DE1898481U - Am fahrzeugdrehgestell fuer die abstuetzung des fahrzeugaufbaues vorgesehenes spurlager, insbesondere pfannenlager. - Google Patents

Description

Am Fahrzeugdrehgestell für die Abstützung des Fahrzeugaufbaues vorgesehenes Spurlager, insbesondere Pfannenlager«

Me Achslast eines Hüttenfahrzeuges ist wesentlich größer als 20 t, so daß die Spurlager der beiden zweiachsigen Drehgestelle eines vierachsigen Fahrzeuges je mit weit mehr als 40 t, z.B. 60 t, belastet sind.

Derart hochbelastete Spurlager, die meist als Pfannenlager ausgebildet sind, neigen trotz Schmierung und Sonstiger Wartung zum sog. "Fressen". Dieser Übelstand kann, wie sieh gezeigt hat, durch ein Vergrößern der tragenden Lagerfläche, d.h. durch Herabsetzung der Flächenpressung, nicht behoben werden.

Die sich hieraus ergebende Aufgabe löst die Feuerung mit einem lager, bei dem der übliche lagerwerkstoff (z.B. Stahl, Gußeisen, Baustahl) einerseits»mit austenitisehem Stahl andererseits gepaart ist, der im Interesse einer Werkstoffeinsparung eine Einlage bildet. Mit einer solchen können übrigens durch überlastung unbrauchbar gewordene lager ohne irgendwelche" zusätzlichen Umbauten so ausgebessert werden, daß die G-efahr eines erneuten Yersagens gebannt ist.

Die Neuerung hat sich in der Praxis einwandfrei bewährt. Beispielsweise wurden die Pfannenlager mehrerer Hüttenfahrzeuge mit ter neuen Einlage aus austenitisehem Stahl ausgerüstet und im Dauerbetrieb erprobt. Der linlagenstahl hat folgende Ie-

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gierungsbestandteilei

C . = 0,15 Si = 1,0 Mn 17 - 19

Or _β 11-13 Mo = 0,3-0,8 Hi = 1,5-2,5 P = 0,08

Bei diesen Versuchen wurde von einer Lagerschmierung abgesehen und das vor dem Umbau im alten lager noch vorhandene fett sorgfältig (mit Hilfe eines !Lösungsmittels) entfernt. Die unter Verzieht auf Einpaßarbeiten eingebauten Einlagen zeigten nach einem Betrieb von mehr als vier Monaten ein einwandfreies Tragbild und ließen keine Ireßspuren, keinen Verschleiß oder sonstige Mangel erkennen.

An diesem Ergebnis ändert sich grundsätzlich nichts, wenn die auf die Projektion der tragenden Lagerflache bezogene Flächenpressung auf das 5-6fache des bisher zugelassenen Wertes (40-50 kp/em ), also auf etwa 250-300 kp/em heraufgesetzt wird. Man braucht deshalb beim Umbau vorhandener Pfannenlager, die für nur etwa 40-50 kp/em ausgelegt sind, anstelle einer Kugelschaleneinlage nur einen Schalenausschnitt vorzusehen, beispielsweise in Gestalt eines oder mehrerer Singe oder Ringsegmente.

Andererseits ergibt die größere spezifische Belastung der neuen Kugelsehaleneinlage für den Neubau eines Pfannenlagers den Vorteil, daß die tragende lagerfläche und damit das gesamte lager kleiner wird.

Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil des Heuerungsgegenstandes erklärt sieh daraus, daß die Einlage aus austenitisehem Stahl für Flächenpressungen von etwa 300 kp/em besser als für

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kleinere Werte geeignet ist, weil die Einlage unter einer solelien Belastung anfänglich, plbstiseh nachgeformt sowie verfestigt und dadurch der Widerstand gegen "Fressen" noch, gesteigert wird. Hierin ist zudem eine erhe"blieht Vereinfachung der Fertigung begründet. Es kann nämlich auf ein genaues Einpassen (Nachbearbeiten) der nur (roh) vorgearbeiteten Einlage verziehtet werden.

Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele des Keuerungsgegenstandes, und zwar zeigt:

Fig. 1 sehematisch einen Erztransportwagen, an dessen Drehgestellen die Puffer und Kupplungen angeordnet sind;

Fig. 2 denselben Wagen mit am Wagenkasten angeordneten Puffern;

Fig. 3 ein Drehgestell-Spurlager mit Kugelpfanne und Stahleinlage im Schnitt;

Fig. 4 ein Zapfenspurlager mit Einlage im Schnitt; Fig. 5

und 6 sinngemäß zu Fig. 1 ein Kugelpfannenlager, und zwar

Fig. 5 mit zwei Einlagerungen, Fig.6 mit nur einem Ring; Fig. 7 einen Einlagering im vergrößerten Maßstab im Schnitt; Fig. 8 in Draufsicht;

Fig. 9 eine Kugelschale mit Ringsegmenten im Schnitt; Fig.10 in Draufsicht;

Fig.11

uäd 12 eine Einlagespirale im Schnitt bzw. in Draufsicht; Fig.13

und H eine kreuzförmige Einlage in Ansicht bzw. in Draufsicht; Fig.15

und 16 eine solche Einlage mit nach &asäeiu verbreiterten Armen; Fig. 17 ein Pfannenlager mit Kugelschaleneinlage im Schnitt; Fig. 18 einen Schnitt gemäß A-B der Fig. 17.

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lach. Fig. 3 ist auf das Drehgestell 1 eine Kugelpfanne 2 aufgesetzt, in die von oben ein den Wagenaufbau z.B. den Wagenkasten 3 abstützender Eugelkörper 4 eingreift. Ein in einer Bohrung der Pfanne 2 befestigter Bolzen 5 zentriert den Kugelkprper 4 in seiner Pfanne 2 derart, daß sich Drehgestell 1 und Wagenkasten 3 nieht nur um den Bolzen drehen, sondern auch gegeneinander um den Kegelwinkel einer im Kugelkörper vorgesehenen Aussparung 6 neigen können.

Soweit handelt es sich um die bei Hüttenfahrzeugen übliche Spurlagerausführung, bei welcher der üagerkörper 4 mit seiner Kugelfläche unmittelbar in die Kugelpfanne 2 eingepaßt ist. Dabei hat die Kugelpfanne 2 einen solchen Durchmesser d, daß die Flächenpressung, d.h. das Verhältnis der Lagerb el astung zur Fläche des Kreises mit dem Durchmesser d höchstens 45-50 kp/cm* beträgt.

Mit der neuen Einlage aus austenitischem Stahl kann das Spurlager, wie erwähnt, unbedenklich mit erheblich größeren Flächenpressungen bis etwa 300 kp/cm belastet werden. Aus diesem G-runde zeigt Fig. 3 als Einlage anstelle einer die ganze Lagerflache der Pfanne 2 auskleidenden Kugelschale nur einen Schalenausschnitt in Gestalt eines Ringes 7, dessen Kragen 7' in die Aussparung 6 des Lagerkörpers 4 hineinragt und dadurch den Hing 7 gegen Terschieben auf dem Lagerkörper quer zum Bolzen 5 sichert.

Der Ring 7 nimmt im wesentlichem lotrechte Belastungen auf und eignet sich deshäLb für Fahrzeuge (Fig. 2), bei denen die horizontal gerichteten Zug- und Stoßkräfte (Pufferkräfte)

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am Wagenkasten 3 angreifen, also nicht vom Spurlager des Drehgestelles auf den Wagenkasten übertragen werden.

Sind dagegen Puffer und Kupplung am Drehgestell angeordnet (Fig. 1), dann empfiehlt sich die Ausführung nach Fig. 5 mit zwei linlageringen 8 und 9» d.h. einem Innenring 8 für die lotrechten Kräfte P und einem Außenring 9 für die waagerechten Kräfte P, . Die beiden Ringe haben ein dreieckiges Profil und sind in Ringnuten der Pfanne 2 eingelassen.

Auf den Innenring 8 kann gegebenenfalls verzichtet werden, sofern nach Fig. 6 der verbleibende Ring 9' einem kleineren Außendurchmesser als der Außenring 9 und einen größeren Außendurchmesser als der Innenring 8 hat. Dabei soll die am lagerkörper 4 anliegende Fläche des Ringes 9* nach Maßgabe der zulässigen Flächenpressung verbreitert sein. Beim dargestellten Beispiel beträgt die neigung des durch den mittleren Durchmesser des Ringes 9¹ gehenden Kugelhalbmessers R gegen den Bolzen 5 45°.

Bin Spurlager mit nur einem Einlagering kann wahlweise für Fahrzeuge gemäß ü$en Fig. 1 und 2 verwendet werden. Das trifft zwar grundsätzlich auch auf die Auflage mit Doppelringeinlage (Fig. 5) zu. Im Vergleich zu dieser hat aber die Ausführung naeh Fig. 6 den Torzug, daß der Umbau eines vorhandenen lagers einfacher ist, weil nur eine Ringnut in die Lagerpfanne eingedreht zu werden braucht.

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Me neue Einlage aus austenitischen* Stahl bietet grundsätzlich dieselben Vorteile für Zapfenspurlager. Wie Fig. 4 demonstriert, ist auf das Stirnende des zylindrischen Zapfens 4* ein winkelförmig profilierter Ring 10 aufgesetzt. Die 3?läehenpressung kann dabei, wie im falle eines Kugelpfannenlagers, gleichfalls etwa fünfmal so groß wie bisher sein. Daraus erklärt sich, daß die Ringstirnflache wesentlich kleiner ist als die für eine Pressung von nur 45-50 kp/cm berechnete Zapfenstirnfläche.

Beim Einbau einer gegebenenfalls mehrteiligen Ringeinlage bleibt man nicht darauf angewiesen, in der Lagerpfanne eine Ringnut vorzusehen. Den nötigen Halt gegen Verschieben geben fertigungsmäßig einfacher herzustellende Schweißbutzen 11 (Mg. 7,8), die mit einer Hartmetallelektrode in gleichmäßiger Verteilung auf den Ring aufgebracht werden. Diese Batzen drücken sich unter der Lagerbelastung (der großen JEPläehenpressung) in den weichen Werkstoff der Lagerpfanne (oder des Kugelkörpers) ein.

Im übrigen geben die Fig. 7 und 8 ein Beispiel für eine Einlage, die aus einem Streifen ringförmig gebogen ist, ohne die beiden Streifenenden zu einem geschlossenen Ring miteinander zu verbinden. Eine solche Einlage verformt sich in Umfangs- und in Breitenriehtung leichter als ein geschlossener Ring, ohne dessen Qualität einzubüßen.

Die Fig. 9 und 10 veranschaulichen die Möglichkeit, die Einlage aus austenitischem Stahl nicht in der Lagerpfanne 2 oder auf dem Lagerkörper 4, sondern an einer dünnwandigen

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Kugelschale 12 aus billigem Werkstoff, z.B. mittels Punktschweißung zu befestigen. In diesem Falle besteht die Einlage aus mehreren Eingabschnitten. Der Bolzen 4 durchgreift eine Bohrung 13 der in die Lagerpfanne 2 eingesetzten Schale 12 und sichert diese gegen Verschieben in der Pfanne.

Im übrigen kann die Einlage so gestaltet sein, daß sie sich unmittelbar am Bolzen 5 abstützt, also auch ohne eine Einsatzschale 12 einer besonderen Befestigung an der Lage*rpfanne nicht bedarf. Dies gilt z.B. für eine Spiraleinlage gemäß den Fig. 11 und 12, deren Innenwindung den Bolzen 5 umfaßt. Die Länge (Windungszahl^ der gegebenenfalls aus einem Streifen gebogenen Spirale richtet sieh im Einzelfalle nach der Größe und der Art der Lagerbelastung, d.h. nach dem Verhältnis der lotrechten Kräfte P_y zu den waagerechten Kräften Pj₁ (Fig.5)·

Ein anderes Beispiel dieser Art ist eine kreuzförmige Einlage (Fig. 13 bis 16), deren Arme um den Mittelpunkt der Kugelpfanne gebogen sind. Je nach der Hirazontalbelastung (£0 <äes Lagers werden die Arme gegebenenfalls nach außen verbreitert (Fig.16), damit die Flächenpressung an den Armenden wenigstens angenähert dieselbe ist wie an den anderen Stellen der Einlage.

Beim Neubau eines Spurlagers ergeben sieh aus der neuerungsgemäß zulässigen und erwünschten Steigerung der Fläehenpressung wesentlich kleinere Lagerabmessungen. Aus diesem Grunde zeigt Fig. 17 eine Kugelsehaleneinlage 14, die -im Gegensatz zu einen Lagertämbau- die gewölbte Fläche des Lagerkörpers 4 lückenlos abdeckt. Die Einlage 14 greift mit einer Einprägung 15 in eine Bohrung 16 des Lagerkörpers 4 ein. Auf die Pfanne 2 ist eine

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zweiteilige Anschlagscheibe 17 aufgeschraubt, die den Kugelabschnitt des Lagerkörpers 4 übergreift und diesen gegen Herausheben aus seiner Pfanne sichert.

Die Größe der Sehale H ist so gewählt, daß sie mit etwa 300 kp/cm belastet und -wie die für einen Lagerumbau bestimmten Einlagen (Fig. 3-16)- anfänglieh unter plastischer Verformung verfestigt wird.

Claims (9)

Schutzansprüche

1. Am lahrzeugdrehgestell für die Abstützung des Pahrzeugaufbaus vorgesehenes Spurlager, insbesondere Pfannenlager mit einer aus austenitisehern Stahl bestehenden Einlage, die eine der beiden Lagerflachen bildet und mit dem üblichen lagerwerkstoff, z.B. Gußeisen oder Stahl, gepaart ist.

2. Pfannenlager nach Anspruch 1 mit einer Einlage in Gestalt eines Schalenausschnittes.

3. Pfannenlager nach Anspruch 1, dessen Einlage die Gestalt eines oder mehrerer Ringe oder Ringsegmente

hat.

4. Pfannenlager nach Anspruch 2 mit einer kreuzförmig gestalteten Einlage (Pig. 15· und 16).

5. Pfannenlager nach Anspruch 4> dessen kreuzförmige Einlage Radialarme mit nach außen zunehmender Breite aufweist,(Pig. 15, 16).

6. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Einlage, deren Fläche auf die Betriebslast derart abgestimmt ist, daß die nur -vorbearbeitete Einlage unter der Betriebslast anfänglich plastisch nachgeformt sowie verfestigt wird.

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7. Pfannenlager nach Anspruch 3, dessen Ringeinlage mit über die Ringfläche verteilten Schweibutzen (11) versehen ist, die sich unter der Lagerbelastung in den weicheren Werkstoff der Lagerpfanne oder des Kugelkörpers eindrücken (Fig. 7, 8).

8. Pfannenlager nach Anspruch 2 mit einer dünnwandigen Kugelschale (12) aus billigem Werkstoff, auf der äie z.B. aus mehreren Ringabschnitten bestehende Einlage aus austenitischem Stahl befestigt ist (Mg. 9. 10).

9. Pfannenlager nach Anspruch 2 mit einer Spiraleinlage, deren Innenwindung einen Zentrierbolzen (5) umfaßt und dadurch die Einlage gegen Verschieben in der Lagerpfanne sichert (Pig. 11, 12).

negative zu <}en etlichen Preisen geiiefsrt.

Deutsches Pafanloml, wofctsuc:

derWorf. geprüft.

Nachweis ■.:«c;.!in oder FIIm-

msmustarstelle.