DE1210026B

DE1210026B - Anordnung eines wiegenlosen zwei- oder mehrachsigen Drehgestells am Brueckenrahmen eines Schienenfahrzeuges

Info

Publication number: DE1210026B
Application number: DEM43615A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dreger; Dipl-Ing Siegfried Kademann
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1959-12-07
Filing date: 1959-12-07
Publication date: 1966-02-03

Description

Anordnung eines wiegenlosen zwei- oder mehrachsigen Drehgestells am Brückenrahmen eines Schienenfahrzeuges Bei Drehgestell-Schienenfahrzeugen ist es vorteilhaft, der Brücke gegenüber den Drehgestellen eine Querbeweglichkeit zu geben, wobei dem Querausschlag Rückstellkräfte entgegenwirken, welche die Brücke beim Nachlassen der auslenkenden Kräfte wieder in ihre Mittellage zurückführen. Dadurch werden von der Fahrbahn herrührende Querbeschleunigungen des Drehgestells nur vermindert an die Brücke weitergegeben und somit die Laufruhe des Fahrzeugs verbessert. Gleichzeitig muß jedoch die Schwenkbarkeit jedes Drehgestells um die lotrechte Drehachse und die Übertragung der Brückenlast - normalerweise über eine Brückenfederung - auf die Drehgestelle ermöglicht werden. In Fahrzeug-Längsrichtung ist meist eine spielfreie Verbindung zwischen Drehgestell und Brückenrahmen erwünscht.
Der bisher gebräuchlichste Weg, diese verschiedenen Bedingungen gleichzeitig zu erfüllen, ist die Verwendung eines sogenannten Wiegebalkens. Dieser besteht aus einem mittels Pendel am Drehgestellrahmen aufgehängten Querbalken, der meist auch die Brückenfederung enthält und in seiner Mitte die Drehpfanne und an seinen Enden gewöhnlich noch Gleitflächen für die seitliche Abstützung der Brücke trägt. Die Pendel ermöglichen die Seitenbewegung des Drehgestells und erzeugen zugleich die Rückstellkräfte.
Um die Abnutzung in den Pendelgelenken zu vermeiden, ist es auch bekennt, bei der Querbewegung des Wiegebalkens die als Schraubenfedern ausgebildeten Brückenfedern, die den Wiegebalken trägen, quer zu ihrer Achse zu verformen. Sie bilden dann eine elastische Rückstelleinrichtung.
In allen diesen Fällen ist aber der Wiegebalken vorhanden, der durch Längskräfte auf die Drehpfanne infolge der Zug- und Bremskräfte, oft auch durch die Brückenlast, auf Biegung beansprucht wird und deshalb ein beträchtliches Gewicht und Bauvolumen aufweisen muß. In Trieb-Drehgestellen fehlt aber meistens der Raum für die Unterbringung einer solchen Wiege, da die Antriebsorgane (Tatzenlager-Motoren, Gelenkwellen, Achsgetriebe üsw.) den Raum innerhalb des Rahmens weitgehend in Anspruch nehmen. Bei dreiachsigenDrehgestellen müßte die Wiege zudem im Bereich der Mittelachse liegen, wo ebenfalls kein Raum für sie verfügbar ist.
Es wurden deshalb schon wiegenlose Drehgestelle entwickelt, bei denen ein Drehzapfen unmittelbar in ein im Drehgestellrahmen befestigtes Lager eintaucht, während die Brückenlast getrennt hiervon über seitliche Gleitflächen, welche das Schwenken des Drehgestells um den Drehzapfen ermöglichen, auf den Drehgestellrahmen übertragen wird. Um auch hierbei eine Querbeweglichkeit der Brücke zu ermöglichen, wurde das Drehzapfenlager im Drehgestell gegen die Kraft von Rückstellfedern querverschiebbar angeordnet. Bei Querbewegungen der Brücke verschiebt sich die Brückenabstützung dann auf den Gleitflächen wie beim Schwenken des Drehgestells.
Hierin liegt jedoch ein großer Nachteil: Die Verschiebung auf den Gleitflächen ist mit einem beträchtlichen Reibungswiderstand verbunden. Um eine Rückführung der Brücke in die Mittellage sicherzustellen, muß die Rückstelikraft bereits bei kleinsten Querausschlägen mindestens so groß sein wie der Reibungswiderstand in ungünstigen Fällen. Querkräfte, die kleiner als der doppelte Reibungswiderstand an den Gleitflächen sind, rufen dann keine Querverschiebung zwischen Drehgestell und Brücke hervor. Sie werden vom Drehgestell genau so auf die Brücke übertragen, als ob beide starr verbunden miteinander wären. Da aber die kleineren Seitenkräfte unter dieser Grenze ungleich häufiger auftreten als große, ist der Erfolg dieser Anordnung zur Verbesserung der Laufruhe sehr gering.
Die geschilderten Nachteile der Wiege und der bekannten wiegenlosen Bauart sollen durch die Erfindung vermieden werden. Es soll eine raumsparende, wiegenlose Anordnung geschaffen werden, bei der auch kleinere Querkräfte bereits einen Querausschlag der Brücke gegen das Drehgestell bewirken. Die Erfindung gehtyon einem bekannten wiegenlosen Drehgestell aus, das seitliche Federstützen und einen im Brückenträger befestigten, von senkrechten Kräften entlasteten Drehzapfen aufweist, welcher in einen beschränkt raumbeweglichen Gleitstein eintaucht, der im Drehgestelliahmen zwischen zwei Anschlägen seitlich geführt ist und auf -den zu den in Querrichtung rückstellenden Kräften der Federstützen parallel geschaltete Rückstellfedern einwirken. Bei einem derartigen Drehgestell wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brückenträger auf dem Drehgestellrahmen über die seitlichen Federstützen und einen im Drehgestellrahmen in der Ausgangslage gegenüber dem Drehzapfen konzentrisch gelagerten Schwenkrahmen abgestützt ist, der mit dem Brückenträger über Lenker verbunden ist und die Last in üblicher Weise über Gleitstücke auf den Drehgestellrahmen überträgt.
Der Schwenkrahmen wird bei Drehgestellausschlägen um den Drehzapfen von der Brücke festgehalten. Dieser Ausschlag geht also wie erwünscht unter Reibungsdämpfung und ohne Rückstellkräfte vor sich. Seine Größe wird nicht durch die Querverformbarkeit der Brückenfedern begrenzt. Bei Querbewegungen der Brücke gegen das Drehgestell jedoch bleibt der Schwenkrahmen gegenüber dem Drehgestell in Ruhe. Die Querkräfte werden reibungsfrei und rein elastisch von den Rückstellfedern am Drehzapfen und von den quer zu ihrer Achse verformten Schraubenfedern der Brückenfederung aufgenommen, so daß auch kleinere Querkräfte schon einen Querausschlag der Brücke verursachen und damit abgeschwächt auf die Brücke übertragen werden. Durch die zusätzlichen Rückstellfedern am Drehzapfen ist es möglich, die Schraubenfedern der Brückenfederung nach den Erfordernissen der lotrechten Abfederung zu bemessen und dennoch die gewünschte Querfederungscharakteristik zu erzielen. Gegenüber der Verwendung eines Wiegebalkens besteht der Vorzug darin, daß Drehzapfen und Laststützpunkte nicht in einer Querebene zu liegen brauchen. Der Schwenkrahmen ist frei von Biegemomenten in vertikaler Ebene und hat auch keine Zug- oder Bremskräfte zu übertragen. Er kann deshalb ganz flach und leicht ausgebildet werden und an der Oberseite des Drehgestells aufliegen, unabhängig davon, wie tief das Drehgestell am Drehzapfen angelenkt ist. Der Raum unter dem- Schwenkrahmen bleibt deshalb völlig für die Antriebselemente und einem eventuellen Radsatz in seinem Bereich frei.
Die Öffnung des Schwenkrahmens wird zweckmäßig so groß gehalten, daß der Drehzapfen seinen Anschlag erreicht, ehe er den Schwenkrahmen berührt. Die Lagerung des Schwenkrahmens im Drehgestell, dessen Teil er bildet, kann entweder als Gleitlager oder als Kugellager ausgebildet sein.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt: Es zeigt A b b. 1 den Längsschnitt durch ein Drehgestell mit einem Teil des Fahrzeugrahmens nach Linie I-I ,der A b b. 2, A b b. 2 einen Schnitt nach Linie II-I1 der A b b. 1, A b b. 3 einen Schnitt nach Linie III-11I der A b b. 2 und A b b. 4 eine andere Ausführungsform der Schwenkrahmenlagerung.
Das Schienenfahrzeug enthält den Rahmen 1 mit der Brücke 11 und trägt für jedes anzulenkende Drehgestell einen Drehzapfen' 3. Das Drehgestell weist die Radachsen 4@ in an= sich bekannter Weise auf.
.Zwischen. der . -Brücke 11- und .dem Drehgestellrahmen 2 ist der Schwenkrahmen 5 angeordnet, der über Federstützen 6 in Querrichtung pendelnd gegen die Brücke 11 abgestützt ist. Weiter ist der Schwenkrahmen 5 auf einer in der Ausgangslage konzentrisch zum Drehzapfen 3 gelagerten Führung 7 des Drehgestellrahmens 2 abgestützt, die bei waagerechten Drehgestellanschlägen durch die Brücke 11 über Lenker 8 mitgenommen wird. Die Lenker 8 sind an den Gelenken 9 am Brückenrahmen 1 und den Gelenken 10 am Schwenkrahmen 5 angeschlossen. Der Schwenkrahmen 5 bildet einen Teil des Drehgestelles und hat eine weite Öffnung 13, die eine Querbewegung des Drehgestellrahmens 2 gegenüber dem Drehzapfen 3 zuläßt. Der Drehzapfen 3 taucht in einen eine Raumbewegung ermöglichenden Gleitstein 14, der im Drehgestelliahmen 2 quer zur Fahrtrichtung geführt ist und je einen Endanschlag 19 trägt. Rückstellfedern 18 sind zu den Federstützen 6 parallel geschaltet.
Der Schwenkrahmen 5 ist gegenüber der Führung 7 durch ein Gelitlager 15 zentriert; welches mit dem Raum 16 des Gleitsteines 14 in Verbindung steht, der eine Schmierölfüllung aufweist. Der Schwenkrahmen 5 kann auch gemäß A b b. 4 durch ein Kugellager 17 gegenüber der Führung 7 des Drehgestellrahmens 2 zentriert sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung eines wiegenlosen zwei- oder mehrachsigen Drehgestells am Brückenrahmen eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Triebdrehgestells, unter Verwendung von seitlichen Federstützen und eines im Brückenträger angeordneten, von senkrechten Kräften entlasteten Drehzapfens, der in einen beschränkt raumbeweglichen Gleitstein eintaucht, der im Drehgestellrahmen zwischen zwei Anschlägen seitlich geführt ist und auf den Rückstellfedem einwirken, die zu den in Querrichtung wirksamen rückstellenden Kräften der Federstützen parallel geschaltet sind, dadurch ge.kennzeichn e t, daß der Brückenträger (11) auf dem Drehgestellrahmen (2) über die seitlichen Federstützen (6) und einem im Drehgestellrahmen in der Ausgangslage gegenüber dem Drehzapfen (3) konzentrisch gelagerten Schwenkrahmen (5) abgestützt ist; der mit dem Brückenträger über Lenker (8) verbunden ist und die Last in üblicher Weise über Gleitstücke (12) auf den Drehgestellrahmen überträgt.
2. Drehgestellanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkrahmen (5) den Drehzapfen (3) mit einer Öffnung (13) umschließt, die so weit ist, daß Querbewegungen des Drehgestellrahmens (2) gegenüber dem Drehzapfen gewährleistet sind.
3. Drehgestellanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkrahmen (5) durch ein im Drehgestellrahmen (2) angeordnetes Gleitlager (15) zentriert ist, das mit dem Raum (16) des Gleitsteines (14) in Verbindung steht und gemeinsam mit dem Gleitstein durch dieselbe ölfüllung geschmiert wird.
4. Drehgestellanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkrahmen (5) durch ein im Drehgestellrahmen (2) angeordnetes Kugellager (17) zentriert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 898155; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1745 634; französische Patentschriften Nr. 812 534, 1163 247, 1163 874; USA.-Patentschrift Nr. 2 743 681.