DE2158357A1

DE2158357A1 - Radsatzanlenkung an verwindungsweichen drehgestellen fuer schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2158357A1
Application number: DE2158357A
Authority: DE
Inventors: Helmut Thum
Original assignee: Wegmann and Co GmbH
Current assignee: Wegmann and Co GmbH
Priority date: 1971-11-25
Filing date: 1971-11-25
Publication date: 1973-05-30
Also published as: FR2163098A5; DE2158357C3; IT970364B; AT317987B; US3839969A; CH557762A; DE2158357B2

Description

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Akte 71-10/20-181

?Λ. November 1971 WFAa

Firma tfegmann ^;c Co., 35 Hassel, Wolfhager Str. 77-79

-Radsatzanlenkung an· verwindungsweichen Drehgestellen für Schienenfahrzeuge.

Gegenstand der Erfindung ist eine Radsatζanlenkung an verwindnn^sweichen Drehgestellen für Schienenfahrzeuge.

Es ,sind Hadsatzanlenkungen bekannt, bei denen in Drehp-estelllängsrichtung gesehen vor und hinter jedem Rollenachslagergehäuse je ein Rahmenstützlager angeordnet ist, das zwei jeweils mit dem Drehgestellrahmen bzw. dein Rollenachslagergehäuse über einen in eine Bohrung eingreifenden Führungszapfen verbundene Widerlager aufweist, zwischen denen gummielastischeSchichten angeordnet sind. Bei den bekannten Radsatzanlenkungen stehen die -Führun^szapfen, mit denen die Rahmen stützlager am Drehgestellrahmen bzw. am fiollenachslagergehause gelagert sind, zentrisch zueinander. Da zwangsläufig zwischen den Aufnahmebohrungen im rechten und linkei.^. am Radsatz angeordneten Rollenachslagerge- · hfiuse für die Führungszapfen des Rahmenstützlagers und den ΑμΓ-n-ihmebohrungen im Drehgestellrahmen für die Führ ungs zap fen des iiahinenotützlagers Bautoleranzen vorhanden sind, müssen besondere Maßnanmen getroffen werden, diese Bautoleranzen auszugleichen. Die einfachste derartige iuaßnahme besteht darin, das Axialspiel innerhalb der ■llenachslager so zu vergrößern, daß die Bautoleranzen von -«^erif.'ia Axialspiel aufgenommen werden» Konstruktionen dieser Art sind bekannt. Sie haben den wachteil, daß mit

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zunehmender Bautoleranz je nach der Richtung der wirkenden Ouerkraft eines der beiden Achslager einen größeren Anteil dieser 'iuerkraft aufzunehmen hat. Es kann auch, je nachdem wie p;roß das betreffende Axialspiel gewählt ist, vorkonimeii, daß die Axialspie !vergrößerung voll durch die Bautoleranzen aufgebraucht wird»

Bei Versuchen mit schnellfahrenden Schienenfahrzeugen hat sich ergeben, daß es von großem Vorteil für die Stabilität des Radsat zlaufes ist, vienn in den Rollenachslagern ein freies Axialspiel vorhanden ist, weil auf diese V/eise die iaasse des Drehgestellrahmens weitgehend vom Radsatz entkoppelt ist. Der Radsatz kann daan ungehindert die bekannte Wellenlaufbewegung ausführen, ohne den Drehgestellrahmen insbesondere da^n, wenn zwischen Drehgestellrahmen und Wagenkasten eine Drehhemmung angeordnet ist, gleichfalls zu einer Wexlenlaufbewegung anzuregen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe Destand darin, eine Radsatzanlenkung zu schaffen, bei der die üautolerauzen in den Abstandsmaßen zwischen den .Bohrungen im Rollenachslagergehäuse und den Bohrungen im Drehgestellrahmen ausgeglichen werden .Können, ohne daß das freie Axialspiei in den Rollenachslagern oeeinträchtigt wird. Außerdem soll die Montage des Drehgestelles in einfacher Weise und ohne besondere meßvorgänge für die Lage des Drehgestellrahmens in Querrichtung zu den Radsätzen möglich sein.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht bei einer Radsatzanlenkung der oben erwähnten Bauart erfindungsgemäß dadurch, daß bei jedem der Rahmenstützlager die dem Rollenachslagergehäuse zugeordnete Bohrung gegen die dem Drehgestellrahmen zugeordnete Bohrung in Drehgestell^ängsrichtung versetzt angeordnet ist und jedes Rahmenstützlager zusätzlich über eine Schraubverbindung mit dem Rollenachslagergehäuse verbunden J.st, wobei die am Rollenachslagergehäuse angeordneten SchravJiurchgangslöcher einen größeren Durchmesser aufweisen als die zugehörigen Schraubenbolzen.

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Wie 'veiter unten ausführlich erläutert, ist es mit der erfindungsgemäßen Rads at ζ anlenkung möglich, die erwähnten Bautoleranten in einfacher V/eise auszugleichen, ohne daß das freie Axi.-lspiel im Rollenachslager "beeinträchtigt wird. Durch diesen Ausgleich der Bautoleranzen wird, wie. bereits erwähnt, erreicht, daß alle vier Rahmenstützlager on einem Radsatz in etwa den g] oi.chen Anteil der 'Juerkräfte zwischen Drehgestellrahmen und Radsatz ÜDernehmen. Dies ist für die Dimensionierung der Bauteile von erheblichem Vorteil.

Ii3 hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei den zu beiden Seiten eines Rollenachslagergehäuses angeordneten Rahmenstütziagern die Bohrungen bzw. Führungszapfen spiegelsymmetrisch zur Radachse angeordnet sind. Bei einer besonders vorteilhaften Ausfuhr ungs form sind die den RollenachsQagergehausen zugeordneten Bo?\tiungen gegen die dem Drehgestellrahmen zugeordneten Bohrungen, bezogen auf die jev/eilige Radachse, nach außen versetzt.

'./oiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Differenz zwischen dem Durchmesser der Schraubendurchgangslöcher im Rollenachslagergehäuse und den Schraubenbolzen in der Größenordnung der maximal auftretenden Bautoleranzen zwischen den gegenseitigen Abständen der den Rollenachalagergehäusen, bzw«, dem Drehgestellrahmen zugeordneten Bohrungen in Drehgestellquerrichtung liegt.

Da die erfindungsgemäße Radsatzanlenkung vor allem für schnellfahrende Schienenfahrzeuge mit für überkritischen Wagenlauf ausgelegten Drehgestellen gedacht ist, hat es sich gemäß einem älteren Vorschlag beim G-egenstand der Erfindung als zweckmäßig erwieren, wenn die Widerlager der Rahmenstützlager jeweils zwei dachförmig gegeneinander geneigte, symmetrisch zu einer vertikalen sJbene angeordnete Stützflächen aufweisen, deren Firstlinien hornzontax und im wesentlichen in Drehgestellüngsrichtung

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verlaufen. Durch, diese Ausbildung der Stützflächen wird erreicht, daß die Federung in Fahrzeuglängsriehtung weicher ist als in Fahrzeugquerrichtung. Hierdurch wird ein besonders stabiler Lauf der Radsätze erreicht.

Im folgenden werden anhand eines in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Radsatζanlenkung näher erläutert.

Figur 1 zeigt in vereinfacher Darstellung eine Seitenansicht eines Drehgestelles mit der erfindungsgemäßen Radsatzanlenkung.

Figur 2 ist eine Aufsicht auf das Drehgestell gemäß Figur 1 mit teilweise aufgebrochenem Drehgestellrahmen.

Figur 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III in Figur 2.

Figur 4 ist eine Teilaufsicht gemäß Figur 3· Figur 5 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Hälfte des Drehgestelles gemäß den Figuren 1 und 2.

Das in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Drehgestell besitzt einen Drehgestellrahmen 1 an dem die Radsätze 2 und 3 angeordnet sind. Hierbei sind die Rollenachslager für den Radsatz 2 in den Rollenachslagergehäuseu 4a und 4b und die Rollenachslager für den Radsatz 3 in den Rollenachslagergehäuseu 5a und 5b angeordnet. Der Drehgestellrahmen 1 stützt sich über die Rahmenstützlager 6ab, 7ab, 8ab und 9ab auf den Rollenachslagergehäusen 4ab und 5ab ab. Wie in den Figuren 1 und 2 angedeutet, sind die Rahmenstützlager über Führungszapfen 16ab, 17ab, 20a und 21a am Drehgestellrahmen 1 gelagert, und üoer -^ührungszapfen 18ab, 19ab, 22a und 23a mit den Rollenachslagergehäusen verbunden. Die Führungszapfen 18ab und 19ab sind hierbei gegen die Führungszapfen 16ab und 17ab bezogen auf die Radachse 2 nach außen in Drehgestellängsrichtung versetzt angeordnet. Ebenso sind die Führungszapfen 22a und 23a gegen die Führungszapfen 20a und 21a in Bezug auf die Radachse 3 nach außen in Drehgestellängsrichtung versetzt angeordnet.

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In den Figuren 3 und 4 ist eine der vier Radsatzanlenkungen des in Figur 1 und 2 dargestellten Drehgestelles zur Verdeutlichung vergrößert dargestellt. Aus Figur 3 und 4 läßt sich entnehmen, daß das Rahmenstützlager 8a ein oberes Widerlager 10 und ein unteres Widerlager 11 aufweist. Das obere Widerlager 10 "besitzt einen -führung s zap fen 20a, der in einer Bohrung 30 des Drehgesteilrahmens 1 gelagert ist. Das Widerlager 11 ist mit dem Rollenachslagergehäuse 5a über einen Führungszapfen 22a verbundexi, der in einer -Bohrung 32 des Widerlagers 11 und einer .Bohrung 4-2 des Rollenachslagergehäuses 5a gelagert ist. Zwischen den Widerlagern 10 und 11 ist eine gummielastische Schicht 14 angeordnet. Das Rahmenstützlager 9a weist analog ein oberes Widerlager 12 auf, dessen Führungszapfen 21a in einer Bohrung 31 des Drehgestellrahmens 1 gelagert ist, während das untere Widerlager 13 über einen in den Bohrungen 33 und 4-3 gelagerten Führung s zap fen 23a am Rollenachslagergehäuse 5a gelagert ist. Die Widerlager 10 und 11, bzw. 12 und 1^, weisen, was aus Figur 3 nicht ohne weiteres ersichtlich ist, jeweils zwei dachförmig gegeneinander geneigte Stützflächen auf, deren Firstlinien 28 und 29 horizontal und im wesentlichen in Drehgestellängsrichtung verlaufen.

Die beiden unteren Widerlager 11 bzw. 13 sind mittels Schraubenbolzen 24 und 25 bzw. 26 und 27 mit dem Rollenachslagergehäuse 5a verbunden. Die hierzu am Rollenachslagergehäuse angeordneten Schraubendurchgangslöcher 34 und 35 bzw. 36 und 37 besitzen einen größeren Durchmesser als die ihnen zugeordneten Schrauben. Wie später noch genauer erläutert wird, ist es zweckmäßig, die Differenz der Durchmesser so zu wählen, daß gerade die maximal möglichen Bautoleranzen im Abstand zwischen den Bohrungen im Drehgestellrahmen bzw. in den Rollenachslagergenäusen ausgeglichen werden können.

Anhand von Figur 5 soll nunmehr die Wirkungsweise der Radsatzanlenkung sowie ein Verfahren zum Ausgleich der Bautoleranzen

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bei einer Radsatzanlenkung gemäß den Figuren 1 bis 4 näher erläutert werden.

Figur 5 zeigt in stark schematisierter Darstellung die eine Hälfte des Drehgestelles gemäß Figur 1. Es sind nur die für die Wirkungsweise der Vorrichtung unbedingt notwendigen Teile angedeutet. Am Drehgestellrahmen 1 befinden sich die Bohrungen 3Oab und 31ab, am Rollenachslagergehäuse 5a die Bohrungen 42a und 43a und am Hollenachslagergehäuse 5b die Bohrungen 42b und 43b. Die Bohrungen 30ab und 31ab sind, wie bereits in Figur 3 dargestellt, zentrisen zu dem in Figur 5 angedeuteten federnden Rahmenstützlagern 8ab bzw. 9ab angeordnet. 3ie Bohtrinr^en 42ab un ' ''^-ib sind

iri Bezup auf nach außen i der bereits dargestellten Weise; die Radachse ^Vt

angeordnet· Mit c-^ und C2 ist in Figur 5 jeweils die halbe Bautoleranz zwischen den Drehgestellrahmen und den Rollenachslaprgehäuseii bezeichnet. Außerdem ist mit y, und y~ das freie Axialspiel in den Rollenachs lagern b^eichnet. Figur 5 zeigt den Endzustand, in dem sich das Drehgestell mit der erfindungsgemäßen Radsatzanlenkung nach der Montage befinden soll. Die Größen y-, und yp sollen auf beiden Radsatzseiten gleich groß sein. Die vorhanden Bautoleranzen c-. und Cq werden dadurch ausgeglichen, daß die Firstlinie 28a des Rahmenstützlagers 8a bzw. 9a mit der Drehgestellängsrichtung den Winkel oiw -, und die Firstlinie 28b des Rahmenstützlagers 8b bzw. 9b mit der Drehgestellängsrichtung den Winkelet ^ einschließt. Um diese Winkeleinstellung der Rahmenstützlager zu ermöglichen, sind, wie anhand von Figur 3 bereits beschrieben, die am Rollenachslagergehäuse 5a bzw. 5b vorgesehenen Schraubendurchgangslöcher mit einem größeren Durchmesser versehen als die zugehörigen Schraubenbolzen· Hierbei ist es zweckmäßig, die Vergrößerung des Durchmessers der Schraubendurchgangslöcher weder zu groß noch zu klein zu wählen· Bei ungenügender Bohrungsgröße können unter Umstanden nicht die gesamten Bautoleranzen ausgeglichen werden, und bei einem Bohrungsdurchmesser der größer als erforderlich ist, könnte

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nach erfolgter Montage der Drehgestellrahmen in Querrichtung zu den Radsätzen versetzt stehen. Der Bohrungsdurchmesser wird daher um gerade so viel größer gegenüber dem Durchmesser der Schrauben gewählt, dali die maximal möglichen Bautoleranzen ausgeglichen werden können. In diesem Falle kann auf jeden aufwendigen Meßvorgang für die Lage des 'Drehgestellrahmens in Querrichtung zu den Radsätzen verzichtet werden»

Der Ausgleich der Bautoleranzen kann dann bei der beschriebenen Radsatzanlenkung nach einem einfachen Verfahren durchgeführt werden. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn das Drehgestell eine Vorrichtung aufweist, durch die das Ausdrehen des Drehgestelles unter dem Wagenkasteu zumindesten bei Geradeausfahrt stark behindert ist. Solche Drehgestelle mit Drehhemmung sind bekannt bzw. in älteren Vorschlägen bereits beschrieben.

Bei der Montage des Drehgestelles werden die beiden, an einem Radsatz angeordneten, Rollenachslager in der gleichen Richtung parallel zur Radachse 3 so weit verschoben, daß das freie Spiel des Radsatzes in axialer Richtung bei dem einen Rollenachslager an der iiageraußenseite(y-j) und bei dem anderen Rollenachslager an der Lagerinnenseite(y2^gleich ¹^uIl ist. Die Rahmenstützlager 8ab, 9ab sitzen nun, ohne durch die anhand von Figur 3 beschriebenen Schraubenbolzen zusätzlich befestigt zu sein, nur mit den Zapfen in den Bohrungen 42ab, bzw. 4-3ab gelagert auf den Rollenachslagergehaunen ^a. bzw. 5b. In diesem Montagezustand \vird der Drehgestellrahmen 1 auf die Rahmenstützlager 8ab, 9ab so aufgesetzt, daß die Partien der Rahmenstützlager in den Bohrungen 30ab bzw. 31ab sitzen. Sodann werden die Rahmenstützlager mit Hilfe der öchraubenDolzen an den Rollenachslagergehäusen festgeschraubt. *iach diasem Arbeitsgang ist das DrehgesteJ.1 betriebsbereit. Bei 3 er Fr ..t i_uf geradem Gleis mit einem so eingestellten Drehgestell stellt sich exn auf beiden Seiten des Radsatzes ungefähr gleiches Axialspiel mit y-, y2ein, indem der Radsatz auf-

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grund seiner Wellenlaufbewegung den Drehgestellrahmen unter Überwindung der oben erwähnten Drehhemmung in eine Mittellage bringt. Während der Fahrt bleibt dieses Axialspiel nicht immer gleich groß. Es wird aber nach einer Störung vom Radsatz selbst immer wieder .korrigiert ·

Die Federfconstanteil der Eahmenstützlager werden durch die Schräg, stellung um die Winicel cL ^ und oC ₂ ^nur geringfügig geändert, da bei Ausgleich der maximal auftretenden Bautoleranzen diese Winicel kleiner sind als 1°.

Pat ent anspräche

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Claims

—* 9 —
Pat ent ansprüche

Rads at ζ anlenkung an verwindungsweiclien Drehgestellen für Schienenfahrzeuge, "bei der in Drehgestellängsrichtung gesehen vor und hinter jedem Rollenachslagergehäuse je ein Rahmenstützlager angeordnet ist, das zwei jeweils mit dem Drehgestellrahmen bzw. dem Rollenachslagergehäuse über einen in eine Bohrung eingreifenden Führungszapfen verbundene Widerlager aufweist, zwischen denen gummielastische Schichten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem der Rahmenstützlager (6ab, 7ab, 8ab, 9ab) die dem Rollenachslager* gehäuse (4ab, 5ab) zugeordnete Bohrung (32, 42, 33, 43) gegen die dem Drehgestellrahmen (l) zugeordnete Bohrung (30, 31) in Drehgestellängsrichtung versetzt angeordnet ist und jedes Rahmenstützlager (8a, 9a) zusätzlich über eine Schraubverbindung mit dem Rollehachslagergehäuse (5a) verbunden ist, wobei, die aui Rollenachslagergehäuse (5a) angeordneten Schraubendurchgangslöcher (34, 35» 36, 37) einen größeren Durchmesser \ aufweisen als die zugehörigen Schraubenbolzen (24, 25» 26,27)·

Radsatζanlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den zu beiden Seiten eines Rollenachslagergehäuses (4ab, 5ab) angeordneten Rahmenstützlagern (ab, 7ab, 8ab,' 9ab) die Bohrungen bzw. Führungszapfen (16ab bis 19ab, 20a bis 23a) spiegelsymmetrisch zur Radachse (2 bzw. 3) angeordnet sind.

Radsatζanlenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß\

die den Rollenachslagergehäusen zugeordneten Bohrungen bzw. Führungszapfen (18ab, 19ab, 22a, 22a) gegen die dem Drehgestellrahmen (1) zugeordneten Bohrungen bzw. Führungszapfen (16ab, 17ab, 20a, 21a) bezogen auf die jeweilige Radachse (2 bzw. 3) nach außen versetzt sind.

Radsatzanlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch getkennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Durchmesser der Schraubendurchgangslöcher (34, 35» 36, 37) und der Schrauben-!

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bolzen (24-, 25, 26, 27) in der Größenordnung der maximal auftretenden Bautoleranzen zwischen den gegenseitigen Abständen der den Rollenachslagergehäusen (4-ab, 5ab) bzw. dem Drehgestellrahmen (l) zugeordneten Bohrungen in Drehgestellquerrichtung liegt.

β Rads at ζ anlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (10, 11 bzw. 12, 13) der Rahmenstiitzlager (8a bzw. 9a) jeweils zwei dachförmig gegeneinander geneigte, symmetrisch zu einer vertikalen Ebene angeordnete Stützflächen aufweisen, deren Firstlinien (28, 29) horizontal und im wesentlichen in DrehgestellZängsrichtung verlaufen.

6. Verfahren zum Ausgleich der Bautoleranzen bei einer Radsatzanlenkung nach den Ansprüchen 1 bis 5» insbesondere für ein Drehgestell, das eine Vorrichtung aufweist, durch die das Ausdrehen des Drehgestelles unter dem WagenkastenAindestens bei Geradeausfahrt stark behindert ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Montage des Drehgestelles die beiden, an einem Radsatz angeordneten Rollenachslager in der gleichen Richtung parallel zur Radachse soweit verschoben werden, daß das freie Spiel (y-i , jp) des Radsatzes in axialer Richtung bei dem einen Rollenachslager an der Lageraußenseite und bei dem anderen Rollenachslager an der Lagerinnenseite gleich Null ist, und daß in diesem Montagezustand der Drehgestellrahmen auf die Rahmenstützlager aufgesetzt wird und die Schraubverbindungen zwischen den Rahmenstützlagern und den Rollenachslagergehäusen festgezogen werden.

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