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Vorrichtung zur Rückstellung von seitenverschieblichen Eisenbahnfahrzeugachsen
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Zentrierung und Rückstellung der Achswellen
von Eisenbahnfahrzeugen, die, insbesondere in Hinsicht auf eine Verringerung der
Wirkung der Trägheitskräfte, die nach Einfahren in eine Kurve auftreten, eitle begrenzte
seitliche Verschiebung ausführen können; die Achswellen sind hierbei so gelagert,
daß sie zusammen mit den .Aclislagergehäusen diese begrenzte seitliche Verschiebung
ausführen können, wobei zu diesem Zweck Spiel zwischen den Wangen der Gleitflächen
an den Lagergehäusen und den Achslagerführungen am Rahmen des Fahrzeuges vorgesehen
ist; diese Vorrichtungen sind so ausgebildet, claß zwei zur Achswelle symmetrische
Paare elastischer Widerlager in Querrichtung des Fahrzeuges vorgesehen sind, die
durch Ansätze an den Achslagergehäusen getragen und gegen den Fahrzeugrahmen abgestützt
sind, und zwar ein Paar auf jeder Fahrzeugseite desselben.
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In den bekannten Vorrichtungen wirken die elastischen Widerlager lediglich
einseitig. Da die beiden Widerlagerpaare symmetrisch zur Längsmittelebene des Fahrzeuges
angeordnet sind, wird die Achswelle in ihrer Mittelstellung durch die Vorspannung
der beiden Federpaare gehalten, die gegeneinander beispielsweise von innen nach
außen auf jeder Seite des Fahrzeugrahmens arbeiten.
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Sobald die Achswelle eine Verschiebung in ihrer Längsrichtung, beispielsweise
nach links, erfährt, wird diese Bewegung durch die Federn der beiden
Widerlager
auf der linken Seite, deren Spannung dadurch zunimmt, gebremst; die'Bewegung wird
aber auf der anderen Seite begünstigt durch die Kraft der Federn der beiden Widerlager
auf der rechten Seite, deren Spannung eine Verminderung erfährt. Insgesamt ist in
der Mittelstellung die resultierende Kraft der Federn, die eine Rückstellwirkung
der Achswelle ausübt, gleich Null; nach einer Seitenbewegung ist die Rückstellkraft,
die auf die Achswelle ausgeübt wird, immer gleich der Differenz zwischen der Kraft
der beiden Federpaare,. die stets einander entgegenwirken.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird im Gegenteil eine erhebliche
Rückstellkraft erzielt, sobald die Achse eine seitliche Verschiebung erfährt, und
zwar dadurch, daß die Kräfte der zwei Federgruppen auf beiden Seiten des Fahrzeugrahmens
immer im gleichen Sinne arbeiten und im übrigen einander gleich sind, so daß sie,
welches auch der Sinn der Verschiebung der Achswelle sei, sich addieren. Sie wachsen
mit der Größe der Verschiebung.
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Gemäß der Erfindung wird diese Wirkung dadurch erzielt, daß an Stelle
von elastischen Widerlagern mit einseitiger Wirkung Widerlager mit zweiseitiger
Wirkung verwendet werden. Vorzugsweise haben die Widerlager eine Muffe, in deren
Enden sich zwei durch eine genau eingestellteFeder getrennte Kolben (Federtöpfe)
verschieben können, von denen jeder unter Zusammendrücken der Feder von der Muffe
mitgenommen wird, wenn der gegenüberliegende Kolben gegen das entsprechende zugehörige
feststehende Teil abgestützt ist. Diese Widerlager, deren Muffe mit dem Achslagergehäuse
starr verbunden ist, sind zwischen je zwei lotrechten Gleitführungen, die fest am
Rahmen angebracht sind, gegenüberliegend angeordnet.
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Eine Ausführungform der Erfindung ist beispielsweise in der Zeichnung
dargestellt, und zwar ist Abb. i eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, teilweise
in Außenansicht nach 1-I der Abb. 2, welche einen Schnitt nach II-II der Abb. i
darstellt; Abb.3 ist ein Teilquerschnitt nach 111-11I der Abb. i.
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Es bezeichnet i eines der beiden auf die Achswelle 2 aufgekeilten
Räder. Auf dem Achsschenkel 3 der Welle 2 ist die Lagerschale 4 des Achslagergehäuses
5 diesem gegenüber axial unverschiebbar angeordnet; auf das Gehäuse 5 stützt sich
der Fahrzeugrahmen 6 unter Zwischenschaltung einer Tragfeder 7. Das Achslagergehäuse
5 kann sich lotrecht zwischen den beiden Achslagerführungen 8 verschieben, die fest
am Rahmen 6 sitzen; in Seitenrichtung zwischen den äußeren und inneren Stirnflächen
der Achslagerführungen 8 einerseits und den äußeren Erweiterungen auf beiden Seiten
des Achslagergehäuses 5 anderseits erlaubt ein Spielraum a der Achse, sich nach
jeder Seite aus der Mittellage zu verschieben.
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Gemäß der Erfindung hat das Gehäuse 5 außen zwei Ansätze 9, die aus
einem Stück mit ihm bestehen und zueinander symmetrisch sind in bezug auf die lotrechte,
durch die Achswelle 2 gelegte Quermittelebene des Fahrzeuges. Jeder Ansatz 9 endet
in einer zylindrischen Muffe 9a, welche ein doppeltes elastisches Widerlager trägt.
Beim Beispiel wird es durch zwei mit Bunden versehene hohle Kolben bzw. Federtöpfe
io und i i gebildet, die einander gegenüberliegend gelagert sind und zwischen denen
eine Feder 12 unter Vorspannung eingesetzt ist. In der dargestellten Mittelstellung
gemäß Abb. 2 liegen die beiden Böden der Kolben gegen zwei parallele lotrechte Gleitführungen
13 und 1,4 an, die auf den einander gegenüberliegenden Flächen, 13a und i4a eines
am Fahrzeugrahmen fest angebrachten Trägers 15. befestigt sind.
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Wie die Abb. 3 zeigt, ist der Federbund 7a der Tragfeder 7 zwischen
den Backen, welche die Gleitflächen eines am Fahrzeugrahmen6 sitzenden Bügels 16
bilden, befestigt. Sein Sitz über dem Achslagergehäuse 5 läßt zwischen seinen Stirnflächen
und den entsprechenden Leisten des Achslagergehäuses beiderseits seiner Mittelstellung
einen Spielraum b von gleichem Wert wie a.
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Vorzugsweise, obwohl dies also nicht notwendig ist, besteht die beschriebene
Rückstellungsanordnung in entsprechender Weise an dem entgegengesetzten Ende der
Achswelle.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Solange die Einwirkung
des Schienenstranges auf die Räder i nicht die Summe der Ausgangsspannungen beider
Federpaare 12 übersteigt, geht das Ganze so vor sich, als würden die Achslagergehäuse
5 direkt, also ohne das 'Spiel a, gegen ihre seitlichen Führungen anliegen, da sie
durch die Abstützung der Kolben to und i i gegen deren Gleitführungen 13 und 14
gehalten sind.
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Aber sobald durch die Wirkung des Schienenverlaufes die Einwirkung
auf das Rad größer ist als die Vorspannung sämtlicher Federn, werden die beiden
Ansätze 9 an einem Ende der Achswelle 2 beispielsweise nach der Längsmittelebene
des Fahrzeuges gezogen, unter Mitnahme der zwei entsprechenden Kolben i i, wobei
die zwei Federn 12 zusammengedrückt werden und die genannten Kolben sich von ihren
Gleitführungen 14 entfernen, während die inneren Kolben io weiterhin an ihren Gleitführungen
13 anliegen, und zwar mit einem mit der Verschiebung anwachsenden Druck. ' Am anderen
Ende der Achswelle 2 ist der Vorgang umgekehrt: die Ansätze 9 heben sich vom Rahmen
6 ab, nehmen die inneren Kolben io mit und drücken dabei die Federn 12 zusammen,
welche die äußeren Kolben i i gegen die Führungen 14 mit einem mit der Verschiebung
zunehmenden Druck pressen.
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Insgesamt wirken die Kräfte der elastischen Bremsung der Achswellenverschiebung,
die von der einen und anderen Seite auf den Rahmen 6 zur Einwirkung gelangen, im
gleichen Sinn und addieren sich.
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Das Maximum der Verschiebung der Achswelle nach jeder Seite ist durch
den Spielraum a begrenzt. Von dem Augenblick ab, wo dieser Spielraum verbraucht
ist, findet zwischen den Achslagergehäusen 5 und den Gleitflächen der Achslagerführungen
eine
Berührung von Metall mit Metall statt, und das Ganze verhält
sich wie bei üblichen Wagen. Die Federn 12 bleiben unter ihren maximalen Spannungen
belastet, die die Rückstellungskraft erzeugen, welche in \1'irkung tritt, sobald
sich die Einwirkung vpn der Strecke her vermindert.
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1s ist einleuchtend, daß die Wirkungsweise der Vorrichtung die gleiche
sein würde, wenn die Achswelle 2 im umgekehrten Sinn bewegt würde.
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Die elastischen Widerlager, wie sie oben beschrieben und in der Zeichnung
dargestellt wurden, sind mir als Beispiele angegeben; sie könnten auch in anderer
Art ausgeführt sein, sofern sie nur jeweils zweiseitige Wirkung haben.