DEP0013225DA - Anordnung zur Verminderung des ungefederten Gewichtes von schnellfahrenden Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

Das ungefederte Gewicht eines Schienenfahrzeuges ist von ausschlaggebender Bedeutung für die Beanspruchung der Achsen und vor allem des Oberbaues, wenn die Fahrzeuge Betriebsbedingungen unterliegen, wie diese bei Vollbahnen, Strassenbahnen u.dgl. Bahnen auftreten. Die schlagartigen Beanspruchungen (Hammerwirkung) als Beschleunigungsgrössen wachsen quadratisch mit der Fahrgeschwindigkeit. Bei Feld- und Grubenbahnen spielt das ungefederte Gewicht wegen der geringen Geschwindigkeit keine Rolle.

Das ungefederte Gewicht bei schnellfahrenden Schienenfahrzeugen setzt sich zusammen aus den Gewichten der Räder, der Achse und der Lagerung. In dem Bestreben, das ungefederte Gewicht zu verringern, hat man Leichträder und Hohlachsen in Vorschlag gebracht.

Die Erfindung geht einen anderen Weg, indem sie vorschlägt, auf einer an den Tragfedern des Fahrzeuges nicht drehbar befestigten Achse oder Achsstummeln ein Räderpaar drehbar zu lagern, dessen Räder derart miteinander verbunden sind, dass Sinuslauf erzwungen wird.

Diese Ausbildung bringt durch Fortfall der Lagergehäuse bereits eine wesentliche Gewichtsverminderung und gestattet darüber hinaus, die Tragachse, die feststehend ist und rein statisch beansprucht wird, wesentlich schwächer und leichter als die rotierende und dynamisch beanspruchte Achse der bisher bekannten Radsatzbauarten auszulegen.

Es sind zwar auf einer feststehenden Achse unabhängig voneinander drehbar gelagerte Einzelräder in Vorschlag gebracht worden, sie haben sich aber wegen übergrosser Spurkranzabnutzung nicht bewährt. Bei einem Radsatz mit drehbarer, in besonderen Gehäusen an den Tragfedern gelagerter Tragachse mit einem auf der Tragachse drehbar gelagerten Räderpaar dient diese Anordnung der Verteilung der Horizontalstösse auf beide Schienen; eine Gewichtsverminderung ist nicht erreicht, im Gegenteil eine Gewichtsvermehrung gegenüber Radsätzen mit Festrädern, vor allem weil die Tragachse als drehbare Achse dynamisch beansprucht ist und zwei Lagerungen - Traglager für die Achse und Drehlager für die Räder - erfordert.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Abbildungen 1 - 3 verschiedene Ausführungsbeispiele der Anordnung nach der Erfindung dargestellt.

Im einzelnen zeigen:

Abbildung 1 eine Ausführung mit durchgehender Tragachse,

Abbildung 2 die Lagerung der Räder auf Achsstummeln,

Abbildung 3 eine besondere Achsform.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 ist 1 die durchgehende Tragachse, auf welcher die Räder 2 mittels Rollenlagern 3 gelagert sind. Die Achse 1 steht an ihren Enden mit den Tragfedern ohne Zwischenschaltung des üblichen Drehlagergehäuses in Verbindung und ist selbst nicht drehbar. Die beiden Räder 2 sind durch ein Rohrstück 4 miteinander verbunden. Dieses Rohrstück 4 ist mit seinem Bund 5 über einen inneren Labyrinthring 6 an der nach innen gekehrten Stirnfläche der Radnabe 7 z.B. durch Schrauben befestigt. In gleicher Weise ist das an dem anderen Ende der Tragachse 1 laufende Rad 2 mit dem rohrförmigen Verbindungsstück 4 verbunden.

Bei der Ausführungsform nach Abbildung 1 lässt sich der Achsquerschnitt der Tragachse 1 bedeutend verringern gegenüber der Tragachse eines gleichartig belasteten Festradsatzes, da die Tragachse beim Erfindungsgegenstand keine dynamischen Beanspruchungen erfährt. Eine weitere Gewichtsersparnis kann noch durch die Wahl eines besonders günstigen T-Querschnittes etwa nach Abbildung 3 erreicht werden.

Das rohrförmige Verbindungsstück 4 kann bei der Ausführungsform nach Abbildung 1 verhältnismässig dünnwandig ausgelegt werden, da es praktisch nur beim Kurvenlauf beansprucht wird, und zwar auf Verdrehen infolge des Gleitens eines der beiden Räder 2 auf der Schiene in der Kurve. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abbildung 2 ist der Rohrmittelteil 4 stärker zu be- messen, weil er ausserdem auch auf Biegung beansprucht wird, dafür entfällt aber der Gewichtsanteil des Mittelstückes der Tragachse 1.

In der Verbindung der Räder 2 kann eine Kupplung eingeschaltet werden, die während der Fahrt in der Geraden die Räder drehstarr verbindet, bei der Kurvenfahrt jedoch eine Verdrehung der Räder gegeneinander zulässt. Die Einstellung dieser z.B. als Rutschkupplung wirkenden Kupplung wird nach der Erfindung so gewählt, dass beim Kurvenlauf für die Dauer der Überschreitung eines eingestellten Drehmomentes, welches infolge Gleitens des einen Rades auftritt, die drehstarre Verbindung der Räder aufgehoben wird.

Claims (6)

1.) Anordnung zur Verminderung des ungefederten Gewichtes von schnellfahrenden Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer nicht drehbaren, fest mit den Tragfedern verbundenen Achse (1) oder Achsstummeln ein Räderpaar drehbar ist, dessen Räder (2) derart miteinander verbunden sind, dass Sinuslauf erzwungen wird.

2.) Radsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Räder (2) durch ein mit seinen Stirnenden an den Innenseiten der Räder anschliessendes rohrförmiges Mittelstück (4) zu einem Räderpaar verbunden sind.

3.) Radsatz nach den Ansprüchen 1 und 2 mit durchgehender feststehender Tragachse, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragachse (1) zwischen den Radlagerstellen einen vom Kreisquerschnitt abweichenden, z.B. I-förmigen Querschnitt aufweist.

4.) Radsatz nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit durchgehender feststehender Tragachse, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragachse (1) die vom Fahrzeuggewicht herrührende Biegungsbeanspruchung, das rohrförmige Mittelteil (4) die durch das Gleiten eines Rades beim Kurvenlauf auftretende Verdrehbeanspruchung aufnimmt.

5.) Radsatz nach den Ansprüchen 1 und 2 mit auf Achsstummeln laufenden Rädern, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Mittelteil (4) die gesamte dynamische Beanspruchung aufnimmt.

6.) Radsatz nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindung (4) der Räder (2) eine Kupplung eingeschaltet ist, die die drehstarre Verbindung der Räder beim Kurvenlauf auf die Dauer der Überschreitung einer einstellbaren Grösse des Verdrehmomentes zwischen den Rädern aufhebt.