DE3942235C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufwerk für schienengebun­ dene Grubenwagen mit unabhängig voneinander gelagerten Spurkranzrädern, bei welchen jedes Radlager um eine etwa vertikal durch den Radaufstandpunkt verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist und einander gegenüberliegende Radlager paarweise durch mit Lenkungsdämpfern versehene Spurstangen verbunden sind und die Lenkung der Räderpaare durch zwischen den Rädern und den Schienen auftretende Profilkräfte erfolgt.

Ein Laufwerk mit den angegebenen Merkmalen ist beispielsweise aus der DE 36 35 804 A1 bekannt. Bei dem nach dem Stand der Technik bekannten Laufwerk erfolgt die Lenkung der paarweise durch die Spurstangen verbundenen Räder selbstlenkend durch Profilkräfte, die beim Kontakt der Spurkränze mit dem Schienenprofil entstehen. Diese Profilkräfte erzeugen in bezug auf den Radaufstandpunkt ein Lenkmoment, durch welches die Räder in die Fahrtrichtung gelenkt werden. Diese Art der Lenkung ist einerseits bei der Kurvenfahrt problematisch, weil die Lenkmoment erzeugenden Spurkranzberührungen bei Einlauf des Rades in die Kurve plötzlich und ruckartig auftreten. Bei der Geradeausfahrt ergibt sich das Problem, daß sich die Räder schräg zur Fahrtrichtung stellen können, so daß die Spurkränze ständig an den Schienen reiben. Um diesem unerwünschten Effekt entgegenzuwirken, ist es aus der DE 36 35 804 A1 bekannt, die Spurstangen durch Rückstellfedern in einer zentralen Stellung zu halten. Das hat natürlich den Nachteil, daß bei der Kurvenfahrt die Kräfte der Rückstellfedern überwunden werden müssen, so daß sich bei der Kurvenfahrt eine entsprechend stärkere Reibung zwischen den Schienen und den Spurkränzen ergibt.

Nach dem Stande der Technik (DE 34 27 723 A1) ist es auch bekannt, diese unerwünschten Effekte durch eine aktive Steuerung der Räderpaare aufzuheben. Eine solche aktive Steuerung der Räder bedeutet aber auch einen erheblichen Mehraufwand für die erforderliche Steurungstechnik.

Nach dem Stande der Technik (DE-Z "Das Warnkreuz", 1/1988) ist schließlich ein bei der Deutschen Bundesbahn weit verbreitetes Radprofil bekannt, das mit geringen Abweichungen international genormt ist, dessen Spurkranz eine flache Stirnneigung aufweist und dessen Laufflächen mit sich stetig ändernden Radien allmählich in die Spurkranzstirn übergehen. Diese besonderen Radprofile sollen die bei der Radsatzführung entstehenden Kräfte nach Richtung und Betrag günstig beeinflussen. Dabei ist allerdings zu beachten, daß bei der Deutschen Bundesbahn - ebenso wie bei den meisten übrigen Vollbahnen - Laufwerke mit starren Radsätzen verwendet werden, bei denen der Sinuslauf im Gleis, das Radprofil und der Fahrkomfort in engem Zusammenhang stehen. Bei der Verwendung von starren Radsätzen treten die oben diskutierten Probleme mit der Lenkung von einzelnen lenkbaren Spurkranzrädern nicht auf.

Demgegenüber treten die oben diskutierten Schwierigkeiten bei Grubenwagen, die im untertägigen Bergwerksbetrieb eingesetzt werden, in verstärktem Maße auf. Wegen der beengten Platzverhältnisse im Bergwerksbetrieb haben diese Grubenwagen eine kurze Fahrzeuglänge, eine schmale Spur und relativ kleine Raddurchmesser. Darüber hinaus gibt es im untertägigen Grubenbetrieb extrem enge Kurven und wegen der unvermeidbar auftretenden Gebirgsbewegungen verhältnismäßig große Gleislagefehler, die das Laufverhalten der sich selbstlenkenden Spurkranzräder ungünstig beeinflussen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Laufverhalten des Grubenwagens der eingangs genannten Art zu verbessern und einen stoßfreien und gedämpften Anlauf der Spurkränze der Räder am Schienenprofil zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend vom Grubenfahrzeug der eingangs genannten Art vor, daß die Laufflächen der Räder jeweils ein flach geneigtes Kegelprofil aufweisen und daß jeweils im Übergangsbereich zwischen den Laufflächen und dem Spurkranz eine konkave Hohlkehle ausgebildet ist, die tangential in die Lauffläche einmündet und deren Krümmungsradius von der Lauffläche zum Spurkranz hin allmählich abnimmt.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Profilgebung der Laufflächen der Räder wirken die lenkenden Profil­ kräfte bereits bei der Geradeausfahrt und verstärken sich beim Einlauf in eine Kurve allmählich. Infolge­ dessen ergibt sich sowohl bei der Geradeausfahrt als auch bei der Kurvenfahrt ein besonders ruhiger und reibungsarmer Lauf.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Laufflächen der Räder im äußeren Bereich eine stärkere Kegelneigung als im mittleren Bereich haben. Hierdurch ergibt sich im mittleren Bereich eine verhältnismäßig schmale Berührungszone, wodurch der dem Lenkmoment entgegenwirkende Widerstand vermindert wird.

Zweckmäßig sind weiterhin die Radlager an den Enden eines Achskörpers gelagert, an dessen Mittelabschnitt der auf der Spurstange angeordnete Lenkungsdämpfer in Fahrtrichtung verschiebbar abgestützt ist. Diese Ausbildung und Anordnung des Lenkungsdämpfers ermöglicht eine besonders leichte Beweglichkeit der Spurstange und der mit der Spurstange verbundenen Radlager, ohne den Dämpfungseffekt zu beeinträchtigen.

Zweckmäßig sind dabei der Lenkungsdämpfer und die Spurstange oberhalb des Achskörpers angeordnet. Eine derartige Anordnung ist insbesondere bei Grubenwagen wichtig, weil auf diese Weise der relativ empfindliche Lenkungsdämpfer, dessen Verlagerung und die Spurstange außerhalb vom Einwirkungsbereich von zwischen den Schienen befindlichen Hindernisse angeordnet sind. Solche Hindernisse sind bei Grubenwagen insbesondere an die an Ladestellen oder am Schacht befindlichen Verhohl- und Bremszylinder, die mit besonders gestalteten Klauen an den Achskörpern der Wagen angreifen.

Zur weiteren Verbesserung der Laufeigenschaften gemäß der Erfindung können die Achskörper beweglich am Wagenkasten gelagert sein und über Gummifedern am Wagenkasten abgestützt sein. Eine solche Federung hält in bekannter Weise einen Teil der Massenträgheitskräfte des Wagenkastens von dem eigentlichen Laufwerk fern, so daß die erfindungsgemäße angestrebte sanfte Lenkung der schwenkbaren Räder ausschließlich durch die Profilkräfte weitgehend ungestört zur Wirkung kommen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen­ den anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Laufwerk gemäß der Erfin­ dung;

Fig. 2 den Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 1;

Fig. 3 das Profil der Laufflächen der Räder im Detail;

Fig. 4, 5 und 6 einen Grubenwagen mit dem Laufwerk in Seitenansicht, Draufsicht bzw. Stirnansicht;

Fig. 7 eine Ausführungsform des Lauf­ werkes gemäß der Erfindung mit Federung.

In Fig. 1 ist der sich etwa über die Fahrzeugbreite erstreckende Achskörper mit dem Bezugszeichen 1 be­ zeichnet. An beiden Enden des Achskörpers 1 sind ballige Lager 2 vorgesehen, an welchen die Radlager 3 um etwa senkrecht und durch die Radauf­ standpunkte verlaufende Schwenkachsen 4 verschwenkbar gelagert sind. Die Radlager 4 sind an ihrem Außenum­ fang mit Wälzlagern 5 versehen, an denen die Räder 6 drehbar gelagert sind. Die Räder 6 stehen in her­ kömmlicher Weise auf Schienen 7 mit Vignol-Profil.

Die an beiden Enden des Achskörpers 1 gelagerten Rad­ lager 3 sind untereinander über Spurhebel 8, Spurstan­ gengelenke 9 und eine Spurstange 10 verbunden. Die gesamte Spurstangenanordnung ist in der Zeichnung in einer in Bezug auf die Längsachse des Achskörpers 1 um 90° verdrehten Stellung dargestellt. Die Spur­ stange 10 verläuft durch einen Lenkungsdämpfer 11, der über eine Gelenkkugel 12 in einer am Mittelab­ schnitt des Achskörpers 1 befindlichen Führung 13 in Fahrtrichtung verschiebbar geführt ist. Wie insbeson­ dere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Spurstange 10 zusammen mit dem daran befindlichen Lenkungs­ dämpfer 11 oberhalb des Achskörpers 1 angeordnet, so daß sie nicht von zwischen den Schienen 7 befind­ lichen Hindernissen wie z. B. den Mitnehmer einer Verhol- oder Bremseinrichtung beschädigt werden kön­ nen.

Fig. 3 zeigt die Radprofilierung im Detail. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist die Lauffläche des Rades einen äußeren Bereich 14 auf, der eine verhält­ nismäßig starke Kegelneigung, beispielsweise 1 : 20 aufweist. Im sich anschließenden mittleren Bereich 15 beträgt die Kegelneigung der Lauffläche demgegenüber nur 1 : 40. An diesen mittleren Bereich 15 schließt sich eine konkave Hohlkehle 16 an, die allmählich in den Spurkranz 17 übergeht. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, nimmt der Krümmungsradius der Hohlkehle 16 von der Lauffläche zum Flansch 17 hin allmählich ab und mündet tangential in die Lauffläche ein. Diese beson­ dere Laufflächengestaltung bewirkt an den schwenk­ baren Losrädern des Laufwerkes die angestrebten, eingangs erläuterten Lenkeffekte.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen, wie die Laufwerke an einem Grubenwagen 18 angebracht werden, der trotz seines extrem großen Achsabstandes sehr enge Kurven durchfahren kann.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, kann der Achskörper 1 in vertikaler Richtung beweglich an den Wagenkasten 18 befestigt sein und an diesem mittels Gummifederele­ mente 19 abgestützt sein. Eine solche Federung ver­ bessert die günstigen Laufeigenschaften des Laufwer­ kes noch weiter.

Claims (5)

1. Laufwerk für schienengebundene Grubenwagen mit unabhängig von­ einander gelagertern Spurkranzrädern, bei welchem jedes Radlager um eine etwa vertikal durch den Radaufstandpunkt verlaufende Schwenkachse ver­ schwenkbar ist und einander gegenüberliegende Radla­ ger paarweise durch mit Lenkungsdämpfern versehene Spurstangen verbunden sind und die Lenkung der Räder­ paare durch zwischen den Rädern und den Schienen auftretende Profilkräfte erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen (Bereiche 14 und 15) der Räder (6) jeweils ein flach geneigtes Kegelprofil aufweisen und daß jeweils im Übergangsbereich zwischen der Lauffläche und dem Spurkranz (17) eine konkave Hohlkeh­ le (16) ausgebildet ist, die tangential in die Lauffläche einmündet und deren Krümmungsradius von der Lauffläche (Bereiche 14 und 15) zum Spurkranz (17) hin allmäh­ lich abnimmt.

2. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Laufflächen (Bereiche 14 und 15) der Räder (6) im äußeren Bereich eine stärkere Kegelneigung als im mittleren Bereich haben.

3. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Radlager (3) an den Enden eines Achskörpers (1) gelagert sind, an dessen Mittelab­ schnitt der auf der Spurstange (10) angeordnete Len­ kungsdämpfer (11) in Fahrtrichtung verschiebbar abge­ stützt ist.

4. Laufwerk nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lenkungsdämpfer (11) und die Spurstange (10) oberhalb des Achskörpers (1) angeord­ net sind.

5. Laufwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achskörper (1) be­ weglich am Wagenkasten (18) gelagert sind und über Gummifederelemente (19) am Wagenkasten (18) abgestützt sind (Fig. 7).