (73, 73′) beidseits am Drehgestellrahmen (15) je einen, nach aussen hin weisenden Festpunkt (64) anbringt, auf dem je ein Lenker-Hebel- System (73, 73′) für die Radsatzsteuerung drehbar mittels wartungsfreien Gelenken (70, 70′) ge­ lagert wird;
• - dass man jede der beiden einstellbaren Lenkerstangen (62, 63) einer Drehgestellseite an der jeweils zuge­ ordneten Achslagerstelle (11, 12) eines jeden Rad­ satzes (5, 6) unter Verwendung von wartungsfreien Gelenken (70) anschliesst;
• - dass man den vertikalen Steuerhebel (69) über eine Steuerstange (71) am Wagenkasten (1) unter Verwen­ dung von wartungsfreien Gelenken (70) anschliesst.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Montage der C-förmigen Steuerrahmen (75, 76) dieselben so an den Achslagerstellen (11, 11′, 12, 12′) eines Radsatzes (5, 6) anord­ net, dass diese den jeweiligen Radsatz zur Drehgestellmitte hin umgreifen und dass man die Verbindungssupporte (85, 86) der beiden C-förmi­ gen Steuerrahmen (75, 76) in der Drehgestellmitte in einem gemeinsamen Drehlager (88), um die Vertikalachse schwenkbar und einstellbar, ela­ stisch miteinander verbindet.