DE945399C - Drehgestell fuer Eisenbahnfahrzeuge und aehnliche Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Drehgestelle für Eisenbahnfahrzeuge und ähnliche Fahrzeuge mit zwei Seitenteilen bzw. -wangen, die durch einen das Fahrzeuggewicht tragendep Querträger unmittelbar verbunden und im Abstand gehalten sind. Bei den bekannten Drehgestellen dieser Bauart ist der Querträger entweder starr oder mittels an seinen Enden befindlicher Drehzapfen in entsprechenden Bohrungen der Seitenwangen schwenkbar, so daß diese in lotrechter Ebene unabhängig voneinander um die Endzapfen des Querträgers schwenkbar sind. Eine relative Winkelbewegung zwischen Querträger und Seitenwangen um eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende geometrische Achse ist nicht möglich. Diese Starrheit der Konstruktion quer zur Fahrtrichtung hat infolge der durch Schienenstöße und Zentrifugalkräfte bei der Kurvenfahrt verursachten sehr erheblichen Seitenkräfte häufig zum Bruch der Verbindung zwischen den Seitenwarigen und dem Querträger oder dem Material in der Nähe der Verbindung geführt. Versucht man, die Verbindungsstellen zu verstärken, so führt dies gewöhnlich zum Bruch an einer anderen Stelle.

Es ist bekannt, zwischen den Seitenwangen und den Achslagern Wälzflächen vorzusehen, um zwischen den S ei ten wangen und den Achswellen eine Winkelbewegung zu ermöglichen und dadurch ein Verziehen der Lagerung durch Verwindung des Rahmens zu vermeiden, welche z. B. von Schienen-

Unebenheiten herrührt, wenn die Achswellen nicht mehr in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Gemäß der Erfindung sind die Seitenwangen mit den Enden des Querträgers um parallel zur Fahrtrichtung liegende geometrische Achsen (z. B. von Drehzapfen) schwenkbar verbunden und auf den Achswellen der Radsätze über bekannte gelenkige Achslagerverbindungen so abgestützt, daß die Seitenwangen entgegen der Wirkung einer Rück-Stellkraft eine begrenzte Winkelbewegung in Fahrzeugquerrichtung gegenüber dem Querträger und den Achswellen ausführen können. Zweckmäßig sind die gelenkigen Achslagerverbindungen entsprechend bekannten Lagerungen so angeordnet, daß die als Drehmitten bzw. augenblickliche Drehmitten wirkenden Punkte der Berührungsflächen der gelenkigen Teile in bezug auf die geometrische Drehachse der Drehzapfen derart liegen, daß eine unter der Einwirkung von Seitenkräften auftretende geringfügige Schrägstellung jeder Seitenwange bewirkt, daß das Fahrzeug gegenüber den Achswellen angehoben wird und das Gewicht des Fahrzeugs eine auf die Seitenwangen wirkende Rückstellkraft liefert.

Um eine hinreichende Rückstellkraft zu erhalten, ist die Anordnung vorzugsweise so getroffen, daß die Drehmitten bzw. augenblicklichen Drehmitten der gelenkigen Achslagerverbindungen zwischen den Seitenwangen und den Achswellen oberhalb der Drehachsen der Drehzapfen liegen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:

Die Fig. r, 2 und 3 stellen jeweils eine Seitenansicht, eine Stirnansicht und einen Teil eines Grundrisses eines aus Stahlguß hergestellten Drehgestellrahmens dar.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab und zeigt ein Achsgehäuse, das bei dem in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Drehgestellrahmen Verwendung findet, wobei der'Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 gelegt ist.

Gemäß den Fig. 1 bis 4 weist die dort gezeigte

Ausführungsform des Drehgestellrahmens zwei Seitenteile bzw. -wangen 2 und einen sie in der Mitte verbindenden Querträger 1 auf. Beide Teile bestehen aus Stahlguß.

In der Mitte des Querträgers i, der einen mit der öffnung nach unten angeordneten U-Querschnitt aufweist (Fig. 1), ist ein Lagergehäuses vorgesehen (Fig. 2), um einen in der Mitte angeordneten lotrechten Drehzapfen 6 aufzunehmen, der aus dem ... Unterrahmen eines nicht dargestellten Fahrzeugs, an dem der Drehgestellrahmen angelenkt werden soll, herausragt. Der in der Mitte angeordnete Drehzapfen 6 ist so angebracht, daß er, .wie bekannt, eine Winkelbewegung zwischen dem Fahrzeug und dem Drehgestellrahmen ermöglicht. Zu diesem Zweck wird der Drehzapfen, wie bekannt, mit einer Buchse 7 versehen, die eine den Teil einer Kugel bildende Außenfläche aufweist, weldhe ihrerseits mit einer hohlen Gegenfläche eines geteilten, in dem Gehäuse S angebrachten Lagerringes 8 im Eingriff steht. Auf diese Weise wird die schwingende Bewegung des in der Mitte angeordneten Querträgers gegenüber dem Fahrzeug nicht behindert, und es wird eine ausreichende Lagerfläche zur Aufnahme seitlicher Kräfte geschaffen.

Jedes Ende des Querträgers 1 tritt in eine rechtwinkelige öffnung 9 in einem der Seitenwangen bzw. -teile 2 ein (vgl. wieder Fig. 1) und ist mit dem. Seitenteil durch Drehzapfen 10 verbunden, wobei die geometrische Achse dieser Drehzapfen parallel zur Längsachse 24 und damit zur Fahrtrichtung des Drehgestells liegt und durch Bohrungen 11 in den Bauteilen 12, die die senkrechten Wände der öffnung 9 darstellen, hindurchgeht. An der Außenseite des Querträgers 1 und an der Innenseite der Öffnung 9 sind'um jeden Drehzapfen 10 herum Lagerstirnfiäohen 13 und 14 vorgesehen. Der Drehzapfen 10 ist in seinem Lager 17 im Querträger ι und in der Bohrung 11 der senkrechten Wand 12 frei drehbar und wird durch eine Beilegscheibe 15 sowie durch Gegenmuttern 16 an der von dem Querträger abgewandten Seite der senkrechten Wand 12 in seiner Lage gehalten. Der im Lager 17 des Querträgers 1 mit Schiebesitz gelagerte Abschnitt des Drehzapfens 10 hat größeren Querschnitt als der in der Wand 12 gelagerte Teil. Das Spiel zwischen der Oberseite und der Unter- g₀ seite des Querträgers r einerseits und den gegenüberliegenden Wänden der öffnung 9 andererseits ist so gewählt, daß nur eine beschränkte Winkelbewegung zwischen den Seitenteilen 2 und dem Querträger 1, d. h. Schrägstellung der Seitenteile gegenüber dem Querträger, möglich ist.

An jedem Ende der Seitenteile 2 ist ein Achsgehäuse 3 vorgesehen, in welchen jeweils die Enden der Achswellen 4, deren jede ein Radpaar trägt, gelagert werden können. Die Achslager sind", wie bekannt, beweglich angebracht, um zu ermöglichen, daß eine Winkelbewegung der Seitenteile 2 stattfindet, ohne die Drehachse der Räder zu beeinflussen. Eine Lagerschale 18 (Fig. 4) wird von dem Lagerzapfen 22 der Achswelle 4 innerhalb des _log Gehäuses 3 gestützt und stützt sich ihrerseits gegen ein Gleitstück 19 mit einer an sich bekannten teilzylindrischen Oberfläche 20, die so angeordnet ist, daß deren Mittelachse parallel zur Längsachse 24 des Drehgestells liegt und sich bei der normalen n₀ Stellung in der gleichen lotrechten Ebene wie die geometrische Achse des Drehzapfens 10 befindet. Die Oberfläche 20 des Gleitstückes 19 legt sich, wie gleichfalls bekannt, an eine ebene und im wesentlichen waagerechte Fläche 21 an der Unterseite der u₅ oberen Wand 23 des Achsgehäuses 3 an. Bei einer Schrägstellung der Seitenteile 2 rollt die Fläche 21 auf der zugehörigen Fläche 20 ab.

Der augenblickliche Mittelpunkt der Drehung (Drehmittelpunkt) der gelenkigen Verbindung zwisehen jedem Seitenteil 2 und jedem Achslager 3 für jede gegebene Winkelstellung ist der Berührungspunkt zwischen den zusammenwirkenden Flächen 20 und 21 des Gleitstückes 19 und der Wand 23 des Achslagers 3. Beim Ausführungsbeispiel liegen die augenblicklichen Drehmittelpunkte

für alle Winkelstellungen der Seitenteile 2 innerhalb des zugelassenen Winkelbewegungsbereichs oberhalb der geometrischen Achse der Drehzapfen ι o, die den Drehungsmittelpunkt der gelenkigen Verbindung zwischen den Seitenteilen 2 und dem Querträger ι bilden. Es ist klar, daß das Fahrzeug angehoben wird, wenn die Seitenteile 2 nach der einen oder anderen Seite aus ihren ursprünglichen lotrechten SteJktngen herausgeschwenkt werden.

ίο Das auf den Drehgestell-Drehzapfen 6 wirkende Fahrzeuggewicht liefert eine Rückstellkraft, um die Seitenteile 2 in ihre ursprüngliche Stellung zurückzuführen. Dort, wo es sich bei den beweglichen Verbindungen zwischen den Achslagern und den Seitenteilen 2 um aufeinander abrollende Teile 19,23 handelt, deren zusammenwirkende Flächen, den Flächen 20 und 21 ähneln, ergibt sich das erwünschte leichte Anheben des Fahrzeugs zur Erzeugung der Rückstellkraft, selbst wenn die augen-

ao blicklichen Drehmittelpunkte der Teile 19 und 23 unterhalb der Drehungsmittelpunkte der Drehzapfen 10 zwischen den Seitenteilen 2 und dem Querträger 1 liegen, vorausgesetzt, daß die Entfernung zwischen den augenblicklichen Drehmittelpunkten der Teile 19 und 23 und den jeweiligen Mittelpunkten der Drehzapfen 10 nicht größer ist als der Krümmungsradius der konvex gekrümmten Abrollfläche 21.

Das Gewicht des Fahrzeugs wird auf den Querträger 1 durch den nicht dargestellten Unterrahmen übertragen, der auf waagerechten Gleitplatten oder Flanschen 25 von Kolben 26 aufliegt, wobei diese Kolben 26 in senkrechten' Führungen 27 im oberen Steg 28 des Querträgers 1 laufen. Die Kolben greifen an den oberen Enden von vier Schraubenfedern an; diese Schraubenfedern sind im Innern des Querträgers untergebracht und stützen sich auf die Platten 29, die auf den unteren Flanschen 30 des Querträgers" angebracht sind.

Obwohl der Querträger 1 kräftig ausgeführt ist, ist er in jedem Falle, wie bekannt, genügend nachgiebig, um als auf Torsion beanspruchtes Bauteil zu wirken und so eine geringfügige Winkelbewegung eines Seitenteils 2 gegenüber dem anderen Seitenteil um die geometrische Mittelachse des Querträgers, das heißt um eine gegenüber dem Drehgestellrahmen quer liegende geometrische Achse, zu ermöglichen. Eine Bewegung dieser Art kann durch Unregelmäßigkeiten in der Gleisanlage hervorgerufen werden.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Teile des Drehgestells in gemeinsamer Ausführung dargestellt. Es versteht sich, daß die Erfindung in entsprechender Weise auch bei einem Drehgestell angeordnet werden kann, dessen Teile aus Profileisen zusammengeschweißt sind, wie es bei einem großen Teil von Drehgestellen heute üblich ist.

Gemäß der Erfindung ausgeführte Drehgestellrahmen werden sich allen normalen Unregelmäßigkeiten der Gleisanlage anpassen, und der Verschleiß sowohl der Schienen als auch der Spurkränze wird verringert. Darüber hinaus nimmt jedes Bauteil nur die konstruktiv vorgesehene Beanspruchung auf, und zwar sogar bei schlechtem Gleiszustand, und es braucht für übermäßig hohe Beanspruchungen kein Zuschlag vorgesehen zu werden, wie es bei den starreren Ausführungen von Drehgestellrahmen erforderlich ist.

Anspruch 1 schützt ausschließlich die Gesamtkombination seiner sämtlichen Merkmale. Die An-Sprüche 2 bis 5 gelten nur in Verbindung mit Anspruch i.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Drehgestell für Eisenbahnfahrzeuge und ähnliche Fahrzeuge mit zwei Seitenwangen, die durch einen das Fahrzeuggewicht tragenden Querträger unmittelbar verbunden und im Abstand gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwangen (2) mit den Enden des Querträgers (1) um parallel zur Fahrtrichtung liegende geometrische Achsen (z. B. von Drehzapfen 10) schwenkbar verbunden und auf den Achswellen (4) der Radsätze über bekannte gelenkige Achslagerverbindungen (19, 23) so abgestützt sind, daß die Seitenwangen entgegen der Wirkung einer Rückstellkraft eine begrenzte Winkelbewegung in Fahrzeugquerrichtung gegenüber dem Querträger und den Achswellen ausführen können.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkigen Achslagerverbindungen (19, 23) so angeordnet sind, daß die als Drehmitten bzw. als augenblickliche Drehmitten wirkenden Punkte der Berührungsflächen (20, 21) ihrer gelenkigen Teile in bezug auf die geometrische Drehachse der Drehzapfen (10) derart liegen, daß eine unter der Einwirkung" vorr Seitenkräften auftretende geringfügige Schrägstellung jeder Seitenwange (2) bewirkt, daß das Fahrzeug gegenüber den Achswellen (4) angehoben wird und das Gewicht des Fahrzeugs eine auf die Seitenwangen wirkende Rückstellkraft liefert.

3. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitten bzw. augenblicklichen Drehmitten der gelenkigen Achslagerverbindungen (19, 23) zwischen den Seitenwangen (2) und den Achswellen (4) oberhalb der Drehachsen der Drehzapfen (10) liegen.

4. Drehgestell nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkigen Achslagerverbindungen (19, 23). zwischen den fest an den Seitenwangen (2) sitzenden Lagergehäusen (3) und den Achswellen (4) der Radsätze, wie bekannt, zusammenwirkende Flächen (20, 21) aufweisen, von denen die eine Fläche (20), die auf einem auf der Achswelle ruhenden Teil (19) angebracht ist, konvex gekrümmt ist, so daß sie auf der anderen, im Innern des Achslagergehäuses befindlichen schwächer gekrümmten Fläche (21) abrollen kann.

5. Drehgestell nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (1) in eine in jeder Seitenwange (2) vorgesehene öffnung (9) hineinragt, wobei die Verbindung

derDretizapfen(io) innerhalb dieser öffnungvorgesehen ist, und daß zwischen dem Querträger und den die Öffnung umgrenzenden Wänden (12) der Seitenwangen (2) um den Drehzapfen herum Lagerstirnflächen· (13, 14) vorgesehen sind.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 266295, 394124, 903, 609 177, 705 934, 598 319; schweizerische Patentschrift Nr. 271 551; französische Patentschrift Nr. 946 468; USA.-Patentschriften Nr. 2 553 801, 2562573.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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