DE9417281U1

DE9417281U1 - Eisenbahnradsatz

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Publication number: DE9417281U1
Application number: DE9417281U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2004-10-28

Description

Pöcking, den 27. Okt. 1994 Gebrauchsmusteranmeldung IAT/Gb 01/94 Eisenbahnradsatz

Die Erfindung betrifft die Radsatzgestaltung von Schienenfahrzeugen oder Laufwerken mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 .

Bekannt ist, daß "unsymmetrisch" gestaltete Laufwerke hinsichtlich Querkraft- und Führkraftniveau laufteehnische Vorteile gegenüber "symmetrischen " Laufwerken besitzen. Die genannte Unsymmetrie kann z.B. durch Deichselanordnungen, Längsverlagerung des Drehzapfens oder aktiv gesteuerte Schlingerdämpfer herbeigeführt: sein.

Besonders vorteilhaft ist eine Brechung der Symmetrie durch unterschiedliche Wirkung des vorlaufenden und des nachlaufenden Radsatzes, bei welcher der jeweils vorlaufende, führende Radsatz wie üblich eine steife Kopplung der beiden Räder über eine Starrachse, der nachlaufende Radsatz aber voneinander gelöste, entkoppelte Räder bzw. Losräder aufweist (DE 32 18 088 C2, EP 05 68 079 Al). Lauftechnische Berechnungen zeigen, daß solche Anordnungen gegenüber den üblichen Ausfuhrungen praktisch zu einer Halbierung der Führkräfte bei Fahrt im Bogen und zu einer deutlichen Reduzierung des Querkraftniveaus bei Fahrt auf gerader Strecke mit Gleislagefehlern führen. Außerdem stellt man eine ganz erhebliche Steigerung der kritischen Geschwindigkeit, also der Laufstabilität, fest.

Da die Unsymmetrie für beide Fahrtrichtungen gegeben sein muß, sind die Räder der Radsätze fahrtrichtungsabhängig gekoppelt (vorlaufend) bzw. entkoppelt (nachlaufend) zu betreiben (Abb. 1).

Im Interesse der Nachrüstbarkeit von Drehgestellen oder Fahrzeugen mit unsymmetrischen Radsätzen ist es wünschenswert, daß der genannte Kuppelmechanismus auf diese Radsätze mit deren Achslagern beschränkt bleibt und daß vom Laufwerksrahmen bzw. Wagenkasten her keine aktive Hilfsenergie an diese Radsätze herangeführt werden muß.

Fßeraus ergeben sich folgende Anforderungen:

• der fuhrende Radsatz ist starr gekuppelt, während der (oder die) nachlaufende(n) Radsatz(e) entkuppelt das Verdrehen seiner (ihrer)Räder erlaubt.

• Umkehr der Kupplungsverhältnisse bei Fahrtrichtungswechsel.

• Fail-Safe-Prinzip: bei einem Ausfall des Kupplungssystems sollen alle Räder starr gekuppelt sein.

• Die Bremskräfte sollen nicht über das Kuppelelement geleitet werden, d.h. die zugeordneten Bremsscheiben müssen mit dem jeweiligen Rad fest verbunden sein.

• Das entkuppelte Rad muß alle auftretenden Querkräfte sicher aufnehmen können.

• Am Fahrzeug sollen zum Einbau der Radsätze keine Änderungen erforderlich sein, mit Ausnahme der Achslager.

• Das entkuppelte Rad soll Notlaufeigenschaften bezüglich seiner Drehung auf der Achswelle besitzen.

Außerdem sind folgende Merkmale der Radsätze wünschenswert:

• Einfache Montierbarkeit

• Leichter Zugang zu den Achslagern

• Verschleißarme Funktion

• Modulare Bauweise

• Geräuscharmut

Aus den geschilderten Vorteilen, Anforderungen und Merkmaien wird das erfindungsgemäße Konzept eines selbsttätig kuppelnden Radsatzes entwickelt. Da mechanische Kupplungen immer einem Verschleiß unterliegen, soll diese selbsttätige Kupplung durch eine verschleißarme, hydraulische Kupplung erfolgen. Für diese hydraulische Kupplung kommt das bekannte Prinzip der industriebewährten Schnellspannkupplung zur Anwendung. Diese besteht aus einer Hohlbuchse, welche mit Preßsitz auf einer Welle sitzt, wobei dieser Preßsitz durch Hochdrucköl so geweitet werden kann (Bild 2), daß die Welle zur Hohlbuchse beweglich bzw. drehbar wird.

Bei bekanntgewordenen Lösungen befindet sich die Kupplung in der Mitte der Achswelle und teilt diese in zwei Hälften (EP 568 079 Al). Die auftretenden Biegemomente werden über Wälzlager geleitet, welche mit hohem Aufwand für diese Belastungen dimensioniert werden müssen. Um den genannten Belastungen von vorne herein aus dem Weg zu gehen, entscheidet sich die erfindungsgemäße Konstruktion dafür, die Achswelle nicht zu teilen. Damit bleibt auch die Achslagerung im wesentlichen unverändert. Die Radaufstandskräfte werden in einem direkt unter der Radnabe angeordeten Gleitlager auf die Achswelle geleitet. Deshalb ist es auch günstig, die Kupplung in unmittelbarer Nähe des gleitgelagerten Rades anzuordnen, also zwischen Rad und zugeordneter Bremsscheibe.

Das Lösungskonzept zur Druckölversorgung der Kupplung geht von Axial- oder Radialkolbenpumpen aus. In Abb. 3 ist eine Lösung mit Radialkolbenpumpe aufgezeigt. Die entscheidenden Auswahlkriterien sind Baugröße und erzeugbarer Druck. In Abb. 3 handelt es sich um ein Einzelteil einer Radialkolbenpumpe: dem Pumpenelement. Es ermöglicht eine an die Aufgabenstellung genau anpaßbare Konstruktion. Die Entscheidung für ein Pumpenelement verringert auch das Fördervolumen, da bei kompletten Pumpen meist zwei oder drei solcher Pumpenelemente eingebaut sind. Damit läßt sich das Umwälzen sinnloser Ölmengen unter Beibehaltung der hohen Drücke auf ein vernünftiges Maß reduzieren. Erfindungsgemäß versorgt das Rücköl der Kupplung das danebenliegende Gleitlager mit Schmieröl.

Bekannt ist eine Radsatzanordnung, bei der die Entkopplung der Räder durch ein zentral zwischen zwei Achshälften angeordnetes Wälzlager erfolgt. Demgegenüber bietet die erfindungsgemäße Ausführung den Vorteil, daß bei einer durchgehenden Achswelle keine Wälzlager an hochbeanspruchten Bauteilen angebracht werden müssen, sowie den weiteren Vorteil, daß die vorgenannten Wälzlager durch ein Gleitlager ersetzt sind, welches sich im Sinne eines unmittelbaren Kraftflusses direkt unter einer Radscheibe befindet, und bei den geringen Relativdrehungen der Radscheiben zueinander und dem zu erwartenden stoßbelasteten Betrieb eine größere Lebensdauer verspricht. Das Gleitlager genießt darüber hinaus eine vorzügliche Schmie-

Blatt 2 zu Gebrauchsmusteranmeldung lAT/Gb 01/94

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rung durch das rücklaufende Öl aus der unmittelbar benachbarten hydraulischen Schnellspannkupplung. Auch die Anordnung der Bremsscheiben im Radsatz ist gegenüber der bekannten Lösungen vorteilhaft. Schließlich benötigt die erfindungsgemäße Ausfuhrung keine Steuerkabel oder z.B. mechanische Pendelstangen für die Umschaltung vom entkoppelten zum gekoppelten Betrieb der Radsätze.

Das Radialpumpenelement wird bei zu öffnender Kupplung von einer Exzenterwelle zu einem Pumpbetrieb gezwungen. Die Exenterwirkung wird durch das aus der Drehachse verlagerte Ende eines Wellenstummels erreicht, welcher in einem im Achslagergehäuse untergebrachten, fahrtrichtungsabhängigen Freilauf gelagert ist.

In Abb. 4 ist ein Beispiel für den erfindungsgemäßen Radsatz gezeigt, in einer beigefügten Stückliste werden die dargestellten Bauteile weiter spezifiziert.

STÜCKLISTE

POSITION	BENENNUNG	POSITION	BENENNUNG
1	Lagerdeckel	23	Dichtring
2	Stift	24	Radialwellendichtring
3	Freilauf	25	Kupplungsrad
4	Sprengring	26	Gleitbuchse
5	Schraube	27	Kupplung
6	Exzenterwelle	28	Sprengring
7	Radialwellendichtring	29	Kupplungsbuchse
8	Sprengring	30	Radialwellendichtring
9	Rillenkugellager	31	Kupplungsdeckel (1)
10	Sprengring	32	Kupplungsdeckel (2)
11	Rillenkugellager	33	Dichtring
12	Sprengring	34	Schraube
13	Axialanstellung	35	Kupplungsbremsscheibe
14	Schraube	36	Achswelle
15	Wellendeckel	37	Wellenbremsscheibe
16	O-Dichtring	38	Achsrad
17	Schraube	39	Kolben
18	Radialpumpenelement	40	O-Dichtring
19	Schraube	41	Feder
20	Kegelrollenlager	42	Federhalter
21	Lagergehäuse	43	Dichtring
22	Axialanlauf	44	Dichtschraube

Blatt 3 zu Gebrauchsmusteranmeldung IAT/Gb 01/94

Claims

Ansprüche zu Gebrauchsmusteranmeldung IAT/Gb 01/94

Anspruch 1

Eisenbahnradsatz, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rad durch eine selbsttätige Kupplung von der Achswelle entkoppelbar ist.

Anspruch 2

Eisenbahnrradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Kupplung eine hydraulische Schnellspannkupplung ist.

Anspruch 3

Eisenbahnradsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das entkoppelbare Rad durch ein Gleitlager auf der Achswelle drehbar gelagert ist.

Anspruch 4

Eisenbahnradsatz nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rücklauföl der Schnellspannkupplung das Gleitlager schmiert.

Anspruch 5

Eisenbahnradsatz nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring des Gleitlagers mit dem Außenring der Schnellspannkupplung fest verbunden ist.

Anspruch 6

Eisenbahnradsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lösen des Preßsitzes der Schnellspannkupplung auf der Achswelle eine axial- oder radialwirkende Hydraulikpumpe vorhanden ist.

Anspruch 7

Eisenbahnradsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einem drehrichtungsabhängigen Freilauf im Achslagergehäuse gelagerter Wellenstummel den Antrieb der Hydraulikpumpe übernimmt und daß dieser Wellenstummel bei Verwendung einer Radialkolbenpumpe exzentrisch ausgebildet ist.

Anspruch 8

Eisenbahnradsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rücklauföl der Schnellspannkupplung in einer Zentralbohrung der Achswelle bevorratet wird.

Anspruch 9

Eisenbahnradsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein nachstellbarer Ölkolben das Ölvolumen schwach vorspannt, so daß eventuelle Ölverluste ausgeglichen werden.

Anspruch 10

Eisenbahnradsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Rad mindestens eine Bremsscheibe torsionssteif verbunden ist.

Anspruch 11

Eisenbahnradsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager mit der Schnellspannkupplung in einer Baueinheit zusammengefaßt ist.

Anspruch 12

Eisenbahnradsatz, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rad durch ein Gleitlager auf der Achswelle drehbar gelagert ist.

Anspruch 13

Eisenbahndrehgestell, dadurch gekennzeichnet, daß es mit mindestens einem Radsatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgestattet ist.

Anspruch 14

Eisenbahndrehgestell nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung mit mehr als zwei Radsätzen die mittleren Radsätze keinen Freilauf aufweisen.

Anspruch 15

Eisenbahndrehgestell nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenstummel mit dem Achslagergehäuse fest verbunden ist.

Anspruch 16

Eisenbahnwagen, dadurch gekennzeichnet, daß er mit zwei Radsätzen nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgestattet ist.

Anspruch 17

Eisenbahnwagen, dadurch gekennzeichnet, daß er mit zwei Drehgestellen gemäß den Ansprüchen 13 und/oder 14 ausgestattet ist.

Blatt 2 zu den Ansprüchen der Gebrauchsmusteranmeldung IAT/Gb 01/94