Achslagerabfederung und -führung für Lokomotiven Die Erfindung betrifft eine Achslagerabfederung und -führung für Lokomotiven.
Es ist bereits bekannt, für die Achslagerabfede- rung und Achslagerfühntng an Schienenfahrzeugen in lotrechter Richtung vorwiegend auf Schub bean spruchte ringförmige Gummikörper anzuwenden, deren Querschnitte;
in entlastetem Zustand zueinan- der symmetrische Parallelogramme bilden und die sich bei Belastung mit ihrer tellerartig ausgebildeten oberen und, unteren Bodenfläche an ebenfalls teller artig, jedoch entgegengerichtet geformten Widerla- gern im zunehmenden Masse abstützen.
Es ist auch bekannt, Gummikörper mit gleichem Querschnitt, jedoch nach Art eines Hohlkegelstump fes ausgebildet, anzuwenden, die in dazu formschlüs sigen Gegenlagern befestigt sind.
Bei diesen. Ausbildungen herrscht jedoch zufolge der unterschiedlich grossen Mantelflächen an der innen- und aussenseitigen Abstützung des Gummi körpers in diesem keine über seinen gesamten Quer schnitt gleichmässige Spannungsverteilung. Dadurch ergeben sich partielle Überbelastungen, die eine Überdimensionierung der Abfederungsteile erforder- lich machen.
Ausserdem erfolgt dabei die Lasteinlei tung und Lastabnahme über stirnseitig wechselnd gegenüberliegende Kreisringflächen an Formstücken,
was zusätzliche örtliche Spannungsspitzen im Gummi körper zur Folge hat und wodurch auch die er wünschte Schubverformung bei zunehmender Bela stung in eine nachteilige Druckverformung übergeht. Dies ergibt eine Einengung des Federweges, mögli cherweise bis zu seiner Blockierung, da der von den Gegenlagern allseitig umschlossene Gummi nicht nachgeben kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Mängel zu vermeiden und innerhalb der Gummiringfeder eine über ihren gesamten Quer schnitt gleichmässige Spannungsverteilung herbeizu führen, die klare Übertragungsverhältnisse bei Lasteinleitung und Lastabnahme ergibt.
Ausserdem ist die Gummiringfeder so zu gestalten, dass den be sonderen Erfordernissen bei ihrer Anwendung an Lokomotiven entsprochen wird, der Federweg in lotrechter Richtung gross, hingegen in waagrechter Richtung zum Zwecke der Zugkraftübertragung klein ist, dass ferner ihr Gewicht möglichst gering ausfällt und,
ihme Teile einfach in ihrem Aufbau und leicht montierbar sind.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die für die Achslagerabfederung und -führung von Lokomotiven zur Anwendung gelangende koni sche Gummiringfeder in ihrem Querschnitt trapezför mig in Richtung zum grösseren Durchmesser verjün gend so ausgebildet ist,
dass die innere und die äus- sere Mantelfläche flächenmässig übereinstimmen und an in sich geraden aussenkegelgen und ebensolchen innenkegeiigen Flächen mit ihren Mantelflächen ab kegeligen Flächen;
wird die Last gleichmässig auf den Gummiring verteilt und der Gesamtquerschnitt an allen Punkten gleichmässig zur Übertragung der Last herangezogen. Dadurch werden örtliche Spannungs- spitzen, wie diese bei Lasteinleitung über Kreisring flächen der Stirnseiten entstehen,
vermieden. Ebenso ist die Lastabnahme gleichmässig über die Mantelflä che der Gummiringfeder verteilt. Bei der Lastüber tragung wird die Feder auf Schub und Druck bean sprucht, und zwar bei lotrechter Belastung im wesentlichen auf Schub und bei waagrechter Bela stung vorwiegend auf Druck.
Durch Veränderung des Neigungswinkels der kegeligen Flächen kann 'die Wirkungsgrösse dieser Beanspruchungsarten verän dert werden;
jedoch wird zweckmässigerweise ein zur Lotrechten verhältnismässig kleiner Winkel gewählt, um der bei Lokomotiven gestellten Forderung nach grossem lotrechten und kleinem waagriechten Feder- weg gerecht zu werden. Bei einer bestimmten. Steil heit der Kegelflächen ist es zweckmässig,
den Gum- miring mit den Abstützflächen durch Klebung oder Vulkanisierung zu verbinden. Zufolge der Verringe- rung der Höhe der Gummiringfeder am äusseren,
Durchmesser wird ihr Volumen und .damit ihr Ge wicht vermindert. Ausserdem können die die Gum- miringfeder abstützenden Teile als Hohlkörper aus gebildet werden, so dass auch dadurch Gewicht ein gespart wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführangsbeis.piel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Abb. 1 einen Schnitt der Achslagerabfederung im belasteten Zustand, Abb. 2 einen Schnitt der Achslagerabfederung im entlasteten Zustand.
Die Gummiringfeder 1 ist ähnlich einem Hohlke- gelstumpf derart gestaltet, dass ihr Querschnitt im entlasteten Zustand. ein sich zum grösseren Durch messer verjüngendes schiefes Trapez darstellt, dessen Seitenverhältnis der beiden Parallelen eine flächen- mässige Übereinstimmung der inneren und äusseren Mantelfläche ergibt.
Demzufolge ist die spezifische Belastung an diesen beiden Flächen der Gummiring- feder gleich gross, was die angestrebte gleichmässige Spannungsverteilung im Material herbeiführt.
Die Abstützung der Gummiring feder 1 erfolgt einerseits in am Achslager 4 befestigten Ansätzen 5 mit zur äusseren Mantelfläche der Gummiringfeder 1 formschlüssigen Ausnehmungen und andererseits an einem ebenfalls formschlüssig an der inneren Man telfläche der Gummiringfeder 1 anliegenden Körper 2,
der am Gestenrahmen 3 der Lokomotive befestigt ist. Die Neigung der die Kräfte einleitenden und auf nehmenden Flächen sowie die Materialauswahl ist massgeblich für die Charakteristik der Gummiringfe, der.
Bei einer bestimmten Steilheit der Flächen ist eine feste Verbindung des. Gummis mit seinen Widerla- gerflächen mittels Vulkanisierung oder Klebung an- gezeigt. Für die Abfederung des Achslagers wird an dessen beiden Seiten mindestens je eine Ringfeder vorgesehen.
Axle bearing suspension and guidance for locomotives The invention relates to an axle bearing suspension and guidance for locomotives.
It is already known to use ring-shaped rubber bodies that are primarily subject to thrust stress for the axle bearing cushioning and axle bearing guides on rail vehicles in the vertical direction, whose cross sections;
In the relieved state, they form symmetrical parallelograms to one another and, when loaded, are increasingly supported by their plate-like upper and lower bottom surfaces on abutments that are likewise plate-like, but oppositely shaped.
It is also known to use rubber bodies with the same cross-section, but designed in the manner of a hollow truncated cone fes, which are attached to form-fitting counter bearings.
With these. However, as a result of the differently sized lateral surfaces on the inside and outside support of the rubber body, there is no uniform stress distribution in this over its entire cross-section. This results in partial overloads, which make it necessary to oversize the cushioning parts.
In addition, the load introduction and load reduction takes place via alternately opposite circular ring surfaces on the face of fittings,
what additional local stress peaks in the rubber body has the consequence and which also he desired shear deformation with increasing load changes into a disadvantageous compression deformation. This results in a narrowing of the spring travel, possibly until it is blocked, since the rubber enclosed on all sides by the counter bearings cannot yield.
The invention is based on the object of avoiding the identified shortcomings and of bringing about a stress distribution that is uniform over its entire cross section within the rubber ring spring, which results in clear transmission ratios for load introduction and load decrease.
In addition, the rubber ring spring must be designed in such a way that the special requirements for its use on locomotives are met, the spring travel is large in the vertical direction, but small in the horizontal direction for the purpose of traction transmission, so that its weight is as low as possible
ihme parts are simple in their structure and easy to assemble.
According to the invention this is achieved in that the conical rubber ring spring used for the axle bearing cushioning and guidance of locomotives is designed so that its cross section is trapezoidal in the direction of the larger diameter,
that the inner and outer lateral surfaces coincide in terms of area and on inherently straight outer conical and inner conical surfaces with their lateral surfaces from conical surfaces;
the load is evenly distributed on the rubber ring and the total cross-section is used evenly at all points to transfer the load. As a result, local stress peaks, such as those that arise when loads are introduced via circular ring surfaces on the end faces,
avoided. The load reduction is also evenly distributed over the outer surface of the rubber ring spring. In the load transfer, the spring is loaded on thrust and pressure bean, with vertical load essentially on thrust and with horizontal Bela stung mainly on pressure.
By changing the angle of inclination of the conical surfaces, the effect of these types of stress can be changed;
however, an angle that is relatively small to the perpendicular is expediently selected in order to meet the requirement for large perpendicular and small horizontal spring travel made in locomotives. With a certain. Steepness of the conical surfaces, it is useful to
to connect the rubber ring to the support surfaces by gluing or vulcanization. Due to the reduction in the height of the rubber ring spring on the outer,
Diameter, their volume and .thus their weight is reduced. In addition, the parts supporting the rubber ring spring can be designed as hollow bodies, so that weight is also saved as a result.
In the drawing, an Ausführungsangsbeis.piel the invention is shown.
They show: Fig. 1 a section of the axle bearing suspension in the loaded state, Fig. 2 a section of the axle bearing suspension in the unloaded state.
The rubber ring spring 1 is designed similar to a hollow cone truncated cone such that its cross section in the unloaded state. represents an oblique trapezoid tapering towards the larger diameter, the aspect ratio of which of the two parallels results in a coincidence of the inner and outer surface area.
As a result, the specific load on these two surfaces of the rubber ring spring is the same, which brings about the desired uniform stress distribution in the material.
The support of the rubber ring spring 1 takes place on the one hand in lugs 5 attached to the axle bearing 4 with form-fitting recesses to the outer circumferential surface of the rubber ring spring 1 and on the other hand on a likewise form-fitting body 2 resting on the inner surface of the rubber ring spring 1,
which is attached to the gesture frame 3 of the locomotive. The inclination of the surfaces introducing and absorbing the forces and the choice of material are decisive for the characteristics of the rubber ring, the.
With a certain steepness of the surfaces, a firm connection of the rubber with its abutment surfaces by means of vulcanization or gluing is indicated. For cushioning the axle bearing, at least one ring spring is provided on both sides.