DE1928982A1

DE1928982A1 - Drehgestell fuer Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE1928982A1
Application number: DE19691928982
Authority: DE
Inventors: Lich Richard Louis
Original assignee: General Steel Industries Inc
Current assignee: General Steel Industries Inc
Priority date: 1968-10-24
Filing date: 1969-06-07
Publication date: 1970-05-06
Also published as: BR6911386D0; BE739308A; US3512482A; GB1236315A; ES371856A1

Description

ENTANWÄLTE

DIPL.-INQ. F.THIELEKE

PATENTANWÄLTE

OR.-,ΝΟ. R. DDRIN₉ DIPL.-PHYS. DR. J. FR₁OKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

GENERAL STEEL INDUSTRIES, INC., St.Louis/Missouri /USA

One Memorial Drive

"Drehgestell für Schienenfahrzeuge"

Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge, bei dem im Abstand angeordnete mit Schienenrädern versehene Achsen mit Lagerkasten ausgerüstet sind, welche aufrechtstehende Federn tragen, auf denen sich ein Drehgestellrahmen mit in Drehgestellängsrichtung verlaufenden Seitenteilen abstützt.

Bei bekannten Drehgestellen mit starren Rahmen sind die Rahmen im allgemeinen mit Paaren herabhängender Schenkel versehen, welche die Lagerkasten umfassen und in Höhenrichtung gleitend fähren, die auf den Enden der Achsen angeordnet sind. In eini-: gen Fällen nehmen die Lagerkästen aufrecht angeordnete Federn auf, die den Drehgestellrahmen tragen. Die Reibberührung der Lagerkasten mit den herabhängenden Schenkeln verursacht einen relativ hohen Verschleiß. Außerdem ist diese Reibberührung aber auch die Quelle von Geräuschen und die Ursache dafür, daß Vibrationen vom Gleiskörper unmittelbar auf den Drehgestellrahmen übertragen werden. Die Ausbildung derartiger Schenkel am Drehgestellrahmen steigert die Kompliziertheit der Gestalt eines Drehgestellrahroens erheblich. Bei einigen

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bekannten Drehgestellen, die mit pneumatischen Federungseinrichtungen ausgerüstet sind, ist der Drehgestellrahmen außerdem auch noch mit einem getrennten Druckraum oder einer Druckkammer für jede Feder ausgerüstet. Dadurch ergibt sich eine weitere zusätzliche Steigerung der Kompliziertheit, aber auch des Gewichtes des Rahmens, wenn dieser, wie häufig, als Gußkörper ausgebildet ist.

Die geschilderten Nachteile eines Drehgestelles werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Seitenteile des Rahmens beiderseits der Lagerkasten herabhängende kegelstumpfförmige Zapfen aufweisen, die mit dem im Durchmesser kleineren Ende nach unten weisen und in korrespondierenden gestaltangepaßten Ausnehmungen aufgenommen sind, die sich in Flügeln der Lagerkästen befinden, wobei zwischen der Oberfläche jedes Zapfens und der Oberfläche der zugehörigen Ausnehmung jeweils ein Ring aus elastomerem Werkstoff angeordnet ist,und daß die Seitenteile des Rahmens zwischen den Achsen einen vertieft und seitlich verbreitert ausgebildeten Bereich aufweisen, durch den sich jeweils eine im wesentlichen in Lotrichtung verlaufende zylindrische Ausnehmung erstreckt, die zur Aufnahme einer herabhängenden Druckkammer einer jeweils auf dem verbreiterten Bereich der Rahmenseitenteile aufgesetzten

Pneumatikfeder mit flexibler Wandung vorgesehen ist', auf der sich ein lasttragender Querholm abstützt.

Die vorgenannten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in den Zeichnungen

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dargestellten AusführungsbeiBpielen und aus den Patentansprüchen.

Pig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausge-

bildetesDrehgestell.
Fig. 2 sseigt eine Schnittansicht des Drehgestelles gemäß Pig. 1 bei längs der Linie 2-2 in Pig. 1 verlaufender

Schnittebene.
Pig. 3 zeigt eine Schnittansicht des Drehgestelles gemäß

Pig. 1 bei längs der Linie 3-3 verlaufender Schnittebene Pig. 4· zeigt eine Einzelheit eines weiteren Ausführungsbeispieles des neuen Drehgestelles im Schnitt. Fig. 5 zeigt eine Einzelheit einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäß ausgebildeten Drehgestelles im.

Scbnitt.

Schienenräder 1 sind im seitlichen Abstand auf einem Paar parallel verlaufender Achsen 2 und 3 befestigt. Die Achsen 2 und 3 sind an ihren Enden in Lagerkasten 5 drehbar aufgenommen.

Jeder Lagerkasten 5 ist mit Flügeln 7 ausgerüstet, die sich in beiden Richtungen des Lagerkastens in Längsrichtung des Drehgestelles erstrecken. Jeder Flügel ist hohl ausgebildet, wobei sein Hohlraum eine umgekehrt konische Gestalt aufweist. In jedem Flügel ist ein in seiner Mitte mit einer Ausnehmung versehener konischer Zapfen 9 aufgenommen, dessen Konusform der Konusforr der Ausnehmung des Flügels 7 in der Gestalt

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entspricht, jedoch lediglich in der Größe von dieser dadurch abweicht, daß der Zapfen kleiner als die konische Ausnehmung ist. Die konischen Zapfen 9 sind starr an aufrechtstehenden Stangen 11 befestigt, die sich durch ihre mittigen Ausnehmungen erstrecken und deren obere Enden an den Endteilen eines Drehgestellrahm'ens 13 befestigt sind.

Die Drehgestellrahmenseitenteile 13 erstrecken sich in Längsrichtung des Drehgestelles bis über die Räder hinaus. Auf der Mitte ihrer Länge zwischen den Achsen 2 und 3 sind die Drehgestellseitenrahroen miteinander durch quer zum Drehgestell verlaufende, jedoch in Längsrichtung des Drehgestelles im Abstand angeordnete Querträger 15 starr verbunden. In den konischen Ringräumen zwischen der Innenoberfläche der hohl ausgebildeten ■flügel 7 und der Außenoberfläche der konischen Zapfen 9 befinden sich konische Ringe 17 aus elastomerem Y/erkstoff. Der Widerstand dieser elastomeren Ringe 17 gegenüber einer Kompression bat zur Folge, daß die Lagerkästen 5 ständig an Relativbewegungen zum Drehgestellrahmen 13,15, die quer zum Drehgestell oder in seiner Längsrichtung verlaufen, gehindert werden, während aufgrund der Abschernachgiebigkeit nahezu freie Höhenbewegungen der Lagerkästen in bezug auf den Drehgestellrahmen möglich sind.

Um den Drehgestellrahmen auf den Lagerkästen abstützen zu können, sind die oberen Lnden der Flügel 7 nach außen abgeflacht und mit waagerecht verlaufenden Flanschen 23 versehen, die von aufrechtstehend verlaufenden Außenrändern 25 umgeben

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BAD ORJGfNAL

sind. Auf den Planschen 23 stehen aufrecht angeordnete Wendelfedern 27, deren obere Enden an der Unterseite der Rabmenseitenteile 13 anliegen. Der Höhenabstand der konischen Zapfen 9 von den Federkappen ist vorzugsweise gleich der Höhe der Wendelfedern 27 unter dem Einfluß des Fahrzeugleergewichtes, so daß die elastomeren Ringe 17 im Arbeitsbereich zwischen dem Leergewicht und dem last- oder Arbeitsgewicht des Fahrzeuges frei nachgiebig sind, und zwar mit einer dynamischen Steigerung am Ende des Bereiches. Die vergleichsweise steile Neigung der Konusflächen und der relativ niedrige Widerstand der elastomeren Ringe 17 gegenüber Abscheren führt dazu, daß der den Lagerkasten gegenüber Bewegungen in Höhenrichtung entgegengesetzte Widerstand nahezu vernachlässigbar ist, während infolge des hohen Widerstandes gegen eine Kompression in Querrichtung eine unmittelbare Führung der Lagerkästen gewährleistet ist.

Auf der Länge zwischen den beiden Achsen weisen die Rahmenseitenteile 13 einen auf wesentlich geringere Höhe vertieft und verbreitert ausgebildeten Bereich 29 auf, dessen nach oben weisende Oberfläche zur Abstützung von Unterteilen 31 von Pneuraatikfedern dient, die eine flexible Wandung 33 und ein starres Oberteil 35 besitzen. Zu diesen Pneumatikfedern'gehört erfindungsgemäß zusätzlich aber auch noch eine Druckkammer 37, die einen im Vergleich zum flachen Unterteil 31 kleinen Durchmesser, dafür jedoch eine relativ lange zylindrische Gestalt aufweist und mit dem Unterteil 31 fest verbunden ist. Diese Druckkammer 37 kommuniziert über eine kleine Öffnung im Mittelteil mit dem Inneren der Pneumatikfeder. Die Druckkammer 37

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ist in einer im wesentlichen in Lotrichtung verlaufenden zylindrischen Ausnehmung 39 aufgenommen, die in den vertieften Bereichen 29 der Rahmenseitenteile 13 vorgesehen ist. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit, für jede Pneumatikfeder eine getrennte Druckkammer mit Zubehör innerhalb des Drehgestellrahmens selbst zu formen oder etwa im Querholm auszubilden, wie das beibekannten Drehgestellen der Pail ist, vermieden, und es fallen auch Rohrleitungen, Dichtungen und dgl. weg, die bisher unerläßlich waren, um die Druckkammern der einzelnen Pneumatikfedern mit den "Federn zu verbinden.

Ein quer zum Drehgestell verlaufender Querholm 40 ist mit nach unten offenen kappenförmigen Enden 41 ausgerüstet, welche die Oberteile 35 der Pneumatikfedern in sich aufnehmen und auf diesen aufliegen. An beiden Enden des Querholmes sind nach unten weisende Widerlager 43 vorgesehen, an denen in Drehgestellängsrichtung verlaufende Lenker 45 angelenkt sind, deren freie Enden gelenkig mit Widerlagern 47 verbunden sind, die von den Rahmenseitenteilen 13 aus nach außen weisen. Diese Lenker 45 dienen dazu, die in Drehgestellängsrichtung wirkenden Brems- und Zugkräfte zwischen dem Drehgestellrahmen und dem Querholm zu übertragen. Zur schwenkbaren Abstützung des Pahrzeugunterrabmens ist der Querholm 40 auf seiner Mitte mit einem nach oben weisenden mittigen Lager 42 ausgerüstet.

Eine abgewandelte form der Aufhängung ist in J¹Ig. 4 gezeigt. Ee sind Lagerkasten 5a vorgesehen, die mit in Längsrichtung weisenden Flügeln 7a ausgerüstet sind, welche den Flügeln 7

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der "bereite beschriebenen Ausführung im .wesentlichen gleichen, jedoch im Gegensatz zu diesen keine oberen Plansche 23 mit umgebendem Rand 25 aufweisen. Die konischen Zapfen 9a sind an in Lotrichtung verlaufenden Stangen 11a befestigt, die sich von • kastenförmigen Teilen der Rahmenseitenteile 13a aus nach unten erstrecken. Die oberen Enden der konischen Zapfen 9a stehen mit in Längsrichtung des Drehgestelles in Abstand angeordneten nach unten weisenden waagerecht angeordneten Oberflächen 51 der Rahmenseitenteile 13a in Berührung. Im Bereich zwischen diesen beiden nach unten weisenden Oberflächen 51 der Rahmen-Seitenteile 13a befindet sich eine Öffnung 52, während der Lagerkasten 5a an seiner Oberseite mit einer nach oben weisenden Federsitzfläche 53 ausgerüstet ist. Eine aufrecht stehend angeordnete Wendelfeder 55 ist auf der Federsitzfläche 53 abgestützt und erstreckt sich durch die Öffnung 52 in den hohlen Innenraum der kastenförmigen Bereiche der Drehgestellrahmenseitenteile 13a, so daß dieser durch Berührung der Feder mit dem oberen Steg 56 des Rabmenseitente'ilbereiches getragen wird.

Wie auch bei der zuvor bereits beschriebenen Ausgestaltung des Drehgestelles sind Gummiringe 17a vorgesehen, durch welche der Drehgestellrahmen im Arbeitsbereich zwischen Xeer-oder Leichtgewicht und Vollast frei nachgiebig mit einem dynamischen Anstieg an beiden Enden des Bereiches getragen wird. Zu Einstellzwecken sind zwischen den konischen Zapfen 9a und den auf ihnen aufliegenden Gegenflächen 51 an den Rahmenseitenteilen 13a Scheiben 54 einlegbar.

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Eine weitere, mögliche Ausgestaltung des Drehgestelles ist^fin der !"ig. 5 gezeigt. Bei der Darstellung in Pig. 5 tragen die bereits im vorstehenden beschriebenen und mit dieser Beschreibung korrespondierenden Bauteile, das gleiche Bezugszeichen wie zuvor, sind jedoch durch den zusätzlichen Buchstaben b von diesen unterschieden. Bei dem Ausfiibrungsbeispiel des Drehgestelles, das in der Fig. 5 gezeigt ist, sind die Lagerkasten 5b mit in Längsrichtung des Drehgestelles verlaufenden Flügeln 7L und 7R versehen, welche den Flügeln 7a der zweiten Ausgestaltung entsprechen, jedoch im Gegensatz zu diesen in bezug aufeinander in Höhenrichtung versetzt angeordnet sind, so daß der eine unter- und der andere oberhalb eines waagerecht verlaufend durch den Lagerkasten gerichteten Durchmessers liegt. Durch diese Anordnung wird eine gesteigerte Stabilität der Lagerkästenabstützung gegenüber Drehungen erzielt, die sich im Falle unausgeglichener Belastungen vorteilhaft auswirkt. Hierbei hilft ein Stoßdämpfer 57, der an einem Widerlager 58 außerhalb des Flügels 7R einerseits und an einem Widerlager 59 am Ende des Drehgestellrahmenseitenteiles 13b andererseits befestigt ist. Die in einer Richtung bzw. Längsrichtung von beiden Führungseinrichtungen auf die Lagerkästen ausgeübten Kräfte wirken über einen lotrecht verlaufenden Arm, dessen Größe gleich dem Höhenabstand dieser Führungseinricbtungen bzw. konischen Zapfen voneinander ist, so daß ein Moment erzeugt wird, welches der Neigung des Lagerzapfens und des Rahmens, der darauf abgestützt ist, entgegenwirkt, um die Achse zu

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rotieren. Das führt zu dem erheblichen Vorteil, daß die Stützfeder 55b von der Aufgabe, aolchen Drehneigungen entgegenzuwirken, enthoben wird.

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Claims

- 10 Patentansprüche

1.jDrehgestell für Schienenfahrzeuge, bei dem im Abstand angeordnete mit Schienenrädern versehene Achsen mit Lagerkasten ausgerüstet sind, welche aufrecht stehende Federn tragen, auf denen sich ein Drehgestellrahmen mit in. Drehgestellängsrichtung verlaufenden Seitenteilen abstützt, d a d u roh gekennzeichnet, daß die Seitenteile (13) beiderseits der Lagerkasten (5a,5b) herabhängende kegeistumpfförmige Zapfen (9,9a,9b) aufweisen, die mit dem im Durchmesser kleineren Ende nach unten weisen und in korrespondierenden gestaltangepaßten Ausnehmungen aufgenommen sind, die sich in Flügeln (7,7a,7L,?R) der Lagerkasten befinden, wobei zwischen der Oberfläche jedes Zapfens und der Oberfläche der zugehörigen Ausnehmung jeweils ein Ring (17,17a, 17b) aus elastomerem Werkstoff angeordnet ist, und daß die Seitenteile (13,13a,13b) des Rahmens zwischen den Achsen (2,3) einen vertieft und seitlich verbreitert ausgebildeten Bereich (29) aufweisen, durch den sich jeweils eine im wesentlichen in Lotrichtung verlaufende zylindrische Ausnehmung (39) erstreckt, die zur Aufnahme einer herabhängenden Druckkammer (37) einer jeweils auf dem verbreiterten Bereich der Rahmenseitenteile aufgesetzten Pneumatikfeder mit flexibler Wandung (33) vorgesehen ist, auf der sich ein lasttragender Querholm (40) abstützt.

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2. Drehgestell für ein Schienenfahrzeug mit einer mit Schienenrädern versehenen Achse,an der ein Lagerkasten angeordnet ist, der eine aufreehtstehende Feder trägt, auf der sich ein Aufbauteil abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß je ein beiderseits des Lagerkastens (5a,5b) in Lotrichtung vom Rahmen (13,13a,13b) herabhängender-konischer Zapfen (9,9a,9b) unter Zwischenschaltung eines elastomeren Ringes (17,17a,17b) in einer gestaltgleichen Konusfläche aufgenommen ist, und daß der Lagerkasten auf beiden Seiten einen Flügel (7,7a,7L,7R) aufweist, in dem die Konusfläche vorgesehen ist.

Drehgestell nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (7) mit als Federsitz dienenden Seilen (23,25) ausgerüstet sind, und daß die aufrecht stehenden Federn (27) paarweise in den als Federsitz dienenden Teilen der Flügel aufgenommen sind und den Rahmen (13) von unten her berühren.

4. Drehgestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (13) beiderseits jedes Lagerkastens (5,5a,5b) je eine Stange (11,11a,1,b) herabhängt, welche den jeweiligen konischen Zapfen (9,9a,9b) in einem Höhenabstand unterhalb des Rahmens aufnimmt.

5. Drehgestell nach'Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Zapfen (9,9a,9b) in der *

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Höhe nahe beim Rahmen (13) angeordnet sind, und d'äß die aufrecht stehenden Federn (55,55b) auf der-Oberseite der Lagerkasten (5a,5b) abgestützt sind.

6. Drehgestell nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen (13) jeweils oberhalb des Lagerkastens (5a,5h) eine nach unten offene Ausnehmung (52) zur Aufnahme der aufrecht stehenden Feder (55,55h) vorgesehen ist.

Y. Drehgestell nach einem oder mehreren dex Ansprüche 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf gegenüberliegenden Seiten eines jeden Lagerkastens (5h) vorgesehenen Flügel (7L,7R) in der Höhe versetzt jeweils oberhalb und unterhalb der Achsmitte angeordnet sind.

8. Drehgestell nach Anspruch 2, dadurch gekennze ichne t, daß die herabhängenden Zapfen (9,9a,9b) umgekehrt konisch geformt und die Flügel (7,7a ,7L,7R). zu deren Aufnahme hohl ausgebildet sind.

9. Drehgestell für Schienenfahrzeuge mit Achsen, die Schienenräder aufweisen und die einen Rahmen tragen, da durch gekennzeichnet, daß der Rahmen (13,13a,13b) auf beiden Seiten des Drehgestelles zylindrische im wesentlichen in Lctrichtung verlaufende Ausnehmungen (39) aufweist,

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und daß auf dem Rahmen auf beiden Seiten des Drehgestelles Pneumatikfedern abgestützt sind, welche nach unten weisende in den zylindrischen Ausnehmungen des Rahmens aufgenommene zylindrische Druckkammern (37) aufweisen.

10. Drehgestell nach Anspruch 9,. dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen in Längsrichtung des Drehgestelles verlaufende., auf der Länge verbreitert ausgebildete Seitenteile (13,13a,13b) aufweist, und daß die zylindrischen Ausnehmungen (39) in den verbreiterten Bereichen (29) der Seitenteile vorgesehen sind.

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