DE1088085B - Achslager fuer Eisenbahnfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Achslager für Eisenbahnfahrzeuge, bei dem der Achszapfen mit einer harten, verschleißfesten Lauffläche umgeben ist und in einer im Achsgehäuse befestigten Lagerbüchse läuft, die den Achszapfen umschließt.

Es ist stets die Aufgabe jeder Entwicklung, eine Herabsetzung der Kosten ohne Verminderung der technischen Güte zu erreichen. Bei Lagern von Eisenbahnfahrzeugen, die bekanntlich eine kürzere Lebensdauer haben als das Fahrzeug, in dem sie verwendet werden, werden die tatsächlichen Kosten beträchtlich durch die Kosten des Auswechselns verbrauchter Lager beeinflußt. Ein leichtes Auswechseln des Achslagers ist daher von wesentlicher Bedeutung.

Die Lösung dieser Aufgabe wird jedoch durch mehrere sich widersprechende Forderungen erschwert. So müssen der Achszapfen und die Lagerbüchse genau ausgerichtet sein, andererseits muß zwischen diesen beiden Teilen ein ausreichendes Axialspiel bestehen. Dieses Axialspiel erschwert wegen der dabei eintretenden Pumpwirkung die Schmierung, so daß besondere Schmiereinrichtungen vorgesehen werden müssen.

Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten überwunden, und zwar durch die Vereinigung folgender an sich bekannter Merkmale:

Eine Öffnung, die in dem unteren Teil der Lagerbüchse zum Zuführen von Schmiermittel zum Achszapfen vorgesehen ist; ein auf dem Achszapfen sitzender, gehärteter Druckring mit einer Anlauffläche, die der Stirnfläche der Lagerbüchse gegenüberliegt; eine Öldichtung zwischen der zylindrischen Außenfläche des Druckringes und dem Achsgehäuse; eine Dochtschmierung für die Anlauffläche des Druckringes und die dieser benachbarte Fläche der Lagerbüchse, von denen das Schmiermittel über eine Nut zum unteren Teil des Achsgehäuses gelangt, wenn diese Flächen eine axiale gegenläufige Bewegung ausführen.

Die Lagerbüchse mit einer radialen Öffnung ist billig zu fertigen und leicht zu ersetzen. Dadurch, daß die Stirnfläche des gehärteten Druckringes einen Abstand von der benachbarten Stirnfläche der Lagerbüchse hat und nur zuweilen eine Berührung der Stirnflächen beim Auffangen des axialen Schubes eintritt, ist eine Fertigung der Lagerwelle ohne Forderung enger Toleranzen möglich, wodurch die Herstellung verbilligt und das Auswechseln erleichtert wird.

Die öldichtung zwischen der zylindrischen Fläche des Druckringes und dem Achsgehäuse ergibt eine bessere Abdichtung gegenüber einer Dichtung zwischen dem Achszapfen und dem Achsgehäuse: denn der harte und genau bearbeitete Druckring sichert nicht nur anfänglich eine gute Abdichtung, sondern bedingt auch eine geringere Abnutzung der Dichtung, deren Lebensdauer somit erhöht wird. Da die Dich-Achslager für Eisenbahnfahrzeuge

Anmelder:

General Motors Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.) ·

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Vorwerk

und Dipl.-Ing. K. Walther, Patentanwälte, Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 22. August 1955 und 20. Februar 1956

Earl James Clark, Indianapolis, Ind. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

tung zwischen zwei zylindrischen Flächen liegt, kann sie auch dann nicht zerstört werden, wenn Axialbewegungen des Achszapfens im Lager eintreten. Die Dichtung bedarf auch keiner genauen Einstellung, die später überwacht werden müßte.

Die Dochtschmierung für die Stirnfläche des Druckringes und die Nut zur Ableitung des Schmiermittels von dieser Stirnfläche in den unteren Teil des Achsgehäuses ergeben bei axialer Bewegung des Achszapfens im Lager eine Dämpfung durch das Schmiermittel, das hierbei aus dem Spalt verdrängt wird, der von den Stirnflächen des Druckringes und der Lagerbüchse gebildet wird. Ohne die Nut würde das öl bei jeder axialen Verlagerung des Achszapfens durch die Dichtung hindurch aus dem Lager gedrückt werden, so daß ein untragbarer Ölverlust die Folge wäre.

All diese Vorteile werden durch die Gesamtkombination aller einzeln an sich bekannten Merkmale erreicht; es wird daher Schutz nur für diese Gesamtkombination der im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale beansprucht.

Weitere Merkmale gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, für die Schutz ausschließlich in Verbindung mit dem Anspruch 1 geltend gemacht wird.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein Achslager nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 ein Teil der Fig. 1 in größerem Maßstab,

009 589/100

Fig. 4 ein Längsschnitt durch eine abgewandelte Achslagerbauart und

Fig·. 5 der dazugehörige Querschnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Achszapfen 10 der Achswelle eines Eisenbahnfahrzeuges trägt einen Napf 12 aus gehärtetem Stahl, dessen büchsenartiger Teil 14 auf den Achszapfen 10 aufgeschrumpft ist. Zusätzlich ist der Napf 12 durch Schraubenbolzen 16 und 18 am Achszapfen 10 befestigt. Eine Sicherung 20 verbindet die Schraubenbolzen 16 und 18 miteinander und verhindert, daß diese sich drehen. Die Büchse 14 stellt somit praktisch einen Teil des Achszapfens 10 dar. Der Napf 12 kann unabhängig von der Büchse 14 entfernt werden.

Eine Lagerbüchse 22 umgibt die Büchse 14 des Achszapfens 10. Sie hat im unteren Bereich eine öffnung 24, in der eine filz- oder ähnliche schmierdochtartige Einrichtung 26 angeordnet ist. Die Schmierdochteinrichtung 26 wird von einem Metallblechrahmen 28 getragen und durch Federn 30 an die Büchse 14 gedrückt.

Die Lagerbüchse 22 ist mittels Stiftschrauben 34 in dem Achsgehäuse 32 befestigt. Dieses hat an der Stirnseite eine Öffnung 36 zum Einfüllen von Öl, die normalerweise durch einen Schraubstopfen 38 verschlossen ist. An der äußeren Stirnfläche trägt das Achsgehäuse 32 Rippen 40 zur Wärmeableitung. In der Stirnfläche befindet sich ferner eine Öffnung 42, die durch einen siebartigen Einsatz 44 verschlossen ist. Dieser Einsatz 44 (Fig. 3) besteht aus einem inneren Napf 46 aus Metallblech mit Löchern 48, einem zweiten Napf 50 aus Metallblech mit einer zentralen Öffnung 52 und einem dritten Napf 54 mit mehreren am Umfang liegenden Löchern 56. Der Raum zwischen den Näpfen 46 und 50 ist mit einem Filterstoff angefüllt, beispielsweise mit Filz oder einem Drahtgeflecht 57. Die Löcher 48, 52 und 56 in den Näpfen 46, 50 und 54 sind so angeordnet, daß die Luft, die den Entlüftungseinsatz 44 durchströmt, einem gewundenen Weg folgen muß. Deshalb kann die Luft in beiden Richtungen durchströmen, während das Öl in dem Achsgehäuse 32 zurückgehalten wird. Der Entlüftungseinsatz 44 wird in dem Achsgehäuse 32 durch den Ring 58 festgehalten.

An der anderen Stirnseite des Achsgehäuses 32 befindet sich eine Öldichtung 62, die von einem Ring 60 getragen wird und gegen einen gehärteten Druckring 66 anliegt. Der Druckring 66 ist auf den Achszapfen 10 aufgeschrumpft. Er liegt mit seiner Kante 67 und der Rippe 68 an dem Achszapfen an, zwischen denen der Ringraum 69 liegt. Ferner ist ein Raum 72 durch Ausschneiden eines Teiles des Ringes 66 gebildet. Die Anlauffläche 73 des Druckringes 66 hat normalerweise einen Abstand von der Stirnfläche der Lagerbüchse 22, so daß ein Ringraum 74 gebildet wird. Bewegt sich indessen das Fahrzeug in einer Kurve oder unterliegt es seitlichen Kräften, so verursacht die Axialbewegung zwischen der Lagerbüchse 22 und Achswelle, daß der Ringraum 74 verschwindet, so daß die Stirnfläche der Lagerbüchse 22 an der Anlauffläche 73 des Druckringes 66 anläuft.

Zur Schmierung der Anlauffläche 73 dient ein Schmierdocht 75, dessen unteres Ende in das Öl im Achsgehäuse 32 eintaucht und dessen oberes Ende in einem Schlitz im unteren Teil der Lagerbüchse 22 endet. In diesem Bereich der Lagerbüchse 22 hat das Achsgehäuse 32 eine Ringnut 76, über die überschüssiges Öl in das Achsgehäuse 32 zurücklaufen kann.

Der obere Teil des Achsgehäuses 32 hat eine Sitzfläche 78, die gegen eine Abstützplatte 80 anliegt, welche in dem üblichen Außengehäuse 82 sitzt. Der mit 84 bezeichnete Ansatz am Außengehäuse 82 wird nicht benötigt.

Die über den ganzen Umfang tragende Lagerbüchse 22 sichert bei dem erfindungsgemäßen Achslager eine gute Ausrichtung von Achszapfen und Lager, während bei bekannten Lagerbauarten der Achszapfen unter ungünstigen Betriebsbedingungen aus der Lagerbüchse herausspringen kann. Durch die harte und auswechselbare Büchse 14 wird die Abnutzung des Achszapfens bzw. die Gefahr des Fressens stark vermindert. Das Lager wird durch die Schmierdochteinrichtung 26 wirksam geschmiert, die gegen den Achszapfen anliegt, ohne von ihm mitgenommen zu werden. Die Öldichtung 62 hält das Öl im Achsgehäuse zurück und verhindert andererseits das Eindringen von Schmutz in das Gehäuse. Die Lebensdauer der Öldichtung wird dadurch erhöht, daß der Druckring 66 eine glatte, harte Lauffläche hat. Die Verwendung einer derart einfachen Dichtung ist möglich, weil die axiale Bewegung des Achszapfens durch das Lager gesteuert wird. Die Laufeigenschaft des Lagers wird verbessert durch die unmittelbare Schmierung der Anlauffläche 73 des Lagers durch den Docht 75 und durch die A^erwendung des auf den Achszapfen aufgeschrumpften Druckringes 66 aus gehärtetem Stahl.

Da die Lagerbüchse 22 eine große Berührungsfläche mit dem Achsgehäuse 32 hat, wird auch die Wärmeabfuhr verbessert. Eine weitere Verbesserung der Wärmeabfuhr ergibt sich dadurch, daß der untere Teil der Lagerbüchse 22 in der Nähe des Ölsumpfes im Achsgehäuse 32 liegt. Auf die Lagerbüchse 22 spritzendes Öl erhöht noch den Wärmeübergang auf das Achsgehäuse 32. Der Entlüftungseinsatz 44 gestattet einen leichten Ausgleich zwischen der Luft in dem Achsgehäuse 32 und der Außenluft, so daß die Druckunterschiede im Achsgehäuse 32 herabgesetzt werden, die anderenfalls Ölverluste durch die Öldichtung verursachen würden.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 4 und Fig. 5 ist ein zweites Drucklager an der äußeren Stirnfläche des Achszapfens 10 vorgesehen. Dieses besteht aus der Druckplatte 33, die mit Schraubenbolzen 35 abnehmbar am Achszapfen 10 befestigt ist. Die Druckplatte 33 hat eine nach innen zu gerichtete gehärtete Anlauffläche 39, die von der äußeren Stirnfläche der Lagerbüchse 22 einen Abstand hat, um ein geringes axiales Spiel des Achszapfens 10 zu ermöglichen. Dies wird durch eine eingesetzte Abstandsplatte 43 erreicht. Lappen 45 am Umfang der Abstandsplatte 43 greifen in Schlitze am äußeren Ende der gehärteten Büchse 14 ein, die den Achszapfen 10 umschließt. Auf diese Weise ist die Büchse 14 mechanisch mit dem Achszapfen 10 verriegelt, anstatt wie beim ersten Ausführungsbeispiel auf diesen aufgeschrumpft zu sein.

Bei der abgewandelten Bauart besteht die Schmierung für die Lagerbüchse 22 aus einer Anzahl von Filzstreifen 51, die in einem Halter 53 angeordnet sind und in das Schmiermittel hineinragen. Zwischen den einzelnen Filzstreifen 51 sind Trennplatten 55 vorgesehen. Das gesamte Schmierpolster wird durch Niete oder Stifte 59, die sich zwischen den Enden des Halters 53 erstrecken, zusammengehalten. Für die Schmierung der Anlaufflächen der Lagerbüchse 22 und der Druckplatte 33 dient ein zweiter Schmierdocht 63. Die Schmierdochte 63 und 75 werden· in ihren Nuten durch federnde Klammern 70 festgehalten und können somit leicht ausgebaut werden.

Um einem Ölverlust aus der innenliegenden Ringnut 76 infolge der Pumpwirkung bei axialer Bewegung des Achszapfens 10 im Lager vorzubeugen, ist die Ringnut 76 über Längskanäle 77 in der Lagerbuchse 22 mit der an der vorderen Stirnseite des Achs- s gehäuses 32 befindlichen Kammer verbunden, die über den Entlüftungseinsatz 44 entlüftet ist.

Die Lagerbüchse 22 ist in dem Achsgehäuse 32 durch Dübel 90 festgelegt, die in radialen Bohrungen im Achsgehäuse 32 und in der Lagerbüchse 22 liegen. Die Räume zwischen den inneren Stirnflächen der Dübel 90 und der Büchse 14 bilden Kammern 91, die als Speicher für das Schmiermittel dienen.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE: lg

1. Achslager für Eisenbahnfahrzeuge, bei dem der Achszapfen mit einer harten, verschleißfesten Lauffläche umgeben ist und in einer im Achsgehäuse befestigten Lagerbuchse läuft, die den Achszapfen umschließt, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender einzeln an sich bekannter Merkmale: eine Öffnung (24) in dem unteren Teil der Lagerbuchse (22) zum Zuführen von Schmiermittel zum Achszapfen (10, 14); ein auf dem Achszapfen (10) sitzender, gehärteter Druckring (66) mit einer Anlauffläche (73), die der Stirnfläche der Lagerbüchse (22) gegenüberliegt; eine Öldichtung (62) zwischen der zylindrischen Außenfläche des Druckringes (66) und dem Achsgehäuse (32); eine Dochtschmierung (75) für die Anlauffläche (73) des Druckringes und die dieser benachbarte Fläche der Lagerbüchse, von denen das Schmiermittel über eine Nut (76) zum unteren Teil des Achsgehäuses gelangt, wenn diese Flächen eine axiale, gegenläufige Bewegung ausführen.

2. Achslager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Entlüftungsöffnungen (48, 52 und 56) im Achsgehäuse (32), die zwar das Durchströmen von Luft gestatten, den Austritt von Öl aus dem Achsgehäuse dagegen verhindern.

3. Achslager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der öffnung (24) der Lagerbuchse (22) eine Schmierdochteinrichtung (26) vorgesehen ist, die federnd gegen die Lauffläche des Achszapfens (10) gedrückt wird.

4. Achslager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Oberfläche des Achszapfens (10) durch eine auf ihn aufgeschrumpfte, entfernbare harte Büchse (14) gebildet wird.

5. Achslager nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernbare Büchse (14) napfartig ausgebildet und durch Schraubenbolzen (16 und 18) am Achszapfen (10) befestigt ist.

6. Achslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierdocht (75) für die Anlauffläche (73) des Druckringes (66) von einer federnden Klammer (70) gehalten wird, die in eine ■Nut im unteren Teil der Stirnfläche der Lagerbüchse (22) eingreift.

7. Achslager nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Druckring in Form einer Druckplatte (33) an der äußeren Stirnfläche des Achszapfens (10) vorgesehen ist.

8. Achslager nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckplatte (33) und der äußeren Stirnfläche des Achszapfens (10) eine Abstandsplatte (43) vorgesehen ist, die mit mindestens einem Lappen (45) in einen Schlitz am Ende der den Achszapfen umschließenden Büchse (14) eingreift.

9. Achslager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens einen Längskanal (77) in der Lagerbüchse (22), der die an den inneren und äußeren Enden des Achsgehäuses (32) im Bereich der beiden Drucklager liegenden Räume miteinander verbindet.

10. Achslager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dübel (90") eine Drehung und Längsbewegung zwischen dem Achsgehäuse (32) und der Lagerbüchse (22) verhindert, der in einer radial gerichteten Bohrung im Achsgehäuse (32) und der Lagerbüchse (22) liegt, und der innere Teil der Bohrung in der Lagerbüchse zugleich als Ölbehälter dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 26 770, 597 203,

702128, 898 007;

französische Patentschriften Nr. 1 048 042,

600;
USA.-Patentschriften Nr. 2 150 935, 2 207 751,

386 121, 2 691 555.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 589/100 8.60