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Drehestellführung für Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zur Drehgestellführung für Schienenfahrzeuge, bei der die Zug- und Bremskräfte
vom Drehgestell auf einen am Hauptrahmen des Fahrzeugs befestigten Drehzakpfen mittels
auf Druck beanspruchter, als Gummimetallelemente ausgebildeter Federn übertragen
werden.
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Derartige Vorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungsformen zur
Führung entlasteter Drehzapfen in sogenannter Tiefanlenkung bei elektrischen Drehgestell-Lokomotiven
bekannt. Sie haben im wesentlichen die Aufgaben zu lösen, das Drehgestell zur Übertragung
der in Fahrtrichtung wirkenden Zug- und Bremskräfte sowie der bei Auflaufstößen
auftretenden Massenkräfte gegenüber dem-Hauptrahmen des Fahrzeugs in gewissem Ausmaß
federnd abzustützen und außerdem auch Bewegungen quer zur Fahrtrichtung (sowohl
in waagerechter als auch in lotrechter Richtung) zu ermöglichen, wobei jedoch keine
oder nur verhältnismäßig geringe Rückstellkräfte auftreten sollen.
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Bei den bekannten Vorrichtungen zur Drehgestellführung von der eingangs
genannten Art werden die Bewegungen des Drehgestells gegenüber dem Hauptrahmen quer
zur Fahrtrichtung entweder von Gummifederelementen aufgenommen oder über Gleitflächenpaare
übertragen.
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Im ersten Fall ergeben sich bei größeren derartigen-Bewegungen,die
hauptsächlich bei hohen Fahrgeschwindigkeiten auftreten; recht hohe Auslenkwiderstände,
wodurch die lotrechte Federung zwischen Drehgestell und Hauptrahmen ungünstig beeinflußt
wird. Im zweiten Fall ergeben vor allem
bei hohen und mittleren
Zug- und 3remskräften schon jeringe Querbewegungen infolge der an den Gleitflächen
-z überwindenden Reibung hohe Auslenkwiderstände, die ruckweisen Gleitbewegungen
führen und dadurch ebenfalls die lotrechte Federung ungünstig beeinflussen. Hohe
Auslenkwiderstände in waagerechter Querrichtung führen außerdem wegen des verhältnismäßig
großen Abstandes der tiefliegenden Drehgestellführung vom Schwerpunkt des Hauptrahmens
zu größeren Wankbewegungen des letzteren, die ebenfalls unerwünscht sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile
zu beseitigen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Drehzapfen
in ein ihn mit geringem Spiel in Fahrtrichtung und mit verhältnismäßig größerem
Spiel quer zur Fahrtrichtung umgebendes Gehäuse hineinragt, das über zwei, in Fahrtrichtung
gesehen vor- und hinter ihm angeordnete, in Fahrtrichtung auf Druck. vorgespannte
und durch Kräfte quer dazu auf Schub beanspruchbare Gummimetall-Scheibenfedern mit
dem Drehgestellrahmen. verbunden ist.
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Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung werden die Bewegungen
des Drehgestells gegenüber dem Hauptrahmen a
quer zur Fahrtrichtung sowohl
durch Gleitflächenpaare als auch durch dabei auf Schub beanspruchte Gummifederelemente
übertragen. Dabei können die Auslenkwiderstände in keinem Fall hohe Werte erreichen.
Bei kleinen bis mittleren Zugkräften wird nämlich schon nach verhältnismäßig kleinem
Federweg der Reibungsschluß an den Gleitflächen überwunden und damit ein weiteres
Ansteigen des Auslenkwiderstandes selbst bei größeren Bewegungen vermieden. Höhere
Zugkräfte, bei denen der Reibungsschluß an den Gleitflächen länger bestehen bleibt,
ergeben sich dagegen vor allem bei niedrigen bis mittleren Fahrgeschwindigkeiten;
die bei diesen auftretenden Relativbewegungen sind jedoch verhältnismäßig -klein
und können von den Gummifederelementen allein aufgenomme
n werden,
ohne daß dabei _ größere Hücks te llkräf te entstehen. s In Weiterbi- ldung der
Erfindung sind der Drehzapfer und das diesen mit Spiel umgebende Gehäuse von rechteckigem
Querschnitt: bzw. ?Hohlquerschnitt und an den einander in Fahrtrichtung; ge:=,enüberliegenden
Abstützflächen mit Gleitplatter. aus verschleißfestem Werkstoff, vorzugsweise aus
Mang anhar t stahl versehen.
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Die "#L-nmimetall-Scheibenfedern sind in Fahrtrichtung-stets auf wrick
beansprucht, wenn sie eine genügend große Druckvorspann-xng erhalten. Um diese in
einfacher Weioc und in gleicher Größe auf beide Federn aufbringen 7u können, ist
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das den Drehzapfen mit Spiel umgebende Gehäuse
zweiteilig susgebildetg wobei a:: der -i-Irernfugen Beilagen von einer Stärke, die
der gewünschten Druckvorspannung in den Gummimetall-Scheibenfelern e:- tspricht,
eingefügt eindo In der ::eichnung ist als $usführungsbeispiol dor Erfind eine Drnhzapfenlagerung
schematisch dargestellt, oinzelnen zeizens
| Fig. 1 einen leerechten Länlsmittelschnitt in |
| Fahrtrichtung nach der Linie I-1 in Fig. 2, |
| Fig. 2- einen Querschnitt nach der Linie II-II in |
| Fig. 1, und |
| Fij. 3 einen lotrechten Schnitt quer zur Fahrt- |
| richtung, nach der Linie III-III in Fig. 2. |
Der Drehzapfen 1, der am nicht dargestellten Hauptrahmen des Fahrzeugs befestigt
ist, weist im Bereich der Drehgestellführ-.zn.g einen
etwa quadratischen
Querschnitt auf. Er ist in diesem Bereich mit Spiel von einem mehrteilig ausgebildeten
Gehäuse 2 umgeben, das einen ebenfalls etwa
quadratischen Hohlquerschnitt
aufweist. An den einander in Fahrtrichtung gegenüberliegenden Abstützflächen.,des
Drehzapfens 1 und des Gehäuses 2 sind Gleitplatten 3 bzw. 4 aus Manganhartstahl
derart angebracht, daß das dazwischen verbleibende geringe Spiel gerade noch die
erforderlichen Dreh- und Nickbewegungen des Drehgestells gegenüber dem Hauptrahmen
zuläßt.
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Das Gehäuse 2 ist über zwei, in Fahrtrichtung gesehen vor und hinter
ihm angeordnete, auf Druck vorgespannte Gummimetall-Scheibenfedern 5, deren Endbleche
dazu mit entsprechenden Zentrierzapfen oder -bohrungen versehen sind, mit dem Querträger
6 des Drehgestellrahmens formschlüssig verbunden. ' Das Gehäuse 2 besteht,
wie aus Fig. 2 ersichtlich, aus zwei Teilen, die unter'Einfügung von Beilagen
7 an den Trennfugen .über vier Schrauben $ und zwei Zentrierungsstifte 9 formschlüssig
miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht einen einfachen Ein- und Ausbau der
Gummimetall-Scheibenfedern 5 in der Weise, daß z. B. nach deren Einsetzen in den
Querträger 6 und die beiden zunächst noch nicht miteinander verbundenen Teile des
Gehäuses 2 die letzteren etwa mittels einer hydraulischen Vorrichtung auseinandergedrückt
werden, bis die jeweils gewünschte Druckvorspannung in den Federn 5 .erreicht ist.
Danach werden die an den Trennfugen entstandenen Spalte durch Beilagen 7 ausgefüllt
und die Teile des Gehäuses 2 miteinander verschraubt. Um das Auftreten von Zuspannun.gen
in den GummimetallvScheibenfedern 5 zu vermeiden (was die Lebensdauer dieser Federn
herabsetzen könnte), ist die Druckvorspannung im Gummi so zu bemessen, daß sie bei
allen normalen Betriebszuständen nicht vollständig abgebaut werden kann. Am unteren
Ende des Drehzapfens 1, das zylindrisch auege-. bildet ist und ein Gewinde trägt,
ist mittels einer Mutter 10 eine Platte 11 festgeschraubt. Diese dient dazu, den
Drehgestellrahmen mit dem Hauptrahmen des Fahrzeuges anheben zu
können,
da sich der Querträger 6 des Drehgestells auf der Platte 11 abstützt, wenn
der Hauptrahmen des Fahrzeugs und damit der mit diesem verbundene Drehzapfen
1 angehoben wird Die gesamte Drehgestellführung ist nach unten durch eine
Blechverkleidung 12 abgeschlossen.
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In Fahrtrichtung auftretende Zug-, Brems- und Massenkräfte werden-durch
zusätzliche Druckbeanspruchung der Gummimetall-Scheibenfedern 6 elastisch übertragen.
Bewegungezür Fahrtrichtung - und zwar sowohl in waagerechter als auch in lotrechter
Richtung - sind möglich entweder durch entsprechende Bewegungen des Drehzapfens
1 gegenüber dem Gehäuse 2, wobei u. U. zwischen den Gleitplatten 3 und 4 Reibungskräfte
zu überweinden sindp oder durch Bewegungen des Gehäuses 2 gegenüber dem Drehgestellquerträger
6, wobei die Gummimetall-Scheibenfedern 5 auf Schub beansprucht werden. Wie oben
dargelegt, ergeben sieh dabei in allen auftretenden Betriebszuständen nur verhältnismäßig
geringe Rückstellkräfte.