DE202010012694U1 - Radsatzführung für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Radsatzführung für Schienenfahrzeuge Download PDF

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Abstract

Radsatzführung (1) für Schienenfahrzeuge, umfassend ein Rahmenelement (3) und Lagersegmente (4, 5, 6), wobei ein inneres Lagersegment (4) als Lagerhülse zur Aufnahme eines Radsatzes (2) ausgebildet ist und ein äußeres Lagersegment (6) starr mit dem Rahmenelement (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem inneren Lagersegment (5) und dem äußeren Lagersegment (6) Metalldrahtkissen (10, 11) angeordnet sind, wobei
– jeweils ein Metalldrahtkissen (10) als Führungskissen zum Führen des Radsatzes (2) in Fahrtrichtung vor und hinter dem Radsatz (2) angeordnet ist sowie
– ein Metalldrahtkissen (11) als Tragkissen zum Übertragen der vertikalen Last zwischen dem Radsatz (2) und dem Rahmenelement (3) in vertikaler Richtung ausgerichtet senkrecht oberhalb des Radsatzes (2) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Radsatzführung für Schienenfahrzeuge. Die Radsatzführung umfasst ein Rahmenelement und Lagersegmente, wobei ein inneres Lagersegment als Lagerhülse zur Aufnahme eines Radsatzes ausgebildet ist und ein äußeres Lagersegment fest mit dem Rahmenelement verbunden ist.
  • Das Schienenfahrzeug wird mittels Laufwerken im Gleis geführt, wobei die Laufwerke ein oder mehrere Radsätze aufweisen. Die Radsätze werden durch Radsatzlager, auch als Achslager bezeichnet, in einem Drehgestell oder in einem Rahmen gehaltert.
  • Drehgestelle und Rahmen von Güterwagen werden meist einstufig gefedert. Im Gegensatz dazu weisen Drehgestelle von Personenwagen eine zweistufige Federung auf. Bei der zweistufigen Federung, umfassend eine Primärfederung und eine Sekundärfederung, wird sowohl zwischen den Radsätzen und dem Drehgestell als auch zwischen dem Drehgestell und dem Wagenkasten eine Federstufe angeordnet. Dabei sitzen die Primärfedern auf den Radsatzlagern, die einen Anteil der Gesamtmasse als Radsatzmasse von den Federn auf den Radsatz übertragen, auf. Die Radsatzlager führen den Radsatz seitlich im Rahmen und übertragen auch Längskräfte, wenn der Radsatz angetrieben oder gebremst wird.
  • Im Stand der Technik sind Laufwerke für Schienenfahrzeuge bekannt, bei denen zwischen der Primärfederstufe und der Sekundärfederstufe Elemente zur Entkopplung des schwingungsfähigen Systems Wagenkasten-Radsatz angeordnet sind. Die Primärfederstufe im Bereich des Achslagers ist dabei gegenüber der sekundären Federung sehr hart ausgebildet, weist folglich eine hohe Federkonstante auf, und ist insbesondere für die Spurführung des Radsatzes vorgesehen. Zum Stand der Technik gehören Anordnungen der Achslager für Laufwerke von Schienenfahrzeuge, die eine weiche vertikale Achsfederung mit einer horizontal längssteifen Anlenkung verbinden.
  • In der DE 38 41 153 A1 wird beispielsweise eine Anordnung der Achslager beschrieben, in welcher jedes Achslager auf der Außenseite ein Gummi-Metall-Schalensegment mit einer äußeren und einer inneren Metallschale sowie einer Gummizwischenlage aufweist. Das Achslager ist mittels des Schalensegmentes in der Seitenwange des Laufwerks gelagert. In die Gummizwischenlage, die in Achsrichtung verlaufende Durchbrüche aufweist, sind von den Längsseiten aus beginnend metallische Teilsegmente eingebettet.
  • Die Ausführung der Schalensegmente mit Gummi hat eine schnelle Alterung und Versprödung des Gummis zur Folge.
  • Auch aus der DE 44 37 803 A1 geht eine Radsatzlagerung für Schienenfahrzeuge mit integriertem Isolator hervor. Der Isolator unterbindet die Weiterleitung von hochfrequentem Körperschall, ausgehend von der Berührungsstelle Rad/Schiene als Erregerzentrum über den Rahmen zum Wagenkasten. Im Bereich der Radsatzlagerung ist zwischen einem äußeren Radsatzlagergehäuse und einem inneren Radsatzlagergehäuse ein Elastomerpolster als Isolator mit einer wesentlich größeren Federkonstante als die der Federelemente des Laufwerkes angeordnet. Das Elastomerpolster umschließt das innere Radsatzlagergehäuse im oberen Bereich schalenförmig und beeinflusst die Federeigenschaften der Federelemente nicht.
  • Das Elastomer ist nur für einen Einsatz innerhalb eines begrenzten Temperaturbereiches geeignet. Bei sehr tiefen Temperaturen der Umgebung wird das Elastomer seine mechanischen und isolierenden Eigenschaften verändern und für den geplanten Einsatz unbrauchbar sein oder zerstört werden.
  • Den im Stand der Technik bekannten Radsatzlagerungen ist zueigen, dass das Achslager zumindest im oberen Bereich schalenförmig von einem isolierenden Segment umschlossen wird und das Segment derart ausgebildet ist, eine im Vergleich zur horizontalen Federung weichere vertikale Achsfederung zu gewährleisten. Durch die Anordnung des Segments weist die Radsatzlagerung eine größere horizontale Längssteifigkeit gegenüber einer geringeren vertikalen Steifigkeit auf. Die unterschiedlichen Steifigkeiten werden unter Einsatz von Gummi oder Elastomeren, die einen ausgeprägten Alterungsprozess und damit eine sehr begrenzte Lebensdauer aufweisen, und gegebenenfalls in Verbindung mit Metallsegmenten erreicht. Damit ist auch die Herstellung der Segmente sehr aufwändig.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alterungsbeständige Vorrichtung zur Führung eines Radsatzes, insbesondere für Drehgestelle mit mehrteiligem Rahmen, eines Schienenfahrzeugs zur Verfügung zu stellen. Die Vorrichtung soll für einen großen Temperaturbereich der Umgebung einsetzbar sein und eine hohe Lebensdauer aufweisen. Dabei darf die Vorrichtung lediglich einen geringen Platzbedarf aufweisen und sollte verschleißfest sein. Die Konstruktion und die Wartung sollen im Gegensatz zu den zum Stand der Technik gehörenden Radsatzlagerungen weniger aufwändig sein, sodass die Vorrichtung auch im Zusammenhang mit einer hohen Lebensdauer weniger kostenintensiv ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Radsatzführung für Schienenfahrzeuge gelöst. Die Radsatzführung umfasst ein Rahmenelement und Lagersegmente. Dabei ist ein inneres Lagersegment als Lagerhülse zur Aufnahme eines Radsatzes ausgebildet. Ein äußeres Lagersegment ist starr mit dem Rahmenelement verbunden.
  • Nach der Konzeption der Erfindung sind zwischen dem inneren Lagersegment und dem äußeren Lagersegment Metalldrahtkissen angeordnet. Zum einen ist ein als Tragkissen ausgebildetes Metalldrahtkissen bezüglich seiner Längsachse in vertikaler Richtung ausgerichtet und senkrecht oberhalb des Radsatzes vorgesehen. Das Tragkissen dient dem Übertragen der vertikalen Last zwischen dem Radsatz und dem Rahmenelement. Zum anderen ist jeweils ein Metalldrahtkissen als Führungskissen zum Führen des Radsatzes in Fahrtrichtung vor und hinter dem Radsatz angeordnet.
  • Die beiden Führungskissen sind bevorzugt derart in einem Winkel schräg zur Horizontalen und zur Vertikalen ausgerichtet, dass sie überwiegend horizontale Kräfte übertragen und damit den Radsatz horizontal führen.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Metalldrahtkissen als kreiszylinderförmige Scheiben ausgebildet und weisen mittig in Richtung ihrer Längsachse einen Durchbruch auf. Dabei sind die Metalldrahtkissen mit einem Außendurchmesser von 180 mm und einer Höhe von 25 mm ausgebildet. Der Durchbruch ist vorteilhaft kreisrund und weist einen Durchmesser von 60 mm auf.
  • Bei der erfindungsgemäßen Radsatzführung sind ein inneres Lagerelement und das äußere Lagerelement jeweils U-förmig ausgebildet. Die innerhalb der Radsatzführung in vertikaler Richtung nach unten geöffnet angeordneten U-Formen weisen dabei jeweils zwei über einen horizontalen Steg miteinander verbundene Schenkel auf. Die Schenkel sind bevorzugt mit einem Öffnungswinkel zueinander angeordnet, wobei der Öffnungswinkel vorteilhaft 22° beträgt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das innere Lagerelement auf der Außenseite Auflageflächen für die Anordnung der Metalldrahtkissen und das äußere Lagerelement Auflageflächen für die Anordnung der Metalldrahtkissen auf der Innenseite aufweist. Dabei ist eine Auflagefläche jeweils horizontal ausgerichtet und am horizontalen Steg der jeweiligen U-Form des Lagerelementes angeordnet. Zudem ist jeweils eine Auflagefläche an einem Schenkel der U-Formen ausgebildet, sodass jedes Lagerelement mit einer Auflagefläche am horizontalen Steg und jeweils einer Auflagefläche an den beiden Schenkeln vorteilhaft drei Auflageflächen aufweist. Dabei ist jeweils eine Auflagefläche des inneren Lagerelementes einer Auflagefläche des äußeren Lagerelementes gegenübergestellt angeordnet. Die gegenübergestellt angeordneten Auflageflächen sind bevorzugt parallel und beabstandet zueinander ausgerichtet.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass die Auflageflächen des inneren Lagerelementes jeweils einen Führungszapfen zur Aufnahme der Metalldrahtkissen aufweisen. Der Führungszapfen ist dabei bevorzugt mittig auf der Auflagefläche angeordnet und ragt kreiszylinderförmig aus der Auflagefläche heraus. Der Führungszapfen ist jeweils senkrecht zur von der Auflagefläche aufgespannten Ebene ausgerichtet und weist eine konstante Höhe sowie über der Länge einen konstanten Radius auf.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Metalldrahtkissen zwischen den jeweils gegenübergestellt angeordneten Auflageflächen des inneren Lagerelementes und des äußeren Lagerelementes auf den Auflageflächen aufliegend angeordnet sind. Die Metalldrahtkissen weisen bevorzugt über dem Radius eine konstante Höhe auf, sodass die Metalldrahtkissen im montierten Zustand der Radsatzführung gleichmäßig an den parallel zueinander ausgerichteten Auflageflächen anliegen.
  • Die Metalldrahtkissen sind mit dem kreisrunden Durchbruch vorteilhaft um den kreiszylinderförmigen Führungszapfen der Auflageflächen des inneren Lagerelementes angeordnet. Dabei entspricht der Durchmesser des Führungszapfens dem Durchmesser des kreisrunden Durchbruchs des Metalldrahtkissens zuzüglich eines geringen Spiels, um eine einfache Montage der Metalldrahtkissen auf den Auflageflächen zu gewährleisten. Die Metalldrahtkissen sind in Richtung ihrer Längsachse vorteilhaft mit einer größeren Höhe als die Führungszapfen in ihrer Länge ausgebildet, sodass die Metalldrahtkissen im montierten Zustand der Radsatzführung einen Überstand über dem Führungszapfen aufweisen. Der Überstand ist dabei derart groß bemessen, dass sich auch im belasteten Zustand der Metalldrahtkissen, das freie Ende der Führungszapfen und die gegenüberliegende Auflagefläche des äußeren Lagerelementes nicht berühren.
  • Die als Führungskissen ausgebildeten Metalldrahtkissen sind bezüglich ihrer Längsachse vorteilhaft um 7° bis 15° von der Horizontalen abweichend geneigt angeordnet. Bei einem Öffnungswinkel der Schenkel der U-förmigen Lagerelemente von 22° sind die Führungskissen bezüglich ihrer Längsachse um 11° von der Horizontalen abweichend geneigt angeordnet. Die keilförmige Anordnung der Führungskissen dient zum Vorspannen der Führungskissen bei der Montage.
  • Weiterhin vorteilhaft ist es, dass die freien Enden der Schenkel des U-förmigen äußeren Lagerelementes gegenüber den die Auflageflächen definierenden Abschnitten abgewinkelt sind. Die freien Enden sind derart abgewinkelt, dass sie parallel zueinander angeordnet und in vertikaler Richtung ausgerichtet sind. Die freien Enden der Schenkel sind somit im Gegensatz zu den zur Horizontalen ansonsten schräg gestellten Schenkel vertikal angeordnet.
  • Dabei weisen die vertikalen freien Enden des äußeren Lagerelementes Bohrungen zum Montieren einer Schraubverbindung zwischen den Schenkeln auf. Damit ist durch Anziehen der Schraubverbindung, welche als Verliersicherung für den Radsatz ausgebildet ist, das äußere Lagerelement mit dem innerem Lagerelement und den dazwischen angeordneten Metalldrahtkissen vorteilhaft verspannbar.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Radsatzwelle des Radsatzes mit einem Wälzlager in einem inneren Lagersegment drehbar gelagert. Das innere Lagersegment ist als hohlzylinderförmige Lagerhülse ausgebildet und im oberen Bereich innerhalb des U-förmigen, als Befestigungselement ausgebildeten, inneren Lagersegmentes angeordnet.
  • Die Innenseite des U-förmigen Befestigungselementes ist im oberen Bereich, welcher an der Oberseite der holzylinderförmigen Lagerhülse anliegt, dabei derart ausgebildet, dass die Innenseite des Befestigungselementes mit der Außenseite der holzylinderförmigen Lagerhülse korrespondiert. Die inneren Lagersegmente liegen damit über einen Umfangsbereich und in Tiefenrichtung vorteilhaft aneinandergrenzend an.
  • Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht vorteilhaft die Verwendung der Radsatzführung bei Schienenfahrzeugen mit mehrteiligem Drehgestellrahmen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung weist mit der Anordnung der Metalldrahtkissen zusammenfassend diverse Vorteile auf:
    • – verschleißfest und alterungsbeständig,
    • – in großem Temperaturbereich der Umgebung einsetzbar,
    • – geringer Platzbedarf,
    • – hohe Lebensdauer,
    • – einfach herstellbar und damit
    • – wenig wartungsintensiv sowie wenig kostenintensiv.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen eine Radsatzführung eines Schienenfahrzeugs:
  • 1: in Seitenansicht im montierten Zustand und
  • 2: in Teilschnittdarstellung der Seitenansicht.
  • Die 1 und 2 zeigen die Radsatzführung 1 eines Schienenfahrzeugs in einer Seitenansicht im montierten Zustand, wobei in 2 die erfindungsgemäße Radsatzführung 1 im Teilschnitt dargestellt ist.
  • Der Radsatz 2 ist über ein Radsatzlager in einem Rahmenelement 3, beispielsweise eines mehrteiligen Drehgestells, gehaltert angeordnet. Das Radsatzlager weist innere Lagersegmente 4, 5 und ein äußeres Lagersegment 6 auf. Die Radsatzwelle 7 des Radsatzes 2 ist mit einem Wälzlager 8 in einer Lagerhülse 4, als ein inneres Lagersegment 4, drehbar gelagert.
  • Im oberen Bereich ist die Lagerhülse 4 innerhalb eines Befestigungselementes 5, das ebenfalls als ein inneres Lagersegment 5 bezeichnet wird, angeordnet. Das Befestigungselement 5 ist mit zwei Schenkeln, welche über einen horizontalen Steg miteinander verbunden sind, U-förmig ausgebildet. Die Schenkel sind dabei schräg und damit abweichend von einer vertikalen Richtung angeordnet. Der Innenwinkel zwischen einem Schenkel und dem horizontalen Steg ist größer als 90°. Da dieser Winkel bevorzugt etwa 100° beziehungsweise 101° beträgt, ergibt sich der Öffnungswinkel der Schenkel des U-förmigen Lagersegmentes 5 zu etwa 22°. Die Innenseite des U-förmigen Befestigungselementes 5 ist im oberen Bereich, welcher an der äußeren Oberseite der hohlzylinderförmigen Lagerhülse 4 anliegt, derart rund ausgebildet, dass die Innenseite des Befestigungselementes 5 mit der Außenseite der Lagerhülse 4 korrespondiert. Da die Innenseite des Befestigungselementes 5 und die Außenseite der Lagerhülse 4 den gleichen Radius aufweisen, liegen das Befestigungselement 5 und die Lagerhülse 4 über den Umfang und in Tiefenrichtung großflächig aufeinander.
  • Das Befestigungselement 5 weist aufgrund der ausgeprägten U-Form mit schrägen Schenkeln auf der Außenseite drei definierte Flächen auf. Die erste Fläche ist horizontal ausgerichtet und auf der Oberseite des mit den Schenkeln in vertikaler Richtung nach unten gerichteten Befestigungselementes 5 angeordnet. Zudem sind zwei Flächen, welche auf der Außenseite der Schenkel vorgesehen sind, in Bezug auf eine vertikale Ebene leicht schräg gestellt ausgebildet. Die Flächen dienen als Auflagen für Metalldrahtkissen 10, 11 und weisen in ihrer Mitte jeweils einen Führungszapfen 9 auf. Die zylinderförmigen Führungszapfen 9 sind gegenüber den Auflageflächen erhaben und dienen der Aufnahme der Metalldrahtkissen 10, 11.
  • Nach einer alternativen, nicht dargestellten Ausgestaltung ist das Befestigungselement 5 das innere Lagersegment 4 vollständig umschließend ausgebildet. Die umschließende Ausbildung des inneren Lagersegmentes 4 kommt insbesondere bei Radsatzlagern ohne eigene Abdichtung – anstelle eines dargestellten, in sich abgedichteten Kartuschenlagers – zur Anwendung, die den Schutz vor äußeren Einflüssen durch ein geschlossenes Gehäuse benötigen.
  • Die Metalldrahtkissen 10, 11 weisen die Form von Zylinderscheiben auf, die mittig in Richtung ihrer Längsachse mit einem kreisrunden Durchbruch versehen sind. Damit sind die Metalldrahtkissen 10, 11 als hohlzylinderförmige Scheiben, Kreisringscheiben beziehungsweise Kreiszylinderringe mit einer starken Zylinderwandung und im Gegensatz dazu einer geringeren Höhe bezüglich der Längsachse ausgebildet.
  • Die Metalldrahtkissen 10, 11 weisen bevorzugt einen Außendurchmesser von 180 mm bei einer Höhe von 25 mm auf. Der kreisrunde Durchbruch, auch als Innenbohrung bezeichnet, ist mit einem Durchmesser von 60 mm ausgebildet, sodass die Zylinderwandung ebenfalls 60 mm stark ist. Das Verhältnis zwischen der Stärke der Zylinderwandung und der Höhe beträgt folglich 12/5.
  • Der Durchmesser des kreisrunden Durchbruchs der Metalldrahtkissen 10, 11 entspricht dabei dem Durchmesser der zylinderförmigen Führungszapfen 9 des Befestigungselementes 5 zuzüglich eines geringen Spiels für die Montage der Metalldrahtkissen 10, 11 auf den Führungszapfen 9. Die Metalldrahtkissen 10, 11 weisen eine größere Höhe in Richtung ihrer Längsachse auf als die Führungszapfen 9. Im montierten Zustand sind die Metalldrahtkissen 10, 11 mit den Durchbrüchen über die Führungszapfen 9 gesteckt positioniert, wobei die Metalldrahtkissen 10, 11 aufgrund der größeren Höhe einen Überstand über den Führungszapfen 9 aufweisen. Die Führungszapfen 9 gewährleisten eine verschiebungssichere Positionierung der Metalldrahtkissen 10, 11, welche mit einer Längsseite ganzflächig auf einer von dem Befestigungselement 5 ausgebildeten Auflagefläche aufliegen.
  • Das äußere Lagerelement 6 ist starr mit dem Rahmenelement 3 verbunden, beispielsweise durch Schweißen, und weist ebenfalls eine U-Form mit in vertikaler Richtung nach unten geöffneten Schenkeln auf. Die U-Form des äußeren Lagerelementes 6 korrespondiert dabei mit der U-Form des Befestigungselementes 5, wobei das Lagerelement 6 größerer Abmessungen aufweist. Das Lagerelement 6 ist, ebenso wie das Befestigungselement 5, mit drei definierten Auflageflächen ausgebildet. Die Auflageflächen sind auf der Innenseite der schräg ausgerichteten Schenkel der U-Form und des horizontalen Verbindungssteges angeordnet. Jeweils eine Auflagefläche des Lagerelementes 6 ist dabei einer Fläche mit Führungszapfen 9 auf der Außenseite des Befestigungselementes 5 gegenübergestellt. Die gegenübergestellt angeordneten Auflageflächen des Befestigungselementes 5 und des Lagerelementes 6 sind parallel und beabstandet zueinander ausgerichtet.
  • Zwischen den gegenübergestellten Auflageflächen des Befestigungselementes 5 und des äußeren Lagerelementes 6 sind die über den Führungszapfen 9 überstehenden Metalldrahtkissen 10, 11 angeordnet. Die Metalldrahtkissen 10, 11 übertragen somit die Kräfte vom äußeren Lagerelement 6 auf das Befestigungselement 5, wobei das Lagerelement 6 auf der Innenseite, insbesondere den Auflageflächen, zudem einen Führungsring 13 aufweist, welcher auf den Auflageflächen angeordnet ist. Der Führungsring 13, welcher als Verbindungselement zwischen den Metalldrahtkissen 10, 11 und den Auflageflächen des Lagerelementes 6 ausgebildet ist, macht die Quersteifigkeit der Metalldrahtkissen 10, 11 für die Quersteifigkeit des Radsatzes 2 nutzbar. Die ohrenartigen Erweiterungen des Abdeckelementes 17 sind als Queranschlag der Metalldrahtkissen 10, 11 ausgebildet, um die Metalldrahtkissen 10, 11 in horizontaler Richtung zu entlasten.
  • Die Differenz der Höhen der Führungszapfen 9 des Befestigungselementes 5 und der Metalldrahtkissen 10, 11 ist derart ausgebildet, dass sich die Führungszapfen 9 und die Auflageflächen des Lagerelementes 6 beziehungsweise der Führungsring 13 auch im belasteten Zustand der Metalldrahtkissen 10, 11 nicht berühren.
  • Die Metalldrahtkissen 10, 11 nehmen als mechanische Schwingungsdämpfer mit einer hohen dynamischen Belastbarkeit bei gleichzeitig geringen Federwegen die Bewegungen zwischen dem Radsatz 2, beispielsweise infolge von Gleislagefehlern, und dem Rahmenelement 3 auf. Die Metalldrahtkissen 10, 11 mit einer bevorzugten Höhe von 25 mm werden bei großen Belastungen um etwa 5 mm bis 6 mm auf eine Höhe von 20 mm beziehungsweise 19 mm komprimiert. Die Bewegungen zwischen den Kontaktflächen des Rahmenelementes 3 und dem Radsatzlager führen ansonsten zu erhöhtem Verschleiß, welcher jedoch durch das Anordnen der korrosionsbeständigen und alterungsbeständigen Metalldrahtkissen 10, 11 als Zwischenelemente innerhalb der Radsatzführung 1 minimiert wird.
  • Die in horizontaler Richtung der Radsatzführung 1 zwischen den jeweiligen Schenkeln des U-förmigen Befestigungselementes 5 und des U-förmigen äußeren Lagersegmentes 6 angeordneten Metalldrahtkissen 10 sind als Führungskissen 10 im Wesentlichen zum Führen des Radsatzes 2 in horizontaler Richtung, das heißt in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges, ausgebildet.
  • Die Anordnung der Führungskissen 10 weicht bezüglich ihrer Längsachse dabei um 7° bis 15° von der Horizontalen ab. Die Führungskissen 10 sind bevorzugt um 11° von der Horizontalen geneigt. Diese Anordnung der Führungskissen in Keilform ermöglicht ein Vorspannen der Führungskissen während des Zusammenbaus. Infolge der Schrägstellung übertragen die Führungskissen 10 auch vertikal angreifende Kräfte zwischen dem Befestigungselement 5 und dem äußeren Lagersegment 6, wobei ein Teil der vertikalen Kräfte über die Führungszapfen 9 vom Befestigungselement 5 an die Führungskissen 10 geleitet wird. Die mehrteilige Ausführung des dämpfenden Elementes in Form einer Mehrzahl an Metalldrahtkissen 10, 11 verbessert zum einen die dämpfenden Eigenschaften der Radsatzführung 1. Zum anderen wird die gesamte zu übertragende Kraft auf mehrere, voneinander getrennt angeordnete Übertragungselemente, die jeweils aus einem Metalldrahtkissen 10, 11 und einem zugehörigen Führungszapfen 9 sowie zwei Auflageflächen ausgebildet sind, aufgeteilt. Über die Führungszapfen 9 werden, insbesondere in Verbindung mit den Führungskissen 10, auch Seitenkräfte beziehungsweise vertikale Kräfte über das Metalldrahtkissen 10 geleitet. Dabei dienen nicht nur die Auflageflächen zwischen den Schenkeln des U-förmigen Befestigungselementes 5 und äußeren Lagerelementes 6 der Übertragung der Kräfte, sondern ebenso die inneren Mantelflächen der kreisringförmigen Ausbildung der Führungskissen 10 in Kombination mit den Mantelflächen der Führungszapfen 9. Die Führungszapfen 9 verhindern zudem das Verschieben der Metalldrahtkissen 10, 11 auf den Auflageflächen.
  • Das in vertikaler Richtung der Radsatzführung 1 zwischen den horizontal ausgerichteten Stegen des U-förmigen Befestigungselementes 5 und des U-förmigen äußeren Lagersegmentes 6 angeordnete Metalldrahtkissen 11 ist als Tragkissen 11 ausgebildet und überträgt die vertikale Last zwischen dem Radsatz 2 und dem Rahmenelement 3. Zudem dient das Tragkissen 11 neben dem Tragen des Rahmens auch dem Führen des Radsatzes 2 in Fahrzeugquerrichtung.
  • Ein Teil der vertikal angreifenden Kräfte wird aufgrund ihrer Schräglage auch über die Führungskissen 10 vom Radsatz 2 an das Rahmenelement 3 geleitet. Dadurch wird erreicht, dass die überwiegend horizontalen. Lasten übertragenden Führungskissen 10 auch vertikal angreifende Lasten aufnehmen.
  • Die Metalldrahtkissen 10, 11 sind aus verpresstem, thermisch unempfindlichem Metalldraht, wie beispielsweise verpresstem Drahtgewebe, Drahtgitter, Drahtgewirke oder dergleichen, ausgebildet und kostengünstig herstellbar. Die verpressten Metalldrahtrohlinge werden durch Stanzen weiterverarbeitet und in die gewünschte Formen der Metalldrahtkissen 10, 11 gebracht, die unter allen Bedingungen nach Auslenkung aus ihrer unbelasteten Form durch einwirkende Kräfte stark gedämpft in ihre Ausgangslage beziehungsweise Ruhelage zurückkehren. Infolge der thermischen Unempfindlichkeit sind die Metalldrahtkissen 10, 11 auch bei Temperaturen zwischen –50°C bis 50°C problemlos einsetzbar, wobei auch plötzliche große Temperaturunterschiede die Einsatzfähigkeit nicht einschränken.
  • Die Metalldrahtkissen 10, 11 sind zudem Bestandteil eines Dämpfersystems, welches zur Reduktion der Übertragung der Schwingungen vom Radsatz auf den Rahmen ausgebildet ist und dienen damit auch der Entkopplung des Körperschalls. Die Schwingungen des Radsatzes 2 werden dabei vom Rahmenelement 3 entkoppelt.
  • Die freien Enden der Schenkel der U-Form sind derart gegenüber den die Auflageflächen definierenden Abschnitten des Lagerelementes 6 abgewinkelt, dass sie parallel zueinander angeordnet und in vertikaler Richtung ausgerichtet sind. Die vertikalen freien Enden des äußeren Lagerelementes 6 weisen Bohrungen zum Montieren einer Schraubverbindung mit einer in einem Rohr 16 geführten Schraube 14 und einer Mutter 15 als Verliersicherung für den Radsatz 2 auf. Dabei wird die Schraube 14 durch eine Bohrung des ersten freien Endes des Lagerelementes 6, anschließend durch das Rohr 16 und das zweite freie Ende des Lagerelementes 6 hindurchgeführt und mit der Mutter 15 verschraubt. Das Rohr 16 weist eine derartige Länge auf, dass das äußere Lagerelement 6 durch Anziehen der Schraubverbindung zusammengedrückt und damit mit dem Befestigungselement 5 als innerem Lagerelement 5 und den dazwischen angeordneten Metalldrahtkissen 10 verspannt wird.
  • Der Drehgestellrahmen wird mittels Kissenblechen 12 von äußeren Einflüssen geschützt abgedeckt. Die Kissenbleche 12 sind als Verschleißschutz in den Rahmenausschnitt eingelegt. Das seitliche Herausrutschen der Kissenbleche 12 wird durch umgelegte Blechlappen verhindert.
  • 1
    Radsatzführung
    2
    Radsatz
    3
    Rahmenelement
    4
    inneres Lagersegment, Lagerhülse
    5
    inneres Lagersegment, Befestigungselement
    6
    äußeres Lagersegment
    7
    Radsatzwelle
    8
    Wälzlager
    9
    Führungszapfen
    10
    Metalldrahtkissen, Führungskissen
    11
    Metalldrahtkissen, Tragkissen
    12
    Kissenblech
    13
    Führungsring
    14
    Schraube
    15
    Mutter
    16
    Rohr
    17
    Abdeckelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 3841153 A1 [0005]
    • - DE 4437803 A1 [0007]

Claims (15)

  1. Radsatzführung (1) für Schienenfahrzeuge, umfassend ein Rahmenelement (3) und Lagersegmente (4, 5, 6), wobei ein inneres Lagersegment (4) als Lagerhülse zur Aufnahme eines Radsatzes (2) ausgebildet ist und ein äußeres Lagersegment (6) starr mit dem Rahmenelement (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem inneren Lagersegment (5) und dem äußeren Lagersegment (6) Metalldrahtkissen (10, 11) angeordnet sind, wobei – jeweils ein Metalldrahtkissen (10) als Führungskissen zum Führen des Radsatzes (2) in Fahrtrichtung vor und hinter dem Radsatz (2) angeordnet ist sowie – ein Metalldrahtkissen (11) als Tragkissen zum Übertragen der vertikalen Last zwischen dem Radsatz (2) und dem Rahmenelement (3) in vertikaler Richtung ausgerichtet senkrecht oberhalb des Radsatzes (2) angeordnet ist.
  2. Radsatzführung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalldrahtkissen (10, 11) als kreiszylinderförmige Scheiben ausgebildet sind, welche in Richtung der Längsachse mittig mit einem Durchbruch ausgebildet sind.
  3. Radsatzführung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalldrahtkissen (10, 11) einen Außendurchmesser von 180 mm und eine Höhe von 25 mm aufweist, und dass der Durchbruch mit einem Durchmesser von 60 mm kreisrund ausgebildet ist.
  4. Radsatzführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Lagerelement (5) und das äußere Lagerelement (6) jeweils U-förmig ausgebildet sind, wobei die U-Formen jeweils aus zwei über einen horizontalen Steg miteinander verbundene Schenkel ausgebildet sind und die U-Formen in vertikaler Richtung nach unten geöffnet angeordnet sind.
  5. Radsatzführung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungswinkel der Schenkel der U-Formen 22° betragen.
  6. Radsatzführung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Lagerelement (5) Auflageflächen für die Anordnung der Metalldrahtkissen (10, 11) auf der Außenseite und das äußere Lagerelement (6) Auflageflächen für die Anordnung der Metalldrahtkissen (10, 11) auf der Innenseite aufweist, wobei – eine Auflagefläche jeweils horizontal ausgerichtet und am horizontalen Steg angeordnet ist, – jeweils eine Auflagefläche jeweils an einem Schenkel angeordnet ist, wobei jeweils eine Auflagefläche des inneren Lagerelementes (5) einer Auflagefläche des äußeren Lagerelementes (6) gegenübergestellt angeordnet ist und die gegenübergestellt angeordneten Auflageflächen parallel und beabstandet zueinander ausgerichtet sind.
  7. Radsatzführung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageflächen des inneren Lagerelementes (5) jeweils einen Führungszapfen (9) zur Aufnahme der Metalldrahtkissen (10, 11) aufweisen, wobei der Führungszapfen (9) – mittig auf der Auflagefläche angeordnet ist und – zylinderförmig aus der Auflagefläche herausragend ausgebildet ist.
  8. Radsatzführung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalldrahtkissen (10, 11) zwischen den jeweils gegenübergestellt angeordneten Auflageflächen des inneren Lagerelementes (5) und des äußeren Lagerelementes (6) auf den Auflageflächen aufliegend angeordnet sind, wobei die Metalldrahtkissen (10, 11) mit dem kreisrunden Durchbruch um den Führungszapfen (9) angeordnet sind, wobei – der Durchmesser des Führungszapfens (9) dem Durchmesser des kreisrunden Durchbruchs des Metalldrahtkissens (10, 11) zuzüglich eines geringen Spiels entspricht und – die Metalldrahtkissen (10, 11) eine größere Höhe in Richtung ihrer Längsachse als die Führungszapfen (9) aufweisen, sodass die Metalldrahtkissen (10, 11) im montierten Zustand der Radsatzführung (1) einen Überstand über dem Führungszapfen (9) aufweisen.
  9. Radsatzführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als Führungskissen ausgebildeten Metalldrahtkissen (10) bezüglich ihrer Längsachse um 7° bis 15° von der Horizontalen abweichend geneigt angeordnet sind.
  10. Radsatzführung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die als Führungskissen ausgebildeten Metalldrahtkissen (10) bezüglich der Längsachse um 11° von der Horizontalen abweichend geneigt angeordnet sind.
  11. Radsatzführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das die freien Enden der Schenkel des U-förmigen äußeren Lagerelementes (6) gegenüber den die Auflageflächen definierenden Abschnitten derart abgewinkelt ausgebildet sind, dass die Schenkel an den freien Ende parallel zueinander angeordnet und in vertikaler Richtung ausgerichtet sind.
  12. Radsatzführung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen freien Enden des äußeren Lagerelementes (6) Bohrungen zum Montieren einer Schraubverbindung als Verliersicherung des Radsatzes (2) zwischen den Schenkeln aufweisen, wobei durch Anziehen der Schraubverbindung das äußere Lagerelement (6) mit dem innerem Lagerelement (5) und den dazwischen angeordneten Metalldrahtkissen (10) verspannbar ist.
  13. Radsatzführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Radsatzwelle (7) des Radsatzes (2) mit einem Wälzlager (8) in dem inneren Lagersegment (4) drehbar gelagert ist, wobei das innere Lagersegment (4) als hohlzylinderförmige Lagerhülse im oberen Bereich innerhalb des U-förmigen Lagersegmentes (5) angeordnet ist.
  14. Radsatzführung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des U-förmigen Lagersegmentes (5) im oberen, an der Oberseite des holzylinderförmigen inneren Lagersegmentes (4) anliegenden Bereich derart ausgebildet ist, dass die Innenseite des Lagersegmentes (5) mit der Außenseite des Lagersegmentes (4) korrespondiert und die Lagersegmente (4, 5) über einen Umfangsbereich und in Tiefenrichtung aneinandergrenzend anliegen.
  15. Verwendung einer Radsatzführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 für Schienenfahrzeuge mit mehrteiligem Drehgestellrahmen.
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