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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Triebwagen-Drehgestell und spezieller
ein Triebwagen-Drehgestell mit einem Seitenträger-Achshalter, der eine Verschleißplatte
aus Gusseisen aufweist, die so eingerichtet ist, dass sie mit einem
Reibkeil und einem Sattel mit einem einstellbaren und abnehmbaren
Wippelement und einem abnehmbaren Verbindungsarm in Eingriff kommt.
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Triebwagen-Drehgestelle
weisen ein Paar voneinander beabstandete, im Allgemeinen parallele Seitenträger auf,
die durch einen quer gerichteten Wiegenträger verbunden sind. Jeder Seitenträger weist
einen Achshalter an jedem Ende auf, der so eingerichtet ist, dass
er durch eine Anordnung aus Sattel und Rad verbunden ist. Mehrere
Federn erstrecken sich zwischen dem Sattel und dem Seitenträger, so
dass der Seitenträger
elastisch auf dem Sattel gelagert wird. Zwischen dem Sattel und
dem Seitenträger
sind Reibkeile angeordnet, um eine vertikale, seitliche und längsgerichtete
Bewegung des Seitenträgers
mit Bezug auf den Sattel zu dämpfen.
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Ein
Beispiel eines Triebwagen-Drehgestells, das Seitenträger mit
Achshaltern an jedem Ende hat, die so eingerichtet sind, dass sie
durch eine Anordnung von einem Sattel zu einem Rad verbunden sind, ist
in der Druckschrift
US-3 394
662 offenbart.
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Die
Druckschrift
US-5 450 799 offenbart
eine alternative Ausführung
eines Drehgestell-Achshalters.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird ein
Achshalter eines Seitenträgers
für ein
Triebwagen-Drehgestell bereitgestellt, wie er in den begleitenden
Ansprüchen
beschrieben ist.
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Es
wird außerdem
eine Baugruppe aus Sattel und Achshalter bereitgestellt, wie ferner
im Anspruch 7 beschrieben ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfasst einen Achshalter eines Seitenträgers für ein Triebwagen-Drehgestell
mit einem ersten und einem zweiten Reibkeil, in dem der Achshalter
eine erste Achshalterbacke mit einer ersten Innenfläche und eine
zweite Achshalterbacke mit einer zweiten Innenfläche aufweist. Ein erstes Verschleißelement
ist an der ersten Fläche
der Achshalterbacke angebracht und weist eine vordere Reibfläche auf,
die so eingerichtet ist, dass sie mit einem ersten Reibkeil in Eingriff
kommt. Ein zweites Verschleißelement
ist an der zweiten Fläche
der zweiten Achshalterbacke angebracht und weist eine vordere Reibfläche auf,
die so eingerichtet ist, dass sie mit einem zweiten Reibkeil in
Eingriff kommt. Das erste Verschleißelement und das zweite Verschleißelement
sind aus einem Material mit einem kinetischen Reibungskoeffizienten
von ungefähr
0,15 mit Stahl wie z. B. Gusseisen ausgebildet.
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KURZE BESCHREIBUNG DER GEZEICHNETEN FIGUREN
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Es
zeigen:
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1 eine
teilweise Querschnittsansicht eines Triebwagen-Drehgestells der
vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Vorderansicht des Verschleißelements
des Achshalters des Drehgestell-Seitenträgers;
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3 eine
Seitenansicht des Verschleißelements
entlang der Linie 3-3 von 2;
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4 eine
teilweise Querschnittsansicht des Sattels des Triebwagen-Drehgestells,
das mit einer Ausgleichsscheibe dargestellt wird;
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5 eine
Draufsicht des Sattels des Triebwagen-Drehgestells;
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6 eine
teilweise seitliche Querschnittsansicht des Sattels, wobei die Ausgleichsscheibe entfernt
ist; und
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7 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 von 6.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Das
Triebwagen-Drehgestell 20 gemäß 1 weist
ein Paar voneinander beabstandete und im Allgemeinen parallele Seitenträger 22 (nur
einer ist dargestellt) auf. Die Seitenträger 22 sind miteinander
durch einen quer gerichteten Wiegenträger (nicht dargestellt) verbunden.
Jeder Seitenträger 22 weist einen
Achshalter 24 an jedem Ende auf. Der Achshalter 24 weist
eine erste Achshalterbacke 26 und eine zweite Achshalterbacke 28 auf.
Zwischen der ersten und der zweiten Achshalterbacke 26 und 28 ist ein
Achshalter-Hohlraum 30 ausgebildet. Die erste Achshalterbacke 26 weist
eine geneigte Fläche 32 auf,
wobei die zweite Achshalterbacke 28 eine geneigte Fläche 34 aufweist.
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Ein
Sattel 35 ist so eingerichtet, dass er sich in dem Achshalter-Hohlraum 30 befindet.
Zwischen dem Sattel 35 und dem Achshalter 24 erstrecken
sich mehrere Spiralfedern 36, so dass der Achshalter 24 durch
die Federn 36 elastisch gelagert wird. Ein Lager 37 und
eine Achse 38 eines Radsatzes sind mit dem Sattel 35 so
gekoppelt, dass die Achse 38 mit Bezug auf den Sattel 35 drehbar
ist. Mehrere Reibkeile 39 mit Verschleißflächen, die aus Verbundmaterial
und Stahl oder Eisen mit Nadelgefüge ausgebildet sind, werden
durch eine oder mehrere Federn 36 in Eingriff mit dem Achshalter 24 und
dem Sattel 35 elastisch gespannt, um die vertikale Bewegung
des Achshalters 24 mit Bezug auf den Sattel 35 zu
dämpfen.
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Ein
Verschleißelement 40 ist
abnehmbar an der inneren Fläche
der geneigten Fläche 32 der
ersten Achshalterbacke 28 angebracht, wobei ein zweites
Verschleißelement 40 ebenfalls
an der inneren Fläche
der geneigten Fläche 34 der
zweiten Achshalterbacke 28 angebracht ist. Das Verschleißelement 40,
am besten in 2 zu sehen, weist eine im Allgemeinen
rechteckige Verschleißplatte 42 mit
einem oberen Rand 44, einem unteren Rand 46 und
jeweils einem voneinander beabstandeten und im Allgemeinen parallelen
ersten und zweiten Seitenrand 48 und 50 auf, die
sich zwischen dem oberen und dem unteren Rand 44 und 46 erstrecken.
Die Verschleißplatte 42 weist
eine im Allgemeinen planare vordere Reibfläche 52 und eine im
Allgemeinen planare hintere Reibfläche 54 auf, die zur
Reibfläche 52 im
Allgemeinen parallel liegt. Die Verschleißplatte 42 weist eine oder
mehrere Öffnungen 56 auf,
die konisch oder durch Senkbohrung ausgeführt sein können. Die Verschleißplatte 42 ist
vorzugsweise aus Gusseisen ausgebildet, das einen kinetischen Reibungskoeffizienten
von ungefähr
0,15 mit Stahl oder Eisen mit Nadelgefüge hat.
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Das
Verschleißelement 40 weist
außerdem ein
Trägerelement 60 auf,
das an der hinteren Oberfläche 54 der
Verschleißplatte 42 durch
Klebstoff oder dergleichen angebracht sein kann. Das Trägerelement 60 erstreckt
sich im Allgemeinen flächengleich
mit der hinteren Oberfläche 54.
Das Trägerelement 60 ist
vorzugsweise aus einer Lage aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) ausgebildet,
die ungefähr
einen Millimeter dick ist. Das Trägerelement 60 weist eine äußere Oberfläche 62 und
eine oder mehrere Öffnungen 64 auf,
die jeweils mit den Öffnungen 56 der
Verschleißplatte 42 ausgerichtet
sind. Das Trägerelement 60 ist
so eingerichtet, dass es angrenzend an die geneigte Fläche 32 oder 34 des
Achshalters 24 platziert wird, um jegliche Oberflächenunregelmäßigkeiten
in der Gussfläche
der geneigten Flächen 32 und 34 aufzunehmen,
wobei dadurch ein guter Paarungssitz zwischen der hinteren Oberfläche 54 der Verschleißplatte 42 und
den geneigten Flächen 32 und 34 bereitgestellt
wird. Das Trägerelement 60 reduziert
oder dämpft
jedes Geräusch,
das ansonsten zwischen dem Passsitz der Verschleißplatte 42 mit dem
Achshalter 24 erzeugt werden kann.
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Das
Ausbilden der Verschleißplatte 42 aus Gusseisen,
welches einen kinetischen Reibungskoeffizienten von ungefähr 0,15
mit dem Stahl oder Eisen mit Nadelgefüge des Reibkeils 39 hat,
fördert
im Gegensatz zum Ausbilden der Verschleißplatte 42 aus Stahl,
welcher einen kinetischen Reibungskoeffizienten von ungefähr 0,30
mit dem Stahl oder Eisen mit Nadelgefüge des Reibkeils 39 hat,
die Erzeugung einer niedrigeren Achszentrierkraft. Achszentrierkräfte wirken
horizontal auf die Mitte der Achse bei Krümmungen im Bahngleis und werden
durch Oberflächenkräfte zwischen dem
Reibkeil 39 und der Verschleißplatte 40 erzeugt.
Wenn die Achszentrierkraft gesenkt werden kann, werden die an der
Schnittstelle Rad/Schiene erzeugten Kräfte, die nötig sind, um die Achse zu bewegen,
ebenfalls niedriger, wobei eine Selbststeuerung des Rades unterstützt wird.
Niedrigere Selbststeuerungskräfte
sind besonders im beladenen Zustand erforderlich. Ein hoher Widerstand gegen
die Selbststeuerung kann durch die Verwendung von Stahl-Verschleißplatten
bewirkt werden. Zusätzlich
hat die Verschleißplatte 42 aus
Gusseisen eine bessere Dämpfungskapazität als eine
Stahl-Verschleißplatte,
was die Aufhängung
weniger anfällig für die Erzeugung
von Geräuschen
macht.
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Der
Sattel 35 des Triebwagen-Drehgestells 20 erstreckt
sich, wie am besten in 4 zu sehen ist, zwischen einem
ersten Ende 70 und einem zweiten Ende 72. Der
Sattel 35 weist eine Mittelsäule 74 mit einem im
Allgemeinen horizontalen Dach 76, einer ersten Seitenwand 78,
die sich vom Dach 76 nach unten zu einem unteren Ende 80 erstreckt,
und einer zweite Seitenwand 82 auf, die sich vom Dach 76 nach
unten zu einem unteren Ende 84 erstreckt. Die zweite Seitenwand 82 ist
von der ersten Seitenwand 78 beabstandet, wobei ein Hohlraum 86 dazwischen
gebildet wird. Ein horizontaler erster Sockel 88 erstreckt
sich vom unteren Ende 80 der ersten Seitenwand 78 nach
außen
zum ersten Ende 70 des Sattels 35. Ein horizontaler
zweiter Sockel 90 erstreckt sich vom unteren Ende 84 nach
außen
zum zweiten Ende 72 des Sattels 35. Jeder Sockel 88 und 90 ist
so eingerichtet, dass er mit dem unteren Ende einer Feder 36 gemäß 1 in
Eingriff kommt und diese trägt.
Das Dach 76 weist einen Dachhohlraum 92 auf, der
mit dem Hohlraum 86 in Verbindung steht.
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Wie
am besten in 4, 6 und 7 zu sehen
ist, weist das untere Ende 80 der ersten Seitenwand 78 eine
Tasche 94 auf, wobei das untere Ende 84 der zweiten
Seitenwand 82 eine Tasche 95 aufweist. Jede Tasche 94 und 95 weist
eine vertikale und im Allgemeinen planare hintere Wand 96,
eine horizontale und im Allgemeinen planare obere Wand 98,
eine vertikale, im Allgemeinen planare erste Seitenwand 100 und
eine vertikale und im Allgemeinen planare zweite Seitenwand 102 auf.
Die erste Seitenwand 100 ist von der zweiten Seitenwand 102 beabstandet
und liegt im Allgemeinen parallel dazu. Die Taschen 94 und 95 stehen
mit dem Hohlraum 86 in Verbindung. Jede Tasche 94 und 95 ist
an ihrem unteren Ende, das ihrer oberen Wand 98 gegenüberliegt,
offen. Die erste Tasche 94 bildet ein paar gegenüberliegende
Flügelelemente 104 am
unteren Ende 80 der ersten Seitenwand 78 an jeder
Seite der Tasche 94. Die zweite Tasche 95 bildet
ein paar gegenüberliegende
Flügelelemente 106 an
jeder Seite der Tasche 95 am unteren Ende 84 der
zweiten Seitenwand 82. Eine Gewindebohrung 108 erstreckt sich
vertikal nach oben durch die obere Wand 98 der Tasche 94 in
die erste Seitenwand 78. Eine Gewindebohrung 110 erstreckt
sich vertikal nach oben durch die obere Wand 98 der Tasche 95 in
die zweite Seitenwand 82.
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Der
Sattel 35 weist ein selektiv abnehmbares Verbindungselement 120 auf.
Das Verbindungselement 120 erstreckt sich im Allgemeinen
linear zwischen einem ersten Ende 122 und einem zweiten Ende 124.
Das erste Ende 122 weist eine Öffnung 126 auf, wobei
das zweite Ende 124 eine Öffnung 127 aufweist.
Das erste Ende 122 weist, wie am besten in 6 zu
sehen ist, eine im Allgemeinen vertikale und planare Stirnwand 128 auf,
die so eingerichtet ist, dass sie mit der hinteren Wand 96 der
ersten Tasche 94 der ersten Seitenwand 78 in Eingriff kommt.
Das erste Ende 122 des Verbindungselements 120 weist
außerdem
eine im Allgemeinen horizontale und planare obere Wand 130 auf,
die so eingerichtet ist, dass sie mit der oberen Wand 98 der ersten
Tasche 94 der ersten Seitenwand 78 in Eingriff kommt.
Das zweite Ende 124 des Verbindungselements 120 weist,
wie am besten in 4 zu sehen ist, eine vertikale
und im Allgemeinen planare Stirnwand 132 auf, die so eingerichtet
ist, dass sie mit der hinteren Wand 96 der zweiten Tasche 95 der
zweiten Seitenwand 82 in Eingriff kommt. Das zweite Ende 124 des
Verbindungselements 120 weist außerdem eine horizontale und
im Allgemeinen planare obere Wand 134 auf, die so eingerichtet
ist, dass sie mit der oberen Wand 98 der zweiten Tasche 95 in
Eingriff kommt. Wie am besten in 7 zu sehen
ist, ist der Mittelteil des Verbindungselements 120 im
Allgemeinen I-förmig.
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Das
erste Ende 122 des Verbindungselements 120 wird
in die erste Tasche 94 der ersten Seitenwand 78 des
Sattels 35 so eingesetzt, dass die Stirnwand 128 mit
der hinteren Wand 96 der ersten Tasche 94 in Eingriff
kommt, und so, dass die vertikale Öffnung 126 mit der Öffnung 108 in
der oberen Wand 98 der Tasche 94 ausgerichtet
ist. Eine Befestigungseinrichtung 136 wie ein Bolzen wird
durch das erste Ende 122 des Verbindungselements 120 in
die Sattelbohrung 108 der oberen Wand 98 eingesetzt. Das
zweite Ende 124 des Verbindungselements 120 wird
in die zweite Tasche 95 der zweiten Seitenwand 82 des
Sattels 35 eingesetzt, so dass die Stirnwand 132 mit
der hinteren Wand 96 der zweiten Tasche 95 in
Eingriff kommt. Die vertikale Öffnung 127 am
zweiten Ende 124 des Verbindungselements 120 ist
mit der Bohrung 110 in der oberen Wand 98 der
zweiten Tasche 95 ausgerichtet, wobei eine Befestigungseinrichtung 138 dort
hindurch platziert wird.
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Die
Länge des
Verbindungselements 120 zwischen den Stirnwänden 128 und 132 ist
so, dass das Verbindungselement 120 auf Grund der Anwendung
eines Festsitzes eng zwischen die hinteren Wände 96 der ersten
Tasche 94 und der zweiten Tasche 95 passt und
daran angepasst ist. Das Verbindungselement 120 wird während des
Betriebs durch die Lasten, die von den Federn 36 auf die
Sockel 88 und 90 des Sattels 35 aufgebracht
werden, unter Druck gesetzt. Die Befestigungseinrichtungen 136 und 138 wirken
nicht so, dass sie eine beliebige Scherlast oder Scherkraft zwischen
dem Verbindungselement 120 und der ersten und der zweiten Seitenwand 78 und 82 des
Sattels 35 übertragen.
Die Lasten von der ersten und der zweiten Seitenwand 78 und 82 werden
zum Verbindungselement 120 durch den Eingriff mit den Stirnwänden 128 und 132 des
Verbindungselements 120 übertragen. Die Befestigungseinrichtungen 136 und 138 werden
festgezogen, um einen Druckkegel zwischen dem Ende des Verbindungselements 120 und
den oberen Wänden 98 der
Taschen 94 und 95 des Sattels 35 aufzubringen.
Daher wird das Verbindungselement 120 mit den Satteltaschen
zu jeder Zeit an den Wänden 96 und 98 der
Taschen 94 und 95 des Sattels 35 in Kontakt
gehalten.
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Das
Verbindungselement 120 erleichtert die einfache Wartung
des Triebwagen-Drehgestells 20. Um
den Sattel 35 vom Radsatz zu entnehmen, werden die Befestigungseinrichtungen 136 und 138 entfernt,
wobei dann das Verbindungselement 120 vom Sattel 35 entnommen
wird. Dies wird durch die Verwendung eines Spreizwerkzeugs ausgeführt, das zwischen
den Seitenwänden 78 und 82 wirkt,
so dass die hinteren Taschenwände 96 auseinander
bewegt werden, um den Festsitz der Enden des Verbindungselements 120 über den
Wänden 128 und 132 unwirksam
zu machen. Sobald das Verbindungselement 120 entfernt ist,
können
dann der Sattel 35, die Federn 36 und der Seitenträger 22 nach
oben vom Radsatz weg angehoben werden, um die Durchführung der
Wartung zu ermöglichen.
Der Sattel 35, die Federn 36 und der Seitenträger 22 werden
während des
Anhebens durch Haltebolzen 142 zusammengehalten.
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Gemäß 1 wird
der Sattel 35 auf dem Lager 37 und der Achse 38 des
Radsatzes durch ein Wippelement 150 gelagert. Das Wippelement 150 weist
eine obere Wand 152 auf, die im Allgemeinen planar ist
und die so eingerichtet ist, dass sie in den Dachhohlraum 92 des
Daches 76 des Sattels 35 eingesetzt wird. Das
Wippelement 150 weist außerdem eine untere Wand 154 auf,
die so eingerichtet ist, dass sie mit dem Lager 37 in Eingriff
kommt. Das Wippelement 150 weist mehrere Gewindebohrungen auf,
die sich in das Wippelement 150 durch die obere Wand 152 erstrecken.
Ein Trägerelement 158 ist
zwischen dem Wippelement 150 und dem Dach 76 des Sattels 35 im
Dachhohlraum 92 angeordnet, um jegliche Guss- oder Schmiede-Oberflächenunregelmäßigkeiten
in der Oberfläche
des Daches 76 aufzunehmen. Das Trägerelement 158 ist
vorzugsweise eine ungefähr
einen Millimeter dicke Lage aus PTFE. Das Trägerelement 158 verringert
oder dämpft
außerdem Geräusche, die
ansonsten zwischen dem Wippelement 150 und dem Sattel 35 erzeugt
werden können. Das
Wippelement 150 ist abnehmbar am Dach 76 des Sattels 35 durch
mehrere Gewinde-Befestigungseinrichtungen 160 angebracht,
die sich durch Öffnungen
im Dach 76 erstrecken und durch Gewinde mit den Bohrungen 156 im
Wippelement 150 in Eingriff kommt.
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Die
mechanische Befestigung des Wippelements 150 am Dach 76 des
Sattels 35 durch die Befestigungseinrichtungen 160 macht
es möglich,
dass das Wippelement 150 leicht und schnell ausgetauscht
wird, wenn das Wippelement verschleißt oder beschädigt ist.
Zusätzlich
macht es gemäß 4 die
mechanische Befestigung des Wippelements 150 am Dach 76 auf
Wunsch außerdem
möglich,
eine Ausgleichsscheibe 162 zwischen der oberen Wand 152 des
Wippelements 150 und dem Trägerelement 158 zu
platzieren, das sich im Dachhohlraum 92 des Daches 76 befindet.
Die Ausgleichsscheibe 162 weist mehrere Öffnungen
auf, durch die sich die Befestigungseinrichtungen 160 vom
Dach 76 in die Bohrungen 156 des Wippelements 150 erstrecken
können.
Die Ausgleichsscheibe 162 weist eine obere Wand 164,
die so eingerichtet ist, dass sie mit dem Trägerelement 158 in
Eingriff kommt, und eine untere Wand 166 auf, die so eingerichtet
ist, dass sie mit der oberen Wand 152 des Wippelements 150 in Eingriff
kommt. Die Ausgleichsscheibe 162 kann eine Dicke bis zu
ungefähr
achtzehn bis zwanzig Millimeter zwischen der oberen Wand 164 und
der unteren Wand 166 haben. Die Fähigkeit, eine Ausgleichsscheibe 162 mit
einer gewünschten
Dicke zwischen dem Wippelement 150 und dem Trägerelement 158 des
Daches 76 zu platzieren, macht es möglich, dass die Höhe des Sattels 35 und
seiner angrenzenden Teile eingestellt werden kann, um eine übermäßige Radabnutzung
und vertikale Federbewegung aufzunehmen, die ansonsten bewirken
würden,
dass die Puffermitten der Wagengehäuse die Maßtoleranzen verlassen.
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Es
wurden verschiedene Merkmale der Erfindung in Verbindung mit den
veranschaulichten Ausführungsbeispielen
der Erfindung speziell dargestellt und beschrieben, wobei es jedoch
verständlich sein
muss, dass diese speziellen Anordnungen lediglich veranschaulichen
und dass die Erfindung in ihrer vollsten Auslegung in den Begriffen
der beigefügten Ansprüche angegeben
werden soll.