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Patentgesuch Unterflur-Radsatzdrehmaschine Die Erfindung bezieht sich
auf eine Unterflur-Radsatzdrehmaschine für das Ptofildrehen eingebundener Radsätze
von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Lokomotiven, mit heb- und senkbaren Rollen
für jedes Rad zu seiner Abstützung sind d zuseinem Antrieb.
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Es sind Maschinen dieser Art bekannt, bei denen der Radsatz w rend
der Laufflächenbearbeitung von angetriebenen Rollen am Spurkranz,während der Spiirkranzbearbeitung
dagegen an seiner Lauffläche abgestützt und zentriert wird. Die Be@rbeitung B e-ines
Jeden Reifenprof#ls erfolgt im dauernden Wechsel von Laufflächen- und Spurkranzlauf.
Das heißt, es wird immer nur eine Profilhälfte in einem Zugebearbeitet.
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Dann muß die Maschine angehalten und der zu bearbeitende Radsatz mit
dem zugehörigen Schienenfahrzeug, z.B. einer Lokomotive, abgestützt werden, bevor
der Rollenwechsel vorgenommen rd.n kann. Abgesehen davon, daß dieses Verfahren umständlich
und sehr zeitraubend ist, hat es noch den Nachteil, daß beide Profilhälften nicht
immer absatzlos
ineinander übergehen. Ein solcher Absatz hat zwar
keinerlei technische Bedeutung, weil er auf den Laufflächen des Profils liegt und
auf der Strecke sofort verwalzt wird. Er wirkt aber störend, weil Rückschlüsse auf
die Arbeitsgenauigteit gezogen werden könnten, und veranlaßt den Dreher, durch erhöhte
Aufmerksaizikeit bei der Stahlzustellung solche Absätze zu vermeiden.
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während des Spurkranzlaufes des Radsatzes auf den Treibrollen werden
die Spurkranzkuppen flachgewalzt bzw. wird der Spurkranzdurchmesser kleiner gewalzt,
insbesondere wenn es sich um dünn gelaufene Spurkränze handelt. Beim Drehen der
Lauffläche wird daher die Genauigkeit des Profils und die Größe dos Laufkreisdurchmessers
beider Räder beeinträchtigt. Häufig sind die Spurkränze der Radsätze aber auch geschmiert.
Dann ist die Reibkraft der angetriebenen Spurkranzrollen stark herabgesetzt und
eine sichere Radsatzmitnahme nicht mehr gewährleistet. Es ist mit dem Stehenbleiben
des Radsatzes und dadurch mit Werkzeugbrüchen zu rechnen. Die Werkzeuge müssen ausgewechselt
werden, und Zeitverluste sind die Folge.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterflur-Radsatzdrehmaschine
der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit deren Hilfe das gesamte dadsatzprotil,
also sowohl die Lauffläche als auch der Spurkranz, ohne Unterbrechung in einem Zug
gedreht werden kann, wobei der Radsatz ständig durch Stützrollen abgestützt und
zentriert ist. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß während der Bearbeitung
der Laufflächen -und eines Teils der Spurkränze nicht angetriebene Rollen in Stützrichtung
unbeweglich gehalten sind und den Radsatz am Spurkranz abstützen und gleichzeitig
angetriebene, in oder entgegen der Stützrichtung beweglicheund kraftschlüssig anliegende
Rollen den Radsatz an den Laufflächen abstützen und daß während der #earbeitung
des restlichen Teiles der Spurkränze die an den Laufflächen anliegenden Rollen auf
dem Maschinengestell gegen Bewegung in oder entgegen der Stützrichtung feststellbar
sind,
Dadurch wird folgende vorteilhafte iirkungsweise erreicht:
Die Radsätze werden an den Spurkränzen durch die in Stützrichtung unbeweglich gehaltenen
nicht angetriebenen Rollen zentriert und dabei nur wenig gewalzt, weil diç Andruckkraft
des Spurkranzes auf die Rollen nur einen Bruchteil der Gesamtlast beträgt und die
an den Laufflächen anliegendes angetriebenen Rollen den größten Teil der gesamte
last aufnehmen, Der Antrieb erfolgt über Rollen, die an der Lauffläche elastisch
nachgiebig anliegen und den Hauptanteil der Gesamtlast übernehmen. Die Profilbearbeitung
erfolgt in einem Zuge. Dadurch wird nicht nur ein absatzfreies und sauberes Profil
erzeugt, sondern es wird auch eine erhebliche Zeiteinsparung erzielt, weil der bisher
erforderliche Jecilsel der Antriebsrollen mit dazwischen liegendem Abstützen des
eingebundenen Radsatzes fortfällt. Ganz besonders deutlich wird diese Vereinfachung
bei der Abnahme mehrerer Späne durch die Drehmaschine. Ii einem solchen Fall wird
der dauernde Wechsel der Antriebsrollen mit jedesmalager Abstützung des eingebundenen
Radsatzes, der bei der bekannten Verfahrensweise besonders nachteilig war, ganz
vermieden.
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Eine besonders zweckmäßige Bauform der Drehmaschine wird nach einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß die S urkranz-Stützrollen
drehbar auf einem für die gesamte Radlast ausgelegten durch Kolbentrieb verschiebbaren
Vertikal schlitten und die Lauf-flächen-Stützrollen mit ihren Antrieben auf einem
Konsol angeordnet sind, das auf der von den Rollen abgewandten Seite schwenkbar
auf dem Vertikalschlitten der Maschine gelagert ist und das auf der den Rollen zugewandten
Seite durch Kolben-Zylinder-Einheiten abstützbar und bewegbar ist, die zwischen
Vertikal-Schlitten und Konsol angeordnet und derart ausgelegt sind, daß sie eine
den überwiegenden Anteil der Radlast ausmachende Stützkraft erzeugen. Der Kolbentrieb
des Vertikalschlittens mit den- Spurkranz-Stützrollen wird mit Drucköl beaufschlagt
und soweit angehoben, bis der Radsatz schienenfrei umläuft. Die Kolben-Zylinder-Einheiten
am Koüsol werden
mit dem gleichen Druck beaufschlagt, wobei die
Kolbenflächen so bemessen sind, daß 8Qo1 der Radlast auf die angetriebenen Laufflächen-Stützrollen
wirken, Durch diese Anordnung wird bei einfachster Bedienung trotz wechselnden Öldrucks
bei wechselnder Achslast die gewünschte Aufteilung der Achslast in einen geringen
Druck für die Spurkranz-Stützrollen und in einen hohen Druck für die Laufflächen-Stützrollen
erzielt. Dadurch wird erreicht, #daß die Spurkranzkuppen nur wenig deformiert werden,
so daß die Genauigkeit des Profils und des Durchmessers nicht beeinträchtigt wird,
während die Antriebsleistung immer ein Maximum beträgt.
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Zweckmäßig sind jeweils zwei Spurkranz-Stützrollen und Laufflächen-Stützrollen
auf dem Vertikalechlitten bzw. dem Konsol angeordnet.
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Eine besonders einfache mechanische Feststellung der an den Laufflächen
anliegenden Rollen wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch
erreicht, daß Keile auf Gleitflächen des Vertikalschlittens verschiebbar angeordnet
sind, deren Keilflächen gegen entsprechend ausgebildete Gegenflächen am beweglichen
I,onsol wirken und dieses gegenüber dem Vertikalschlitten abstützen. Durch diese
Anordnung von Keilen zwischen Vertikalschlitten und Konsol kennen die Achsen der
Spurkranz-Stützrollen mit denen der Lauffl3chen-Stützrollen verriegelt werden, so
daß die Zentrierung des Radsatzes über die Antriebsrollen erfolgt, wenn d die Spurkränze
bearbeitet werden sollen. Erst nach dem Uberdrehen der Spurkranzlauffläche übernehmen
die Laufflächenrollen die gesamte Achslast allein.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die den Rollen zugewandte
vordere Seite des Konsols hydraulisch am Fundament abgestützt und bewegt werden.
Diese Anordnung bringt den Vorteil mit sich, daß unabhängig von der Aohilast der
Öldruck auf den Kolbentrieb für die Spurkranzrollen stets gleichgehalten werden
kann, Auf diese Weise
wird ein einmal als gut befundener Öldruck
bei jeder Achslast konstant eingehalten, so daß gewährleistet ist, daß bei einer
bestimmten Achslast der geringstmögliche Anteil auf den Spurkranz und der größtmögliche
Anteil auf die Lauffläche wirkt. Erreicht wird dadurch größtmögliche Reibkraft auf
die Laufflächenrollen und damit auf den Antrieb und geringstmögliche Andrückkraft
auf den Spurkranz und damit größtmögliche Schonung des Spurkranzes.
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In der Zeichnung ist ein Ausfilhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Unterflur-Radsatzdrehmaschine gemäß der Erfindung in Seitenansicht,
Fig. 2 die Drehmaschine gemäß Fig. 1 in Vorderansicht, Fig. 3 die Drehmaschine gemäß
Fig. 1 und 2 im Grundriß, Fig. 4 eine Schnittansicht der Drehmaschine gemäß Linie
I - I in Fig. 1, Fig. 5 schematisch die gegenseitige Lage von Spurkranz-Stützrolle'
Laufflächen-Stützrolle und Schneidplatte vor Beginn des Bearbeitens des Radprofils,
(Spurkranz-Stützrolle und Laufflächen-Stürzrolle in Drehebene geschwenkt), Fig.
6 schematisch die gegenseitige Lage von Spurkranz-Stützrolle, Laufflächen-Stützrolle
und Schneidplatte vor Beginn de Drehens der Spurkranzkuppe, Fig. 7 'sohematisch
die gegenseitige Lage von Spurkranz-StUtzrolle* Laufflächen-Stützrolle und Schneidplatte
nach Beendigung des Drehens des Radprofils, Zig, 8 zeigt einen Ausschnitt aus der
Fig. 1, jedoch in einer für'das Einfahren des Radsatzes geeigneten Stellung.
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In der vertikalen Führung 2 des Maschinenständers 1 gleitet der Schlitten
3 auf und ab. Der Schlitten 3 wird vom Kolbentrieb 4 gehoben und gesenkt. Im Schlitten
3 sind die Rollen 5 drehbar gelagert, die das Rad 6 am Spurkranz abstützen. In zwei
Bolzen 7, die auf beiden Seiten des Schlittens 3 befestigt sind, ist das Konsol
8 um eine
horizontale, senkrecht zur Radsatz- und Rollenachse verlaufende
Achse schwenkbar gelagert. Die Durchmesser beider Bolzen 7 sind kleiner als die
Durchmesser der zugehörigen Aufnahmebohrungen des Schlittens 3. Das daraus folgende
Spiel zwischen Konsol 8 und Schlitten 3 ermöglicht dem Konsol 8 bzw. den Rollen
9 eine geringe Hin- und Herberegung in der Horizontalebene, die notwendig ist, wenn
das Rad 6 an seiner Lauffläche für die Rollen 9 Rundlaufäbweichungen aufweist.
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In dem Konsol 8 sind zwei Antriebswellen 10 drehbar gelagert.
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Auf dem vorderen Ende jeder Antriebswelle 10 ist eine Rolle 9, und
auf dem hinteren Ende ein Zahnrad 11 befestigt. Die Rollen 9 stützen das Rad 6 an
seiner Lauffläche ab. hit den Rollen 9 wird das Rad 6 über die Antriebswellen 10
und das Reduziergetriebe 13 vom Motor 12 angetrieben. rotor 12 und Reduziergetriebe
13 sind am Konsol 8 befestigt. Das Konsol 8 wird von den Kolbenstangen 14 von Kolben-Zylinder-#inheiten
15 abgestützt, die auf dem Schlitten 3 befestigt sind.
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Im Schlitten 3 ist zur mechanischen Abstützung des Konsols 8 und
seiner Rollen 9 die Gewindespindel 16 drehbar und axial verschiebbar gel#gert.#Sie
ist abschnittweise mit Rechts- und Linksgewinde versehen. Das Rechtsgewinde arbeitet
mit dem Keil 17, das Linksgewinde mit dem Keil 18 zusammen. Die Keile 17 und 18
gleiten mit ihren unteren geraden Flächen 1#7a und 18a auf horizontalen bearbeiteten
flächen des Schlittens je Je nach Stellung der Keile 17 und 18 sowie der Kolbenstangen
14. Die oberen Keilflächen 17b und 18b der Keile 17 und 18 arbeiten zusammen mit
dazu parallelen Keilflächen des Konsols 8.
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Bearbeitet wird das Profil, und zwar Lauffläche und Spurkranz, des
Rades 6 von einem Drehwerkzeug 199 das auf einem Längsschlitten 20 befestigt ist,
Der Längsschlitten 20 gleitet in der Länsfuhrung eines Querschlittens 21. Der Querschlitten
21 gleitet in der Querführung des Schlittens 3.
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Getrieben werden die Längsschlitten 20 und Querschlitten 21 von einem
niitdargestellten Vorschubantrieb.
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Der Kolbentrieb 4 und die Kolben-Zylinder-Einheiten 14, 15 werden
em Fig. 2 gespeist von einer Hydraulikpumpe 27, Der Öldruck für die genannten Kolben-Zylinder-Einheiten
14, 15 ist konstant. Die Ölzufuhr und der Ölablaß werden von einem Schieber 26 gesteuert.
Der Schieber 26 befindet sich auf der Zeichnung in der Betriebsstellung. Der Izufluß
erfolgt durch die Leitung 28. Der ~~labflu.3 erfolgt durch die Leitung 29. Der öldruck
der Pumpe 27 wird geregelt durch ein Ventil, bestehend aus dem zylindrischen Gehäuse
40, dem Ventilkegel 41, der Feder 42, der Gewindespindel 43 und dem Handrad sinne
weitere Beschreibung dieses Regelventils ist zur Erläuterung der Erfindung nicht
notwendig, weil seine Funktion allgemein bekannt ist.
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Das Rad b wird vor Beginn des Drehens gleichzeitig von den Spurkr#nz-Stützrollen
5 und von den Laufflächen-Stützrollen 9 abgestiitzt. Die Spurkranz-Stützrollen 5
sind während des Drehens durch mechanische oder hydraulische Mittel so abgestützt,
daß sie eine Bewegung in vertikaler Richtung nicht ausführen können. Die Laufflächen-Stützrollen
9 stützen kraftschlüssig das ad 6 mit einer Stützkraft ab, die kleiner ist als die
Radlast. Die Stützkraft der Lauffläcüen-Stützrollen 9 darf nur so groß sein, daß
bei allen Betriebszuständen der Unterflurmaschine, also beim Drehen beliebiger Späne,
das Rad 6 nicht von den Spurkranz-Stützrollen 5 abgehoben wird.
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Die Arbeitsweise der IXIaschine wird im Prinzip anhand der Fig. 5
bis 7 erläutert: In Fig. 5 soll das abgenutzte Profil 30 des Rades 6 gemäß der gestrichelt
dargestellten Profillinie 31 abgedreht werden. Die Schneidplatte 32 des Werkzeuges
19 steht gemäß Fig. 5 in ihrer Anfangsstellung bei Drehbeginn. Die dargestellte
Laufflächen-Stützrolle 9 ist in Kontakt mit dem abgenutzten Laufflächenprofil 30.
Die dargestellte Spurkranz-Stützrolle 5 ist in Kontakt mit dem Spurkranzprofil 30a.
In dieser Stellung wird bei rotierendem Rad 6 der Supportvorschub eingeschaltet
und die Schneidplatte 32 dreht das Profil 30 bis etwa in die
Stellung
der Fig. 6. In dieser Stellung ist die Spurkranz-Stützrolle 5 in Kontakt mit dem
Spurkranzprofil 30a. Spurkranz-Stützrolle 5 hat also ihre Lage zum Rad 6 nicht geändert.
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Die Lauffläclien-Stützrolle 9 ist in Kontakt mit dem neu gedrehten
Profil gemäß Profillinie 31. Sie hat also ihre Stellung von Profil 30 zu Profil
31 geändert. Sobald die Laufflächenrollen 9 voll mit dem Profil 31 in Kontakt ist
und kein Kontakt zu dem Profil 30 mehr besteht, werden sie durch mechanische oder
hydraulische Mittel so abgestützt, daß sie eine Bewegung in vertikaler Richtung
nicht mehr ausführen können. Bei Anwendung hydraulischer Ilittel wird die Abstützung
dadurch bewirkt, daß durch einen Sperrschieber der Öl zufluß von der Hydraulikpumpe
zu den Kolben-Zylinder-Einheiten gesperrt wird. Bei Anwendung mechanischer Mittel
erfolgt die Abstützung dadurch, daß durch Betätigen der Spindel 16 die @eile 17
und 18 solange gegeneinander verschoben werden, bis jeder von Ihnen mit den zugehörigen
Keilflächen des Konsols 8 in Kontakt kommt. Nunmehr übernimmt die Laufflächen-Stützrolle
9 allein die Zentrierung, Ab#tü.tzung und den Antrieb. In Fig. 7 ist zu sehen, daß
die Laufflachen-Stützrolle 9 in Kontakt ist mit dem Profil 31.
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Die Spurkranz-Stürzrolle 5 hat keinen Kontakt mit dem Profil 31. Die
Schneidplatte 33 befindet sich in ihrer Endstellung nacn dem Profildrehen.
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für die Steuerung des Kolbentriebs 4 und der Kolben-Zylinder-Einheiten
14, 15 kann der Steuerschieber 26 verwendet werden. Die gezeichnete mittlere Stellung
ist die Stellung des Steuerschiebers 26 während des Drehens. Der Ölzufluß und Ölabfluß
des Kolbentriebes 4 ist gesperrt. Der Druckölzufluß zu den Kolben-Zylinder-Einheiten
14, 15 ist geöffnet. lird der Steuerschieber 26 nach links geschoben, so kann das
Öl aus dem Kolbentrieb 4 entweichen, desgleichen aus dea Kolben-Zylinder-Einheiten
14, 15. Unter der Last des rades 6 bw. unter dem Eigengewicht von Schlitten 3 und
ronsol S senken sich die genannten Teile. Wird der Steuersc;iJ#e#er iu nnci rechts
geschoben, so werden Kolbentrieb 4 und
Kolben-Zylinder-Einheiten
14, 15 mit dem Drucköl verbunden und heben den Radsatz. Zu diesem Zweck wird über
Handrad 44 der Druck der Pumpe 27 so geregelt, daß in gehobener Stellung der Druck
der Pumpe 27 und damit die Kraft des Kolbentriebs 4 im Gleichgewicht sind, Bei dieser
Art Steuerung ist Vorsorge getroffen, daß der Zylinderquerschnitt des Kolbentriebs
4 zu der Summe der Zylinderquerschnitte der Kolben-Zylinder-Einheiten 15 sich ungefähr
verhält wie 100 zu 80, Damit ist ohne Zutun des Bedienungsmannes sichergestellt,
daß bei allen Betriebszuständen der Unterflur-Drehmaschine ein Kontakt zwischen
den Spurkranz-Stützrollen 5 und dem Rad 6 bestehen bleibt. Bei einer anderen nicht
dargestellten Ausführungsform der Unterflur-Drehmaschine gemäß der Erfindung werden
die Kolben-Zylinder-Einheiten 15 am Fundament befestigt. Für die Versorgung der
verschiedenen Zylinder mit Drucköl sind in diesem Falle zwei Pumpen vorgesehen.
Eine Pumpe mit stets konstantem Druck versorgt den Kolbentrieb 4 mit Drucköl. Eine
Pumpe mit regelbarem Druck versorgt die auf dem Fundament befestigten Kolben-Zy1inder-Einheitenrmit
Drucköl. Die Steuerung erfolgt ebenfalls;durch einen gemeinsamen Steuerschieber
ähnlich dem Steuerschieber 26, Die Mabehine ist in bekannter Weise unter Plur in
der Grube 2 Aufgestellt. Das Fahrzeug mit den zu bearbeitenden Radsätzen|rollt auf
dem Werkstattgleis 25 und über der Grube 24 Auf den Brückenschienen 23 in Arbeitsstellung.
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Die Brückns chienen sind in Fig. 2 und 3 in ausgeschwenkter Stellung
fezeichnet.
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Nachdem das Fahrzeug bzw. der Radsatz auf dem Werkstattgleis 2# uf
den eingeschwenkten Brückenschienen 23 in hrbeittstellung gebracht und angehalten
wurde, werden die Lauffl'ächen-Stützrollen 9 angehoben bis sie das Rad 6 von den
#r,"ückenschienen 23 abgehoben haben. Die frei gewordenen Brückenschienen 23 werden
zur Seite geschwenkt.
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Die Spurkranz-Stürzrollen 5 werden über den olbentrieb 4 und den Schlitten
3 angehoben und in Kontakt mit dem Spurkranz des Rades ó ebracht. Zu beachten ist,
da das Rad 6 auf dem 1erkstattgleis 25 auf der Lauffla#che und auf den Brückenschienen
23 auf dem Spurkranz rollt. Das Anheben der Laufflächen-Stützrollen 9 kann beispielsweise
dadurch erfolgen, da gemäß Fig. 2 der Steuerschieber 26 aus der linken Stellung
in die Mittelstellung geschoben wird, so daß allein die 7.rolben-Zylinder-Einheiten
15 mit Drucköl beaufschlagt werden. Das aegelventil 40, 41, 42, 43, 44 ist entsprechend
zu regeln. Die #purkranz-Stützrollen 5 können über den Kolbentrieb 4 beispielsweise
dadurch angehoben werden, daß der Steuerschieber 20 in die äußerste rechte Stellung
verschoben wird.