DE4024064A1

DE4024064A1 - Laufwerk fuer schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE4024064A1
Application number: DE19904024064
Authority: DE
Inventors: Walter Muecke; Ruediger Lange; Harry Altmann; Siegbert Wenke; Werner Berndt; Klaus Ohnesorge; Peter Dr Drossel; Hartmut Dipl Ing Koch; Walter Dipl Ing Rode
Original assignee: WBN Waggonbau Niesky GmbH
Current assignee: WBN Waggonbau Niesky GmbH
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1990-07-28
Publication date: 1991-03-07
Also published as: FR2651197A1; DD287445A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufwerk für Schienenfahrzeuge mit einem horizontal auslenkbaren und auf die horizontale Mitten stellung orientierten Laufradsatz, wobei der Fahrgestellrahmen über Schraubenfedern auf den Achslagern abgestützt ist und die Achslager zum Fahrgestellrahmen einen begrenzten Bewegungsraum aufweisen und mit Reibungsdämpfern beaufschlagt sind.

Bei Laufwerken steht das Problem, für den Laufradsatz neben der Vertikalfederung eine ausreichende und definierte hori zontale Auslenkung zu sichern. Die charakteristische Größe der Auslenkung und der Rückführung des Laufradsatzes in seine Mittenstellung sowie die spezifische Dämpfung der horizon talen und vertikalen Bewegungen des Laufradsatzes bestimmen maßgeblich das Laufverhalten der Schienenfahrzeuge. Anderen falls entsteht eine schlechte Laufqualität und ein hoher Spur kranz- und Schienenverschleiß.

So ist es bei Laufwerken der genannten Art bekannt, einseitig oder beidseitig zwischen Achslager und Schraubenfeder Feder schaken geneigt anzuordnen, die den Laufradsatz durch ihre horizontale Kraftkomponente in einer bestimmten Normallage halten. So wirkt beispielsweise beim bekannten Güterwagen drehgestell Y 25 die horizontale Kraftkomponente über die obere Federkappe, Druckstößel und Verschleißplatte gegen das Achslager. Bei der einseitig am Achslager angeordneten Feder schake wird das Achslager durch die horizontale Kraftkompo nente, die gleichzeitig als lastabhängige Reibkraft für die Vertikal- und Achsquerdämpfung dient, an der Achslagerfüh rung gehalten. Durch das einseitige Halten der Achslager an der Achslagerführung wird die Auslenkung des Laufradsatzes stark eingeschränkt. Auch reicht bei einer Achsquerverschie bung die Flexionskraft der Schraubenfeder nicht aus, um die Reibkraft zwischen Achslager und Achslagerführung zu über winden und den Laufradsatz in seine Mittenstellung zurückzu führen. Bei beidseitig am Achslager angeordneten Federscha ken wird eine radiale Auslenkung und Rückführung in die Mittenstellung ermöglicht, es verbleibt jedoch der Nachteil der nicht gesicherten Rückführung des Laufradsatzes aus der Achsquerverschiebung in die Mittenstellung. Auch verdoppeln sich bei einer beidseitigen Schakenanordnung die einem star ken Verschleiß unterliegenden Funktionsteile der Dämpfung. Ferner sind Laufwerke mit zwei in Reihe geschalteten Schrau benfedern bekannt, zwischen denen durch Federversatz vorge spannte Zwischenträger mit einer Reibplatte zur Erzeugung lastabhängiger Reibkräfte angeordnet sind (EP 02 80 099). Bei dieser Lösung wird eine radiale Auslenkung des Lauf radsatzes ermöglicht, wobei jedoch die radiale Auslenkung durch die Quersteifigkeit der Schraubenfedern bestimmt und damit nur bedingt beeinflußbar ist. Diese Lösung ist auch nicht geeignet, den Laufradsatz aus einer Achsquerverschie bung in die Mittenstellung zurückzuführen. Darüber hinaus entsteht bei in Reihe angeordneten Schraubenfedern die dop pelte Anzahl nicht federnder Endwindungen und damit eine Ver größerung der Bauhöhe und eine Verdoppelung der Einbau toleranzen.

Es ist auch bekannt, für die Vertikaldämpfung und die Achs querdämpfung getrennte Reibflächen zwischen dem Stößel und dem Achslager- sowie zwischen Achslagerführung und Achslager anzuordnen (DE 22 06 290). Diese Ausführung hat den Nachteil eines sehr hohen Aufwandes an Funktions- und Verschleißteilen. Ferner sind Achsquerfederungen für Güterwagendrehgestelle be kannt, bei denen im Achsausschnitt Federelemente angeordnet sind, welche mit Achslagerführungsplatten verbunden sind und damit den Laufradsatz aus einer Achsquerverschiebung in seine Mittenstellung zurückführen (DD 2 60 683). Diese Ausführung er fordert jedoch für die radiale Auslenkung und für die Ver tikaldämpfung gesonderte Einrichtungen. Andere bei Reisezug wagen übliche Laufwerke sehen zur horizontalen Auslenkung und Mitteneinstellung des Laufradsatzes eine trapezförmige An ordnung von Achslenkern und in axialer Richtung am Achslager angreifende Druckfedern vor (DE 24 19 989).

Der Nachteil dieser Ausführung besteht in einem hohen tech nischen Aufwand und in dem Erfordernis, den horizontalen Be wegungen Dämpfer zuzuordnen.

Ziel der Erfindung ist es, die Laufqualität und das Ver schleißverhalten der Laufwerke zu verbessern. Durch die Ver ringerung des Verschleißes zwischen Rad und Schiene und durch die Verringerung der einem Verschleiß unterliegenden Bauteile des Laufwerkes, soll der ökonomische Aufwand, insbesondere für die Instandhaltung verringert werden. Die Lösung soll auch für die Nach- und Umrüstung vorhandener Laufwerke geeignet sein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die horizontale Auslenkung und Mitteneinstellung sowie die horizontale und vertikale Dämpfung des Laufradsatzes von der Schraubenfeder unabhängig und in einem spezifisch angeordneten robusten Funktionselement definierbar zu gestalten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen Achslager und Fahrgestellrahmen annähernd vertikale einseitig gehaltene, annähernd in Fahrzeuglängsrichtung federbelastet ausschwingbare Achslenker und annähernd vertikale parallel oder in einem spitzen Winkel zur Achsmittellinie verlaufende Reibflächen angeordnet sind, mit denen die Achslenker unter Vorspannung korrespondieren. Nach Merkmalen der Erfindung kön nen die Achslenker dem Fahrgestellrahmen und die Reibflächen dem Achslager oder die Achslenker dem Achslager und die Reib flächen dem Fahrgestellrahmen zugeordnet sein. Ferner ist es erfindungsgemäß, daß die Achslenker durch Federblätter oder durch einseitig angelenkte federbelastete Hebel gebildet sind. Nach weiteren Merkmalen der Erfindung sind die Achslenker je Achslager einseitig angeordnet und mit an der gegenüberlie genden Seite des Achslagers angeordneten bekannten Führungs- und/oder Dämpfungseinrichtungen kombiniert. Die Reibflächen können Reibbeläge aufweisen und gewölbt ausgebildet sein. Die Schraubenfedern können zwischen balligen oder elastisch ge lagerten Federkappen angeordnet sein. Der Ausschwingbereich der Achslenker kann durch Anschläge begrenzt sein. Ferner können die Achslenker durch Beilagen oder Stellschrauben ein stellbar sein.

Durch den erfindungsgemäß gestalteten spezifisch angeordneten Achslenker wird die horizontale Auslenkung und Mitteneinstel lung sowie die horizontale und vertikale Dämpfung für den Laufradsatz in einem von der Schraubenfeder unabhängigen ro busten Funktionselement realisiert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Laufwerk nach der Linie A-A der Fig. 2 mit Achslagerführung und an der Innen seite der Achslager angeordneten Achslenkern,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Laufwerk nach der Linie B-B der Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht eines Laufwerkes mit Federspindeln und mit an der Außenseite der Achslager angeordneten Achslenkern,

Fig. 4 einen Schnitt durch das Laufwerk nach der Linie C-C der Fig. 3.

Wie den Zeichnungen zu entnehmen ist, ist der Fahrgestellrah men 1 über Schraubenfedern 2 auf dem Achslager 3 abgestützt. Das Achslager 3 mit dem Laufwerk 4 ist zum Fahrgestellrah men 1 in Achslagerführungen 5 oder Federspindeln 6 bewegbar gehalten. In der Fig. 1 ist zwischen dem Achslager 3 mit sei nen vertikalen Führungsflächen 7 und der Achslagerführung 5 mit ihren vertikalen Führungsflächen 8 ein horizontales Längs spiel "a" und ein horizontales Querspiel "b" vorhanden, in welchem der Laufradsatz 4 radialeinstellbar und querverschieb bar gehalten ist. An der Innenseite 9 des Achslagers 3 sind vertikale Reibflächen 10 angeordnet, die einen spitzen Win kel α zur Achsmittellinie 11 bilden. In vertikaler Verlänge rung der Reibflächen 10 sind am Fahrgestellrahmen 1 einsei tig gelagerte Achslenker 12 angeordnet, die gegen die Reib flächen 10 vorgespannt sind. Die Achslenker 12 sind dabei durch die Federblätter 13 und 13′ gebildet, wie sie bei Blatt tragfedern bekannt sind und durch Federkeile 14 und nicht dar gestellte Beilagen in, am Fahrgestellrahmen 1 angeordneten, Aufnahmetaschen 15 gehalten. In den Fig. 3 und 4 sind die vertikalen Führungsflächen 7 und 8 mit dem Horizontalspiel "c", dem Achslager 3 und den Federspindeln 6 zugeordnet. Während in den Fig. 1 und 2 die Federblätter 13 direkt an den Reibflächen 10 anliegen und in einem mit den Reibflächen 10 übereinstimmenden Winkel α am Fahrgestellrahmen 1 angeordnet sind, sind in den Fig. 3 und 4 die Federblätter 13 und 13′ parallel zur Achsmittellinie 11 angeordnet, wobei Reibteile 16 aus geeignetem Reibmaterial an den Reibflächen 10 zur Anlage kommen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die unteren und oberen Federkappen 17 ballig ausgeführt, um die Wirkung der Flexionskraft der Schraubenfedern 2 auf die Achsführung zu verringern. Die am Achslager 3 anliegenden Achslenker 12 halten den Laufradsatz 4 zum Fahrgestellrahmen 1 in horizontaler Ebene in der Mittenstellung und ermöglichen eine horizontale Auslenkung. Gleichzeitig sind die Achslenker 12 in der ver tikalen Ebene als Reibungsdämpfer wirksam. Dabei bestimmt der Winkel α das Verhältnis der Dämpfung und der Rückstellkräfte zwischen der Radialeinstellung und der Querverschiebung des Laufradsatzes 4 und die Größe der Vorspannung, die Dämpfung der horizontalen Auslenkung und der vertikalen Einfederung des Laufradsatzes 4. Die horizontale und vertikale Dämpfung des Laufradsatzes 4 ist mit der Veränderung des wirksamen He belarmes der Achslenker 12 über die vertikale Einfederung wegabhängig und damit lastabhängig. Dabei ist die Lastab hängigkeit durch die Länge der Federblätter 13 und 13′ beein flußbar.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird mit einfachen techni schen Mitteln die horizontale Auslenkung und Mitteneinstel lung sowie die horizontale und vertikale Dämpfung des Lauf radsatzes 4 unabhängig von der Charakteristik der Vertikal federung in einem einfachen und kostengünstigen Funktions element realisiert. Durch eine definierbare Winkelstellung und Vorspannung der Achslenker 12 sind für die jeweiligen Laufwerksausführungen und deren Laufgeschwindigkeitsbereiche optimale Laufparameter erreichbar. Darüber hinaus wird durch die Einstellbarkeit der Achslenker 12 durch entsprechende Beilagen oder Stellschrauben eine Korrekturmöglichkeit für die Parallelstellung der Laufradsätze 4 im Fahrgestellrahmen 1 geschaffen.

Die hier dargestellten Ausführungen sind nur beispielhaft. So ist eine Anwendung der Erfindung nicht auf Drehgestelle be grenzt. Es ist auch möglich, die Reibfläche 10 in die Führungsfläche 7 des Achslagers 3 einzuordnen, sofern für den Achslenker 12 der notwendige Konstruktionsraum vor handen ist.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen zur Patentanmeldung

1 Fahrgestellrahmen
2 Schraubenfeder
3 Achslager
4 Laufradsatz
5 Achslagerführung
6 Federspindel
7 Führungsfläche
8 Führungsfläche
9 Innenseite
10 Reibfläche
11 Achsmittellinie
12 Achslenker
13 Federblatt
14 Federkeil
15 Aufnahmetasche
16 Reibteil
17 Federkappe

Claims

1. Laufwerk für Schienenfahrzeuge mit einem horizontal auslenk baren und auf die horizontale Mittenstellung orientierten Laufradsatz, wobei der Fahrgestellrahmen über Schraubenfe dern auf den Achslagern abgestützt ist und die Achslager zum Fahrgestellrahmen einen begrenzten Bewegungsraum auf weisen und mit Reibungsdämpfern beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Achslager (3) und Fahrgestell rahmen (1) annähernd vertikale einseitig gehaltene, annähernd in Fahrzeuglängsrichtung federbelastet ausschwingbare Achs lenker (12) und annähernd vertikale parallel oder in einem spitzen Winkel zur Achsmittellinie (11) verlaufende Reib flächen (10) angeordnet sind, mit denen die Achslenker (12) unter Vorspannung korrespondieren.

2. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Achslenker (12) dem Fahrgestellrah men (1) und die Reibflächen (10) dem Achslager (3) zuge ordnet sind.

3. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Achslenker (12) dem Achslager (3) und die Reibflächen (10) dem Fahrgestellrahmen (1) zugeordnet sind.

4. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Achslenker (12) durch Feder blätter (13; 13′) gebildet sind.

5. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Achslenker (12) durch ein seitig angelenkte federbelastete Hebel gebildet sind.

6. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anpruch 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Achslenker (12) je Achslager (3) paarweise angeordnet sind.

7. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Achslenker (12) je Achslager (3) einseitig angeordnet und mit an der gegenüberliegenden Seite des Achslagers (3) angeordneten bekannten Führungs- und/oder Dämpfungseinrichtungen kombiniert sind.

8. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Reibflächen (10) Reibbeläge aufweisen.

9. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Reibflächen (10) gewölbt aus gebildet sind.

10. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Schraubenfedern (2) zwischen balligen oder elastisch gelagerten Federkappen (17) ange ordnet sind.

11. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß der Ausschwingbereich der Achs lenker (12) durch Anschläge begrenzt ist.

12. Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Achslenker (12) über Beilagen oder Stellschrauben einstellbar sind.