DE559342C - Waelzlagerartig ausgebildete seitliche Stuetzlager zwischen dem Wagenkasten und dem Laufwerk von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

Die meisten Fahrzeuge besitzen im Laufwerk eine Federung, welche ausschließlich oder überwiegend senkrechte wirkende Kräfte aufnimmt.

Waagerechte Stöße quer zur Fahrtrichtung oder Drehstöße werden verhältnismäßig wenig abgefedert, obwohl sie bei gespurten Fahrzeugen, also besonders Eisenbahnen, recht beträchtlich sein können. Meist begnügt man sich damit, den Fahrzeugkörper an den Enden der Laufwerksblattfedern mit kurzen Pendelgliedern aufzuhängen, die einen geringen Verschiebeweg des Wagenkörpers gegenüber dem Laufwerk gestatten. Aber die Rückführkräfte in die Mittellage und die begrenzenden Anschläge rufen im allgemeinen ruckartige unangenehme Schläge hervor, sogar bei Schnellzugswagen mit Drehgestellen, die für die Querbewegung besondere Wiegen an längeren Pendelstangen haben. Durch waagerechte wirkende Rückführfedern bei Wagenkörpern, die auf Gleitflächen des Laufwerksrahmens aufruhen, kann einiges gebessert werden. Immer aber pflanzt sich bei allen diesen Anordnungen das Dröhnen, Klirren und Zittern sehr unangenehm vom Laufwerk auf den Wagenkörper fort, selbst wenn die großen Stöße durch Federn oder Pendel gemildert sind. Man ordnet deshalb vielfach in der Eisenkonstruktion des Wagenbodens eine Zwischenlage von Gummiplatten an, welche jene Schwingungen dämpft.

Ferner gibt es einige Lösungen, bei denen der Fahrzeugkörper sich auf dem Laufwerksgestell mit Hilfe von Rollen oder Kugeln wälzend bewegen kann. Obwohl diese Bauarten schon lange bekannt sind, haben sie bisher kaum Bedeutung erlangt, da sie nicht auf alle Bewegungsverhältnisse zwischen Wagenkasten und Laufwerksgestell in geeigneter Weise Rücksicht nehmen, denn größtenteils sind die Wälzkörper aus Metall und bewegen sich auf metallischen Flächen und mildern so in keiner Weise die störenden Geräusche. Vor allem aber wirken auch bei diesen Lösungen die Rückstellkräfte allgemein hart, so daß im Wagenkasten unangenehme Stöße auftreten. Wenn man aber früher hier und da an weichelastische Körper zwischen Wagenkasten und Laufwerk gedacht hat, tat man es ohne richtige Aufgabenverteilung unter diesen Zwischengliedern und den übrigen Verbindungen zwischen Laufwerk und Wagenkasten, wie Federn und Gehänge.

Durch die vorliegende Erfindung soll nun mit Hilfe von Wälzkörpern, die zwischen Fahrzeugkörper und Laufwerk gelagert sind, eine möglichst zweckmäßige Lagerung für den Wagenkörper von auf Schienen laufen-

den Fahrzeugen gegenüber dem Laufwerk erzielt werden.

In der Senkrecht- und Querrichtung hat das Gesamtfahrzeug gegen den festen Boden wegen der gespurten Räder keine Ausweichbeweglichkeit bei harten Stoßen, und man muß deren Wirkung durch große Nachgiebigkeit und weiche Federung des Wagenkörpers von den Insassen fernhalten. ίο Während lotrechte Stöße der Achse durch die vorhandene Federung verarbeitet werden, sollen waagerechte Querstöße oder Drehstöße gemäß vorliegender Erfindung durch eine besondere Lagerung ausgeglichen werden. Zwisehen dem Fahrzeugkörper und dem Laufwerk sind wälzlagerartig ausgebildete, in Quer- und in Drehrichtung bewegliche Stützlager mit elastischen, stoß dämpfenden Wälzkörpern oder Wälzbahnen vorgesehen. Diese sollen durch ihre Bewegung und ihre Eigenverformung die Stoßkräfte zum Teil vernichten und durch ihre Gestalt den Fahrzeugkörper durch die Eigenschwere selbsttätig in die Mittellage zurückbringen. Demgegenüber werden Längskräfte, also solche in Fahrtrichtung, zwischen Wagenkasten und Laufwerk unter Umgehung der Wälzkörper unmittelbar übertragen. Die Verbindung zwischen Fahrzeugkörper und Laufwerk in Längsrichtung kann in bekannter Weise durch Achsschenkel, Drehgestellzapfen und Wiege, Parallelogramm- oder Deichsellenker erfolgen.

Die Erfindung ist in den Abbildungen für verschiedene Arten von Eisenbahnfahrzeugen dargestellt. Abb. 1 und 2 zeigen in Seiten- und Stirnansicht eine quer bewegliche Einzellaufachse 20 unter dem Wagenkörper 21. Letzterer stützt sich mittels der Gummiwälzkörper 22 auf einen Laufwerksrahmen 23, welcher mittels der üblichen Tragfedern 24 auf den Achslagerbuchsen 25 der Laufachse 20 ruht. Die Achsbuchsen 25 sind in Gabeln 20 am Wagenkörper 21 in der Fahrtrichtung geführt, können sich aber quer zur Fahrtrichtung verschieben. Dabei rollt der Wagenkörper 21 auf den Gummiwälzkörpern 22. Letztere können hier einfache Kreiszylinder sein. Die Rückführkräfte zur Mittellage hin werden von den Gummiwälzkörpern 22 in Verbindung mit ihren muldenartigen Wälzbahnen ausgeübt. Infolge der Muldengestalt der Wälzbahnen 28, 29 (Abb. 2) wird der Wagenkasten sanft abgefangen, bevor er in die entgegengesetzte Richtung schwingt.

Die Wälzbahnen tonnen, wie in der Abb. 3 dargestellt, von der Mittellinie aus gewölbt sein. Dann verläuft die Kurve der Rückführkräfte geradlinig wie bei Federn. Durch andere Formgebung der Wälzbahnen kann auch jeder andere Kurvenverlauf erzielt werden. Wenn die Wälzbahnen anfangs sanftef, später immer steiler ansteigen, werden die Rückstellkräfte sich wie bei den Schrägpendeln der Drehgestellwiegen, von Schnellzugwagen verhalten. Es kann auch, wie Abb. 4 zeigt, eine Rollfläche 28 eben und nur die zweite, 29, gewölbt ausgebildet sein. Auch beiderseits ebene Rollbahnen 28 und 29 können Rückführkräfte liefern, wenn man gemaß Abb. 5 (Mittellage) und Abb. 6 (seitliche Auslenkung) den Wälzkörper nicht als Kreis-, sondern als Ellipsenzylinder 30 ausbildet. Zwischen diesen verschiedenen Formen sind natürlich vielerlei Übergangsformen sowie die verschiedensten Zusammenstellungen untereinander möglich.

Wichtig ist bei allen diesen Lagerungen, daß sich der Wälzkörper 22 nicht gleitend auf den Rollbahnen 28 und 29 einseitig verschieben kann, sonst kommt er an unrechter Stelle zum Endanschlag. Zu diesem Zweck können die Wälzkörper 22 mit quer zur Wälzrichtung liegenden Riefen, Zähnen oder Warzen versehen sein, die in entsprechende Vertiefungen in den Rollflächen kraftschlüssig eingreifen, wie dies beispielsweise in Abb. 3 gezeigt ist. Auch Rollenkäfige nach Art der von Wellenlagern her bekannten Käfige können diesem Zweck dienen.

Es ist nicht nötig, daß gerade die Wälzkörper aus elastischem stoß dämpfendem Baustoff hergestellt sind, ebensogut können die Wälzkörper 22 hart, etwa aus Stahl, und dafür die Wälzbahnen 28 und 29 elastisch, etwa aus Gummi, sein, endlich können sämtliche Teile elastisch ausgebildet sein.

Eine andere Gestaltung des Erfindungsgedankens zeigt Abb. 7. Hier sind an sich bekannte hohle Wälzkörper 31 vorgesehen, die pneumatikartig mit Preßluft gefüllt sein können. Will man bei dieser Ausführung . · den Innendruck aller Wälzkörper selbsttätig gleich groß halten und womöglich während des Betriebes regeln, so steht nichts im Wege, ihre Innenräume durch biegsame Rohrleitungen 32 (Schläuche) zu verbinden und an ein Preßluftnetz anzuschließen (s. Abb. 8). Denn die Verschiebe- und Drehwege der Wälzkörper sind so mäßig, daß die Formänderungen solcher Leitungen 32 erträglich bleiben. Auch kann es zweckmäßig sein, den arbeitenden Rauminhalt der Druckluft über das Innenmaß der Wälzkörper hinaus zu vergrößern; dazu dient gemäß Abb. 9 ein fester und festeingebauter nachfüllbarer Preßluftbehälter 33, an welchen die Innenräume der hohlen Wälzkörper 31 mittels der biegsamen Leitungen 32 angeschlossen sind. Selbstverständlich können auch umgekehrt eine oder beide iao fest eingebauten Wälzbalinkörper hohl ausgeführt und preßluftbeschickt sein, die Wälz-

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körper können dann gegebenenfalls voll bleiben.

Je nach der Bauart des Laufwerks wird die Form der Wälzkörper verschieden sein. Handelt es sich um leichtere Fahrzeuge mit mehrachsigen Drehgestellen, kann das Wälzsystem auch bestehen aus mehreren nebeneinanderliegenden Druckkugeln mit nach ihren Enden breiter werdenden Wälzbahnen,

ίο wie Abb. 12 und 13 zeigen. Kugeln als Stützkörper machen in diesem Falle auch eine allseitig nachgiebige Fassung des Drehzapfens 35 in gummigepolstertem, möglicherweise auch pneumatikunterlegtem Lager möglieh, so daß damit alle Verbindungen zwischen Wagenkörper und Laufwerk weichelastisch gedämpft sind.

Bei Deichsellaufgestellen 37, wie sie in Abb. 10 (Grundriß) und 11 (Aufriß) dargestellt sind, sind die Wälzkörper als Kegel 36 auszubilden. Auch hier können die Bahnen der Wälzkörper 36 derart gewölbt ausgebildet sein, daß durch sie Rückführkräfte in Gleichgewichtslage ausgeübt werden.

Kugeln als Wälzkörper kommen überall dort in Frage, wo sich die Wälzkörper nicht in einer einzigen Richtung bewegen, sondern wo aus der Mittelstellung mehrere Bewegungsrichtungen möglich sind. Ein Beispiel hierfür ist das in Abb. 12 (Grundriß) und 13 -(Aufriß) dargestellte Drehgestell 34 mit Ouerbeweglichkeit des Drehzapfens 35, welcher zu diesem Zweck in einem im Drehgestell 34 linear geführten querverschiebbaren Klotz 38 sitzt. Da der Klotz 38 gegenüber dem Wagenkörper 21 Drehbewegungen um den Zapfen 35 und gegenüber dem Drehgestell geradlinige Querverschiebungen in seiner Führung 39 ausführen kann, müssen die Wälzkörper sich auf Flächen bewegen. Die Kugeln 40 dürfen zum gleitungsfreien Eingriff mit den Rollflächen 41 und 42 keine lineare Oberflächenriefen haben, sondern müßten nach Art der Waffelmuster kreuzweise Zahnung oder Einzelwarzen bzw. -Vertiefungen haben. Der Drehzapfen 35 sitzt hier in einem Lager, welches allseitig durch ein weichelastisches Gummikissen 43 umfaßt ist. Die Verschiebungen der Drehzapfen 35 außer Mitte, welche bei Stoßen infolge Nachgiebigkeit des Kissens 43 auftreten, sind für die Stützkugeln 40 unbedenklich, weil sie Rollbewegungen nach allen Richtungen ausführen können.

Freilich gibt es auch Fälle mit Wälzbewegungsmöglichkeit nach mehreren Richtungen, in denen man noch mit Zylindern oder Kegeln auskommt, sofern man die Formänderung des elastischen Baustoffs (Gummi) heranzieht. Ein Beispiel dafür zeigen die Abb. 14 und 15 (Grundriß und Aufriß) an einem "Laufwerk23 mit Parallellenkern44, welche eine Querbeweglichkeit der Laufachse ohne radiale Schrägstellung gestatten, was z. B. für Fahrzeuge auf kurvenarmen Gleisstrecken hinreicht. Außer der reinen Querverschiebung haben hier die Wälzkörper auch noch eine geringe Verschiebung in Richtung der Wagenlängsachse herzugeben, die von der Kreisbogenhöhe des Lenkerweges herrührt. Die Wälzkörper sind daher Kreiszylinder 45 mit tiefen Teilungskerben 46, welche den Zylinder gewissermaßen in eine Reihe flacher Scheiben auflösen, die nur mit schwacher Achse zusammenhängen. Auf diese Weise kann sich die Wälzfläche 47 gegenüber der Wälzfläche 48 in Längsrichtung ein wenig verschieben (Abb. 16), ohne daß der elastische Walzenbaustoff überbeansprucht wird. Nötigenfalls kann die Auflösung des Wälzkörpers noch weiter getrieben werden durch kreuzweise verlaufende Kerben.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Wälzlagerartig ausgebildete seitliche Stützlager zwischen dem Wagenkasten und dem Laufwerk von Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die infolge Belastung durch die lotrecht wirkenden Kräfte selbsttätig in die Mittellage zurückkehrenden Wälzlager mit Wälzkörpern (22, 30, 31, 36, 40, 45) bzw. mit Wälzbahnen (28, 29, 41, 32, 47, 48) aus elastischem stoß dämpfendem Werkstoff versehen sind.

2. ■ Seitliche Stützlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Wälzkörper (22 bzw. 30, 36, 40) mit Einlagen aus Fasermaterial zwecks besserer Aufnahme von Zugspannungen versehen sind.

3. Seitliche Stützlager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper und die Wälzbahnen (22, 28, 29) mit quer zur Wälzrichtung liegenden Erhöhungen und Vertiefungen ineinandergreifen (Abb. 3).

4. Seitliche Stützlager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper durch in der Wälzrichtung angeordnete Tiefkerbungen (46) in zusammenhängende Teil wälzkörper (45) aufgelöst sind, um eine elastische Nachgiebigkeit bei Verschiebungen der beiden Wälzbahnen (47 und 48) abweichend von der Wälzrichtung sicherzustellen (Abb. 16 bis 18).

5. Seitliche Stützlager nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als preßluftgefüllte Hohlkörper ausgebildete Wälzkörper (31) zwecks Ausgleichs des

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Innendrucks gruppenweise durch Schlauchleitungen (32) miteinander verbunden sind (Abb. 7 und 8).

6. Seitliche Stützlager nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen, gruppenweise miteinander vefbundenen Wälzkörper (31) durch Schlauchleitungen (32) ständig an einen nachfüllbaren Preßluftbehälter (33) angeschlossen sind (Abb. 9).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen