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Die vorliegende Erfindung betrifft
Triebwagendrehgestellanordnungen und genauer eine Anordnung der
Stege zwischen den Seitenrahmen und dem Wiegenträger einer Triebwagendrehgestellanordnung.
Insbesondere an jedem Schnittpunkt der Seitenrahmen mit dem Wiegenträger neben
dem Reibungsschuh-Verschleißplattenschnittpunkt
sind die gegenüber
liegenden Stege bei einer Spalttrennungsentfernung von weniger als
vier Zehntel Zoll (10,16 mm) angeordnet. Die Anordnung des Drehgestells
mit dieser Begrenzung führt
zu einer Begrenzung des Drehgestellverzugs mit einer resultierenden
Verbesserung der Schlingerbewegung und der Kurvenfahrtleistung während des
Betriebes des Triebwagens.
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Bei bisherigen Triebwagendrehgestellanordnungen
waren breite seitlich verlaufende Anschlagflächen oder Stege neben der Seitenrahmenverschleißplatte
und Wiegenträger-Reibungsschuhtasche
vorgesehen, um eine Drehung des Wiegenträgers um seine Längsachse,
d. h. Wiegenträgerrotation,
zu verhindern. Darüber
hinaus weist jeder Seitenrahmen der Triebwagendrehgestellanordnung
eine Längsachse
parallel zu der Längsachse
des Drehgestells auf. Die Längsachse
des Wiegenträgers
im Montagezustand schneidet die Längsachsen der Seitenrahmen
und steht orthogonal zu ihnen. Die Rotation des Wiegenträgers um
seine zentrale vertikale Achse, was zu einer winkligen Verlagerung
des Schnittpunktes des Seitenrahmens und der Längsachsen des Wiegenträgers von
ihrem orthogonalen Montagezustand führt, wird als Drehgestellverzug betrachtet.
Diese Wiegenträgerpositionen
gehen von einer winkligen Stellung bezüglich der Seitenrahmen aus,
da der Wiegenträger
im Montagezustand im Allgemeinen orthogonal zu den Seitenrahmen
steht. Die winkligen Stellungen bei der Wiegenträgerrotation und der Verzug
entstanden durch einen zu großen Abstand
zwischen der Seitenrahmenstütze
und dem Wiegenträger.
Bezüglich
des Triebwagendrehgestellverzugs verschlimmert der größere Abstand
die Umstände,
die dazu führen,
dass die Radflansche die Schiene während der Kurvenfahrt in einem
relativ harten Winkel angreifen und dadurch exzessive Lateralkräfte induzieren.
Ist der Stützenwiegenträger Abstand
zu groß,
kann das Schlingern der Drehgestellanordnung verstärkt werden.
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Triebwagendrehgestellschlingern ist
eine anhaltende Instabilität
eines Schienenfahrzeugradsatzes, bei der das Drehgestell mit einer
Oszillationsbewegung die Schiene entlang schlingert, wobei die Radflansche
in der Regel gegen die Schiene schlagen, was zu Radzug und erhöhten, auf
die Schiene wirkenden Lateralkräften
führt.
Bei einem ähnlichen, als
Rautenbewegung bezeichneten Phänomen,
handelt es sich um einen nicht rechteckigen Zustand der Seitenrahmen
und des Wiegenträgers
und es kann vorkommen, dass die Seitenrahmen betriebsmäßig parallel
zueinander bleiben, sich jedoch ein Seitenrahmen zyklisch leicht
vor den anderen bewegt; dies wird auch als "Parallelogramming" oder Verziehen bezeichnet. Verziehen
führt zu
einer Fehlausrichtung der Räder
bezüglich
der Schiene; es ist bei einer Kurvenfahrt ausgeprägter und
führt im
Allgemeinen dazu, dass ein großer
Angriffswinkel auftreten kann. Die Verlagerung oder Rotation des
Wiegenträgers
um die vertikale Wiegenträgerachse,
welche von einer Verstellung der Längsachse bezüglich des
Seitenrahmens begleitet ist, ist ein Zeichen für den Triebwagendrehgestellverzug.
Das Phänomen
des Drehgestellschlingerns, welches eine Hochgeschwindigkeitsbewegungsinstabilität der Schienenfahrzeugradsätze ist,
manifestiert sich in Form des "Parallelogrammings" oder der Rautenbewegung
des Drehgestells. Darüber
hinaus handelt es sich beim Drehgestellschlingern um eine Folge
eines Mangels an Verzugfestigkeit.
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Die oben genannten großen Anschlagflächen wurden
vorgesehen, um eine Rotation des Wiegenträgers im Seitenrahmen zu verhindern,
wodurch die oben genannten Rotationsbewegungen des Wiegenträgers um
seine Längsachse
vermieden wurden, um Flächen
im Gusszustand zu ermöglichen,
richtig zu funktionieren und um den Verschleiß oder die Erosion der Kontaktflächenkanten
von Wiegenträger
und Stützen der
Seitenrahmenwiegenträgeröffnung zu verhindern.
In der Darstellung des US-Patents
Nr. 3,408,955 für
Barber erscheinen die Stege deutlich breiter als die genannten Stege
nach dem bekannten Stand der Technik. In der Praxis weisen diese
Stege eine Breite von 1 3/16 Zoll (30,161 mm) auf (siehe "Association of American
Railroads, Mechanical Division, Manual of Standards and Recommended Practices,
D-II-200.25").
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In ähnlicher Weise war für den Wiegenträger an der
inneren Seite der Seitenrahmenstütze
ein Antirotationsanschlag oder -schuh vorgesehen, um eine Drehung
des Wiegenträgers
im Seitenrahmen zu verhindern, was darüber hinaus die oben erwähnten Rotationsprobleme
des Wiegenträgers
um seine Längsachse
verhindern sollte. Eine für
diese Anschlagschuhanordnung repräsentative Darstellung findet
sich als Standard S-318-78 im "Manual
of Standards and Recommended Practices der Association of American
Railroads, Mechanical Division auf Seite D-119".
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Frühere Ausführungen mit einem schmalen Steg
mit einem breiten Abstand zwischen dem Wiegenträgersteg und dem Steg der Seitenrahmenstütze sind
in dem US-Patent Nr. 2,378,415 für
Light erläutert.
Bei diesem Patent sind am Wiegenträger innere und äußere Stützenführungsleisten
für den
Eingriff mit den inneren und äußeren Flächen der
benachbarten Stütze
vorgesehen. Die äußeren Führungen
dieser Anordnung weisen eine geringere Tiefe auf als der erweiterte
Abschnitt der Wiegenträgeröftnung. Eine ähnliche
Führungsanordnung
ist in dem US-Patent Nr. 2,422,201 für Lehrmann ausgeführt. Die
erheblichen Trennungsabstände
zwischen der Seitenrahmenstütze
und dem Wiegenträger
sind in der Draufsicht der Figuren dieser Patente deutlich zu erkennen.
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Ein weiteres Beispiel einer Triebwagendrehgestellanordnung
mit sich berührenden
Wiegenträger-Steg-
und Seitenrahmenflächen
ist in GB 2120618 zu finden.
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Eine technische Studie einer Reihe
von Zugentgleisungen zwischen 1988 und 1992 wurde von einer Arbeitsgruppe
von Vertretern fünf
verschiedener Bahngesellschaften, dreier Schienenfahrzeughersteller,
dreier Drehgestellhersteller, einer großen Speditionsfirma, einem
Besitzer einer großen
Triebwagenflotte sowie verschiedener Komponentenzulieferer und technischer
Berater durchgeführt.
Die Arbeitsgruppe sollte die Ursachen der Entgleisungen herausfinden
und sowohl langfristige als auch kurzfristige Lösungsvorschläge zur Vermeidung
von Entgleisungen unterbreiten. Die Ergebnisse der Studie sind in
dem Abschlussbericht, Testing, Evaluation & Recommendations Curving Performance
of 125T DS Cars by Rail Sciences Inc. (RSI), Atlanta, Georgia, February
12, 1993 nachzulesen. Einer der bei den Drehgestellen untersuchten
Parameter war die Verzugsbegrenzung und als Ergebnis der Forschungen wurde
herausgefunden, dass einer der fünf
gleichzeitig auftretenden Faktoren, die zu den Entgleisungen führten "Verziehen des Seitenrahmenwiegenträgers aufgrund
geringer Begrenzung des Drehgestellverzugs" war. Eine aus den Untersuchungsergebnissen resultierende
Langzeitempfehlung war die Befürwortung
der Entwicklung und Anwendung von Verfahren zur Erhöhung der
Steifigkeit des Drehgestellverzugs. Ein wesentliches Ergebnis der
Studie bestand darin, dass Anordnungen zur Erhöhung der Steifigkeit des Rahmens
die Verzugsbegrenzung der Drehgestelle erhöhen und Lateralkräfte bei
Kurvenfahrt reduzieren. Darüber
hinaus kam man zu dem Schluss, dass die untersuchten Entgleisungen
das Ergebnis hoher Lateralkräfte
waren, welche die untere Schiene abrollen oder die gesamte Spurweite
vergrößern, was ausreicht,
um einen Radsatz einbrechen zu lassen. Eine der verzeichneten Ursachen
dieser hohen Lateralkräfte
war das Verziehen der Seitenrahmen-Wiegenträger Kombination aufgrund niedriger
Drehgestellverzugsbegrenzung durch die Anwesenheit elastischer Lageradapterpads
und aufgrund eines Mangels an Reibungskeilbegrenzung. In dem Bericht wurden
eine Vielzahl weiterer Ergebnisse und Schlussfolgerungen aus der
Studie genannt; bei der vorliegenden Erfindung geht es jedoch nur
um die Verzugsbegrenzung im Triebwagendrehgestell.
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Gemäß dem Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist gemäß Anspruch
1 ein Triebwagendrehgestellwiegenträger und wenigstens ein Triebwagendrehgestellseitenrahmen
vorgesehen.
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Die bevorzugte Ausführungsform
sieht eine Triebwagendrehgestellanordnung mit einer Anordnung zur
Reduzierung des Drehgestellverziehens durch Begrenzung des freien
Spiels zwischen zusammen passendem Wiegenträger und Seitenrahmen an den
Seitenrahmenstützen
vor. Die Reduzierung des Drehgestellverzugs wird durch Reduzieren oder
Ausschalten des Abstands oder Trennungsspalts zwischen den Wiegenträgerstegen
und den Seitenrahmenstützen
erreicht. Der Trennungsspalt wird insbesondere an den äußeren Kanten
der Stege und den Seitenrahmenstützen
minimiert.
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Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nun, ausschließlich
beispielhaft und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, beschrieben:
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1 ist
eine Schrägansicht
einer repräsentativen,
dreiteiligen Triebwagendrehgestellanordnung;
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2 ist
eine vergrößerte Schrägansicht, teils
im Schnitt, eines Stücks
der Verbindung von Seitenrahmen und Wiegenträger aus 1 an den Stützen des Seitenrahmens;
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3 ist
eine Draufsicht einer Verbindung von Seitenrahmen und Wiegenträger mit
einer Stützenwand-
und Wiegenträgerwandkontaktfläche;
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3A ist
eine Draufsicht einer Verbindung von Seitenrahmen und Wiegenträger mit
einer Stützenwand-
und Wiegenträgerwandberührungsfläche;
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4 ist
eine Draufsicht der Verbindung von Seitenrahmen und Wiegenträger aus 3, wobei der Wiegenträger und
der Seitenrahmen von der Referenzstellung winklig verlagert sind;
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5 ist
ein Draufsichtausschnitt in partiellem Schnitt eines Seitenrahmen-
und Wiegenträgerschnittpunktes
einer Anordnung mit breitem Steg nach dem bekannten Stand der Technik;
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6 ist
eine Rissansicht der Seitenrahmenstütze, wie in 5 notiert;
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7 ist
eine Seitenrissansicht einer repräsentativen Schnittstelle zwischen
einer Verschleißplatte
an einer Seitenrahmenstütze
und dem Reibungsschuh;
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8 ist
eine Draufsicht einer Schnittstelle zwischen einer Verschleißplatte
und dem Reibungsschuh nach dem alten Stand der Technik wie in 7 gezeigt;
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9 ist
eine schematische Draufsicht eines dreiteiligen Triebwagendrehgestellrahmens,
welcher während
der Kurvenfahrt auf einer Schiene verzogen wird;
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10 ist
eine Draufsicht eines dreiteiligen Triebwagendrehgestells in einer
Referenz- bzw. normalen Stellung, welche die verschiedenen Momente und
Kräfte,
die auf eine solche Drehgestellanordnung wirken, darstellt;
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11 ist
eine Draufsichtdarstellung von Stegen in parallelen Ebenen;
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12 ist
eine Draufsichtdarstellung von Stegen in parallelen, aber versetzten
Ebenen;
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13 ist
eine Draufsichtdarstellung einer Anordnung, bei der die Stege parallel
zueinander, aber nach innen winklig versetzt von der Ebene der Stützenfläche sind;
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14 ist
eine Draufsichtdarstellung einer Anordnung, bei der die Stege parallel
zueinander, aber nach außen
winklig versetzt von der Ebene der Stützenfläche sind;
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15 ist
eine Draufsichtdarstellung einer Anordnung, bei der die Stege parallel
zueinander sind, jedoch ein Paar Stege winklig versetzt von der Ebene
der Säulenfläche mit
einer Verschleißplatte ist;
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16 ist
eine Draufsichtdarstellung einer Anordnung, bei der die Stege parallel
zueinander, aber an beiden Seiten des Seitenrahmens und Wiegenträgers in
derselben Richtung winklig versetzt sind; und
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17 ist
eine Draufsichtdarstellung einer Anordnung, bei der die Stege nicht
koplanar mit der Stützenverschleißplatte
sind.
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Die Triebwagendrehgestellanordnung 10 in 1 ist eine repräsentative
dreiteilige Drehgestellanordnung für einen Frachttriebwagen (nicht
gezeigt). Die Anordnung 10 umfasst einen ersten Seitenrahmen 12,
einen zweiten Seitenrahmen 14 und Wiegenträger 16,
welcher sich zwischen im Allgemeinen zentralen Öffnungen 18 und 20 erstreckt,
wobei die Öffnungen 18 und 20 in 2 zwischen der vorderen Seitenrahmenstütze 17 und
der hinteren Seitenrahmenstütze 19 des
ersten 12 bzw. zweiten Seitenrahmens 14 liegen.
In 1 ist die Längsachse 34 des Triebwagens
parallel zu sowohl zu der Längsachse des
ersten Seitenrahmens 36 als auch zu der Längsachse
des zweiten Seitenrahmens 38. Die Längsachse des Wiegenträgers 40 ist
in der Montagezustands- oder Referenzstellung im Allgemeinen orthogonal
zu der Triebwagenachse 34 und den Längsachsen der Seitenrahmen 36 und 38.
Die erste Achse mit Radsatz 22 und die zweite Achse mit
Radsatz 24 erstrecken sich zwischen den Seitenrahmen 12 und 14 an ihrem
entgegen gesetzten vorderen Ende 26 bzw. hinteren Ende 28,
wobei die Seitenrahmen 12 und 14 im Montage- oder
Referenzzustand im Allgemeinen parallel sind. Das erste Wiegenträger-Ende 30 ist
in die Öffnung 18 des
ersten Seitenrahmens eingebettet, und das zweite Wiegenträger-Ende 32 ist
in die zweite Seitenrahmenöffnung 20 eingebettet.
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Die Verbindung des Wiegenträgers 16 in
den Öffnungen 18 und 20 ist
für beide
Seitenrahmen 12 und 14 ähnlich konfiguriert. Daher
wird die folgende Beschreibung für
die Verbindung des ersten Wiegenträger-Endes 30 an der Öffnung des
ersten Seitenrahmens 18 gegeben, trifft jedoch auch für die Verbindung
des zweiten Wiegenträger-Endes 32 in
der zweiten Seitenrahmenöffnung 20 zu.
Die Öffnung 18 und
das erste Ende 30 des Wiegenträgers, welche in einer vergrößerten und
partiellen Schnittansicht in 2 dargestellt
sind, weisen exponierte Wiegenträgerstützen 42 und 44 zwischen
den Führungen 50 und 52 auf.
Reibungsschuhtaschen sind in den Wiegenträgerstützen 42 und 44 mit
jeweiligen Reibungsschuhen 46 und 48 darin vorgesehen.
An jedem Ende des Wiegenträgers 16 sind
Reibungsschuhtaschen und Reibungsschuhe 46 und 48 sowie
Wiegenträgerstützen 42 und 44 in
Längsrichtung
an der vorderen bzw. hinteren Seite der Stütze 16 angeordnet,
wobei die Wiegenträgerstützen auch
Stege 96 aufweisen, wie in 3 gezeigt.
Da die Wiegenträgerstützen 42, 44 und
die Reibungsschuhtaschen und Schuhe 46, 48 an
jedem Wiegenträger-Ende ähnlich sind,
wird nur eine Anordnung beschrieben, die Beschreibung ist jedoch
auf verschiedene Sätze von
Reibungsschuhtaschen und Reibungsschuhen und Wiegenträgerstützen 42, 46 und 44, 48 zutreffend.
Die Wiegenträgerführungen
oder Kanten 50 und 52 in den 2, 5 und 8 stehen von der Wiegenträgerseitenwand 54 hervor
und sind außen
und innen, jeweils an den vorderen und hinteren Wiegenträgerstützen 42 und 44 angeordnet,
wobei die Führungen 50, 52 dazu
beitragen, die Stellung des Seitenrahmens dazwischen an jeder Seite
des Wiegenträgers 16 an
jedem Seitenrahmen beizubehalten. Die Führungen 50 und 52 sind
als relativ unabhängige
Elemente gezeigt, diese Elemente können jedoch auch als vergrößerte Überstände des
Wiegenträgers 16 gegossen
oder gebildet werden.
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Die allgemeine Konfiguration des
Reibungsschuhs 48 in einer Reibungsschuhtasche, welche
in der Wiegenträgerstütze 44 vorgesehen
ist, ist in den Querschnitten der 7 und 8 mit der Wiegenträgerwand 60 und
dem Steg 96 gezeigt, welcher von der Wiegenträgerstütze 42 oder 44 in
der Nähe
der schrägen
Reibungsschuhfläche 62 vorgesehen
ist. Die Seitenrahmenstützenwand 66 weist
eine Verschleißplatte 68 mit
einer vertikalen Wandreibungsfläche 70 auf,
um die vertikale Fläche 72 der
vertikalen Reibungschuhwand 73 zu berühren. Bei einer anderen Anordnung
gemäß dem alten
Stand der Technik weist die Führung 52 in 8 eine äußere Fläche 78 auf, welche
der äußeren Anschlagnasenfläche 80 der
Seitenrahmenanschlagnase 82 gegenüber liegt. Diese Anschlagnasen-
und Führungsanordnung
sollte die horizontale Bewegung zwischen dem Wiegenträger 16 und
dem Seitenrahmen 12 minimieren, um die Drehung des Wiegenträgers 16 um
seine Längsachse 40 zu
verhindern.
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Der Spaltabstand 86 ist
insbesondere in den 3A, 5 und 8 gezeigt. In 3A ist der Spaltabstand 86 zwischen
der Seitenrahmenstützenwand 66 und
der Wiegenträgerstützenwand 54 gezeigt;
in 5 sind der Abstand 86 zwischen
dem Steg 96 an der Wiegenträgerstütze 42 oder 44 und
die Fläche 92 des
Seitenrahmenstegs 94 gezeigt; und in 8 ist der Spalt 86 zwischen
dem Steg 96 und dem überlappenden Überstand 90 gezeigt,
welche mit der Wiegenträgerwand 54 bzw.
der vertikalen Verschleißplattenwand 70 ausgerichtet
sind. Der spezielle Anlagepunkt kann je nach Konstruktion der Wiegenträgerstütze und
Anordnung der Seitenrahmenstütze
variieren. Der Spaltabstand 86 beträgt jedoch bei vorliegenden Triebwagendrehgestellanordnungen
im Allgemeinen ungefähr
3/8 Zoll (9,525 mm) bis ein Zoll (25,4 mm).
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Bei einer speziellen Ausführungsform
gemäß dem bekannten
Stand der Technik weist die Triebwagendrehgestellanordnung einen
Trennungsspalt 86 zwischen den Überständen 88, 90 (8) und 94 (5) und der Wiegenträgerseitenwand 54 auf,
wie in den 5, 6 und 8 gezeigt. In der Anordnung in 5 weisen die Überstände 94 eine
deutlich größere Breite
in Längsrichtung
auf als vorangehende Anordnungen, und diese Struktur wurde als Anordnung
mit breiten Stegen tituliert. Diese Anordnung mit breiten Stegen
sollte die Drehung des Wiegenträgers
um die Wiegenträgerlängsachse 40 bezüglich des
Seitenrahmens reduzieren und den Verschleiß an den Seitenrahmen- und
Wiegenträgerflächen reduzieren,
welche während
der Betriebsoperationen in Berührung
kommen. Bei dieser Ausführungsform
sollten die Flächen 92 der
Stege 94 die Flächen 96 des
Wiegenträgers 16 berühren. Die
Stege 94 waren längliche Überstände an der
Stütze
des Seitenrahmens 12 mit Verschleißflächen 92 nahe bei in
Entfernung angeordneten Führungsflächen oder Stegen 96 der
Stütze 42 oder 44 des
Wiegenträgers 16.
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Die winklige Verlagerung zwischen
dem Seitenrahmen 12 und dem Wiegenträger 16 ist in den 4 und 9 durch die winklige Verlagerung oder
den Verzugswinkel 98 zwischen der Seitenrahmenlängsachse 36 und
der Wiegenträgerquerachse 41 in 4 oder den Achsen 41 und 38 in 9 dargestellt. Bei einer
gemessenen Anordnung wurde diese winklige Verlagerung mit 1,54° notiert.
Die Wirkung dieses Verziehens ist ganz deutlich in 9 durch die Darstellung des Umrisses
der Schienen bezüglich
der Drehgestellanordnung 10 gezeigt. 9 zeigt den Drehgestellrahmenverzug während der Kurvenfahrt,
wobei die Drehgestellanordnung 10 in dieser Figur beschönigt ist,
um die Beziehung zwischen dem Seitenrahmen und dem Wiegenträger zu verdeutlichen
und das Drehgestellverziehen klar zu zeigen. Während des Betriebs wird das
Triebwagendrehgestell 10 von seiner Referenzstellung verlagert, wobei
die Längsachsen 38 der
Seitenrahmen 12 senkrecht zur Längsachse 40 des Wiegenträgers 16 stehen.
Die winklige Verlagerung ist als Verziehen des Triebwagendrehgestells
bezeichnet worden. Die Kräfte,
welche die Verzugseigenschaften beeinflussen oder eine Auswirkung
darauf haben, sind in 10 durch
die verschiedenen Pfeile dargestellt, wobei ein Drehmoment im Mittelplattenbereich
des Wiegenträgers
notiert ist, Lateralkräfte
an den Enden des Wiegenträgers
wirken und Kräfte
in Längsrichtung
Lenkmomente induzieren.
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In 3 sieht
die bevorzugte Ausführungsform
die Schnittstelle zwischen den Kontaktflächen der Stege, konventionelle
(8) oder Anordnungen mit
breiten Stegen (5) oder
Drehanschläge
in Berührung
miteinander oder in einem vernachlässigbaren Trennungsabstand 86 voneinander
vor. Es hat sich gezeigt, dass das Vorsehen dieser großen Nähe der Stege
an der Schnittstelle von Wiegenträger 16 und Seitenrahmen 12 oder
an den Wiegenträgerstützen das
Verziehen der Drehgestellanordnung 10 begrenzt oder verbessert.
Bei dieser Ausführungsform in 3 ist der Spalt oder Abstand 86 geschlossen, um
einen direkten Kontakt zwischen der Verschleißplatte 68 und den
Stegen 96 an dem Wiegenträger 16 zu schaffen.
Die Stege 96 sind an der Fläche nahe der Reibungsschuhtasche
gebildet. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die
Verschleißplatte 68 über die
Breite der Seitenrahmenstützenwand 66.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Überstände oder Stege 94 in 5 an jeder Seite der Verschleißplatte 68 vorgesehen
sind und der Steg oder die Vorderseite 92 dieser Stege
kann koplanar zur Fläche 70 der
Verschleißplatte 68 sein. 3A zeigt die Wiegenträgerstützenwand
oder die in Entfernung angeordnete Führungsfläche 96 als ein Kontinuum
zwischen den Führungen 50 und 52.
In ähnlicher
Weise sind die vertikalen Wände 66 der Seitenrahmenstütze jeweils
als eine einzelne vertikale Wand notiert. Bei dieser Ausführungsform
wurden die Verwendung von Reibungsschuh und Reibungsschuhtasche
vermieden. Bei einer weiteren Verbesserung dieser Ausführungsform
können
die vertikalen Flächen 66 und 96 beispielsweise
durch Luft- und Flammhärten
oder durch die Aufbringung einer Beschichtung aus gehärtetem Material,
wie beispielsweise durch Plasmalichtbogen oder Flammsprühbeschichtung
gehärtete
Flächen
sein. Das Härten
der Flächen
oder die Anwendung der Beschichtung mit gehärtetem Material führt zu einem
verbesserten Verschleißverhalten
zwischen den sich berührenden Seiten
66 und 96. In ähnlicher
Weise können
Härtungsverfahren
an den Kontaktflächen
der alternativen Ausführungsformen
ausgeführt
oder verwendet werden.
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Obgleich die Verschleißplattenfläche 70 in 3 in Berührung mit der Fläche 96 gezeigt
ist, haben Untersuchungen ergeben, dass die Kontrolle des Winkels
zwischen dem Wiegenträger 16 und
den Seitenrahmen 12 oder 14 angepasst werden kann,
wenn die Spaltentfernung 86 weniger als vier Zehntel (0,40)
Zoll (10,6 mm) und vorzugsweise nahe fünfzehn Tausendstel (0,015)
Zoll (0,381 mm) beträgt. Bei
einem Versuch mit einem Triebwagendrehgestell mit der erforderlichen
Verringerung der Spaltentfernung 86 wurde der Drehgestellverzug
oder die laterale Stabilität
der Drehgestelle beibehalten und erfüllte die AAR-Kapitel XI Stabilitätskriterien
(0,26G rms bei 70 mph) für
eine Super Service Ridemaster® Truck Assembly
mit doppelten Rollenseitenlagern, so wie es auch für eine weitere
Triebwagendrehgestellanordnung mit Kontaktseitenlagern (CCSB) zutraf.
Die Kontrolle der Winkel-Verzug-Bedingungen bei der Drehgestellanordnung
durch Vergrößerung der
Verzugssteifigkeit verbessert die laterale Stabilität und verringert
die lateralen Kurvenkräfte
an der Schnittstelle Rad/Schiene, wodurch die Leistung bezüglich Schlingern
und Kurvenfahrt der Drehgestellanordnungen, insbesondere bei einem
speziellen Frachttriebwagen, dem Bulkhead-Flatcar, verbessert wird. Eine
Begrenzung der Spalttrennungsentfernung minimiert oder begrenzt
den zulässigen
Verzugswinkel auf eine winklige Verlagerung zwischen ungefähr 0,1° (1,7 Milliradian)
und 2,0° (35
Milliradian).
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Alternative Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung sind in den 11, 12, 13 und 14 dargestellt.
Bei diesen Figuren ist die Verschleißplatte 68 entfernt,
um die Beziehung zwischen den Stegen der Seitenrahmenstütze und
des Wiegenträgers deutlicher
darzustellen. In 11 ist
die Beziehung zwischen den Stegen 92 des Seitenrahmens 12 und den
Stegen oder Kontaktflächen 96 des
Wiegenträgers 16 gezeigt,
wobei die Seitenrahmenstützenflächen und
die Verschleißplattenfläche 92 koplanar sind.
Darüber
hinaus sind die Wiegenträgerstege oder
Kontaktflächen 96 koplanar
und folglich ist die Spaltentfernung 86 zwischen diesen
planaren Flächen
definiert.
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In 12 sind
die gegenüber
liegenden Flächen 92 und 96 an
jeder Aufnahme- oder
Führungsstelle
parallel zueinander. Die Stege 92 an jeder Seite des Seitenrahmens 12 sind
zueinander versetzt, die Flächen
liegen jedoch in parallelen Ebenen. In ähnlicher Weise sind die Ebenen
der Wiegenträgerstege 96 parallel zueinander,
aber versetzt. Obgleich die Ebenen der verschiedenen sich berührenden
Flächen
zueinander versetzt sind, bleiben die Flächen der Stege 92 und 96 in
ihren jeweiligen Stellungen parallel zueinander. Bei dieser dargestellten
Ausführungsform
sind die Trennungsspalte 86 bezüglich ihrer Größe äquivalent,
jedoch zueinander versetzt.
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Die 13 und 14 zeigen Ausführungsformen,
wobei die Stege oder Kontaktflächen 92 und 96 im
spitzen Winkel zur Ebene der Seitenrahmenstützenfläche stehen. In 13 ist der Winkel 'a' von
der Stützenseite 17 nach
innen versetzt, und in 14 ist
der Winkel 'b' von der Stützenseite 17 nach
außen versetzt.
Die Kontaktflächen 92 und 96 an
jeder Seite der dargestellten Reibungsschuhtasche bleiben in allgemeiner,
paralleler Ausrichtung zueinander und die Abstände des Trennungsspalts 86 sind
an jeder Seite des Reibungsschuhs ungefähr gleich. Darüber hinaus
kann die Anordnung der Stege kombiniert sein, das heißt, dass
eine Seite eine konvexe Steganordnung mit einen Winkel 'a' und die andere Seite einen konkaven
Steg mit einem Winkel 'b' aufweisen kann.
In ähnlicher
Weise kann eine Seite einen konvexen oder konkaven Steg mit einer
winkligen Verlagerung in Zusammenarbeit mit einer mit der Stützenseite
koplanaren Steganordnung aufweisen.
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Die alternative Ausführungsform
der 15 umfasst den Seitenrahmen 12 mit
der Verschleißplatte 68 an
der Stütze 17.
Stege 92 und 96 nahe der Führung 52 sind in einem
Winkel 'b' zu der Wiegenträgerfläche 54 verzeichnet.
Stege 92 und 96 nahe der Führung 50 oder alternativ
die Fortführung
der Fläche 54 sind
in einer im Allgemeinen zu der Verschleißplattenfläche 70 stärker parallelen
Ebene verzeichnet. Diese alternative Ausführungsform ist nur an einer
Seite des Wiegenträgers
und Seitenrahmens verzeichnet, könnte
jedoch mit der winkligen Verlagerung am gegenüber liegenden Führungsbereich
gezeigt sein.
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16 zeigt
eine alternative Ausführungsform
zu der Darstellung der 13 und 14, wobei die winklige Verlagerung
an jeder Seite des Seitenrahmens und Wiegenträgers die winklige Verlagerung
in der gleichen Richtung aufweisen.
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17 zeigt
die alternative Ausführungsform
zu der in 3 gezeigten
Anordnung, wobei die Reibungsschuhfläche 72 und die Verschleißplattenfläche 70 von
den Ebenen der Seiten der Stege 92 und 96 an jeder
Seite der Reibungsschuhtasche verlagert sind.
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Obgleich nur eine einzige Drehgestellanordnung 10 gezeigt
worden ist, ist bekannt, dass die Wiegenträgerstützen 42 oder 44 mit
der Wiegenträgerseitenwand
bündig
sein können
und dass die Seitenrahmenstützen 17 und 19 vertieft
sein können,
um eine Tasche zum Einführen
des Reibungsschuhs zu begrenzen. Dies ist ungefähr ein Spiegelbild der oben
gezeigten Anordnung und ist daher nicht dargestellt.
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Obgleich nur spezielle Ausführungsformen der
Erfindung beschrieben und gezeigt wurden, ist offensichtlich, dass
verschiedene Veränderungen
und Modifikationen daran erfolgen können. Es ist daher das Ziel
der beiliegenden Ansprüche,
all diejenigen Modifikationen und Änderungen abzudecken, die in den
Rahmen der Erfindung fallen können.