DE2641656B2

DE2641656B2 - Radsatzlagerfederung

Info

Publication number: DE2641656B2
Application number: DE2641656A
Authority: DE
Inventors: Leo 4044 Kaarst Geers; Peter 4000 Duesseldorf Mueskens; Dieter 4040 Neuss Schillings
Original assignee: Waggonfabrik Uerdingen AG
Current assignee: Duewag AG
Priority date: 1976-09-16
Filing date: 1976-09-16
Publication date: 1980-10-16
Also published as: AT352178B; FR2364799B3; DE2641656C3; BE858745A; US4166611A; ATA556477A; CH623784A5; FR2364799A1; DE2641656A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radsatzlagerfederung für Schienenfahrzeuge mit mindestens zwei, in Längsrichtung beidseitig des Radsatzlagers vertikal

is angeordneten Federn, die jeweils ein glockenförmiges Gehäuse, einen darin einliegenden elastisch verformbaren Ring und einen den Rind durchdringenden kegeligen Dorn aurweisen.
Eine Radsatzlagerfederung der vorgenannten Art findet im Schienenfahrzeugbau vielfach Anwendung und ist durch den Katalog »Die Clouth-Rollfeder« der Firma Clouth-Gummiwerke AG, Köln, druckschriftlich bekannt Diese Federung erfüllt die an sie gestellten Forderungen bezüglich der Aufnahme vertikaler Stöße und im Hinblick auf weitgehende Verschleißfreiheit Der für die Laufgüte von Schienenfahrzeugen darüber hinaus wichtigen weichen und stoßfreien Übertragung von Längs- und Querkräften kann die Federung dagegen auf Grund ihrer Ausbildung nur beschränkt dienen. Weiterhin muß für Schienenfahrzeuge, deren Radsätze sich zur Minderung des Verschleißes an ihren Laufflächen bei Kurvenfahrt radial zum Kurvenmittelpunkt einstellen sollen, die Federung in Längsrichtung so ausgelegt sein, daß die zwischen Radsatz und Schiene vorliegenden, relativ kleinen Reibungskräfte ein derartiges Einstellen der Radsätze herbeiführen können. Darüber hinaus gilt es, beim Auftreten größerer Längskräfte, z. B. beim Anfahren oder Bremsen, unerwünscht hohe Relativbewegungen zwischen den Radsätzen und dem Dreh- oder Untergestellrahmen zu vermeiden.

Der jeweils in den Patentansprüchen 1 bis 4 angegebenen Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Radsatzlagerfederung der gattungsgemäßen Art mit einfachen und weitgehend verschleißfreien Mitteln im Sinne einer größeren horizontalen Nachgiebigkeit auszubilden; dabei soll die Federung in Längsrichtung so ausgelegt sein, daß einerseits unter dem Einfluß der Reibungskräfte zwischen Rad und Schiene Radialeinstellungen der Radsätze bei Kurvenfahrt eintreten, andererseits aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang resultierende Längskräfte weitgehend direkt also unter Vermeidung unerwünscht hoher Relativbewegungen zwischen den Radsätzen und dem

Dreh- oder Untergestellrahmen, übertragen werden.

Diese Aufgabe wird nach Anspruch 1 dadurch gelöst daß der Dorn jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbüchse mit dem Radsatzlager verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes mit dem Radsatzlager einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet. (Dieser Anschlag kann mit Spiel ausgeführt sein

M oder bei entsprechend spielfreier Ausbildung die Federkennlinie der Gesamtanordnung in einer gewünschten Weise beeinflussen.)
Nach einer nächsten erfindungsgemäßen Lösung

(Anspruch 2) dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das Gehäuse jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse mit dem Radsatzlager verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummie&mentes mit dem Radsatzlager einen die Längskräfte aus dem Anfahroder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet

Eine weitere Lösung der zugrundeliegenden Aufgabe besteht nach Anspruch 3 darin, daß der Dorn jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse mit dem Fahrgestellrahmen verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielements mit dem Fahrgestellrahmen einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmden Anschlag bildet.

Ferner wird diese Aufgabe gemäß Anspruch 4 in der Weise gelöst, daß das Gehäuse jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse mit dem Fahrgestellrahmen verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes mit dem Fahrgestellrahmen einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet

Im Hinblick auf eine besonders platzsparende Unterbringung des Gummielementes und e.ne möglichst leichte Montage ist nach Anspruch 5 vorgesehen, daß der Dorn als Winkelhebel ausgebildet ist und sein die Gummimetallbuchse überragender Arm das Gummielement aufnimmt Da die Anfahr- und Bremskräfte entgegengesetzt gerichtet sind und außerdem Schienenfahrzeuge üblicherweise als Zweirichtungsfahrzeuge betrieben werden, versteht es sich, den Anschlag entsprechend doppelt wirksam zu gestalten oder in bezug auf die vertikale Mittelachse des Radsatzlagers symmetrisch anzuordnen.

Um die Federkennlinie der Gesamtanordnung im Sinne einer Unterdrückung kleiner Störkräfte aus dem Radsatzlauf zu beeinflussen, ist nach Anspruch 6 vorgesehen, daß das Gummielement mit Vorspannung zwischen dem Arm des Domes und dem Radsatzlager bzw. zwischen dem Arm des Domes und dem Fahrgestellrahmen einliegt

Um bei der Montage in einfacher und schneller Weise die Radsätze für ein optimales Laufverhalten parallel zueinander ausrichten zu können, sieht ein weiterer Gedanke der Erfindung (Anspruch 7) vor, daß die Gummimetallbuchse eine Welle verdrehfest aufnimmt, an der ein am Radsatzlager bzw. am Fahrgestellrahmen durch eine Exzenteranordnung verstellbar gehaltener Hebel angreift

Für eine Radsatzlagerfederung, bei der der Dorn jeder Feder Ober eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse mit dem Fahrgestellrahmen verbunden ist und unier Zwischenschaltung eines Gummielementes mit dem Fahrgestellrahmen einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet, ist nach einem nächsten Merkmal der Erfindung (Anspruch 8) vorgesehen, daß die Gummimetallbuchse an einer am Fahrgestellrahmen befestigten, in Richtung auf das Radsatzlager verlängerten Konsole angeschlossen und unterhalb des in Richtung auf diese Buchse konvergierend kegeligen Abschnittes des Domes angeordnet ist, wobei der Dorn unter Zwischenschaltung des Gummielementes mit der Konsole den die Längskräfte aufnehmenden Anschlag bildet Bei dieser Gestaltung resultiert aus der hängenden Anordnung des Domes im elastischen Ring vorteilhaft eine zwangsläufige Rürkstellung in die Mittellage.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Radsatzlagerfederung hat vorteilhaft eine größere Nachgiebigkeit in horizontaler Richtung, so daß Längs- und Querkräfte im Sinne einer hohen Laufgüte weich und stoßfrei

to übertragen werden, wobei wegen der weitgehend verschleißfreien und gegenüber Verschmutzen unempfindlichen Ausbildung der Federung ein praktisch konstantes Federverhalten über den gesamten Einsatzzeitraum vorliegt Dieses Federverhalten wird, neben

is den Eigenschaften der Gummiwerkstoffe, durch den Höhenabstand zwischen dem elastischen Ring und der Gummimetallbuchse, außerdem in Querrichtung durch die Breite dieser Buchse und in Längsrichtung durch den Anschlag bestimmt Demgemäß kann die auf Grund ihrer Anordnung für ein radiales Einstellen der Radsätze ausgelegte und gegenüber Kräften aus dem Anfahroder Bremsvorgang stabilisierte Federung in einfacher Weise jeweils gewünschten Forderungen angeglichen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Hälfte einer Radsatzlagerfedening, in Fahrzeugquerrichtung gesehen, teilweise im Schnitt,

Fig.2 einen Bereich der anderen Hälfte der Radsatzlagerfederung nach F i g. 1,
F i g. 3 den Schnitt nach der Linie IH-III in F i g. 1,
F i g. 4 bis 7 jeweils andere Radsatzlagerfederungen, in der Darstellung entsprechend F i g. 1.

Eine Radsatzlagerfederung ist spiegelbildlich zur vertikalen Mittelachse eines Radsatzlagers 5 ausgeführt und enthält gemäß den F i g. 1 bis 7 eine Feder mit einem glockenförmigen Gehäuse 2, einem darin einliegenden elastisch verformbaren Ring 3 und einem den Ring 3 durchdringenden kegeligen Dom 1.

Gemäß F i g. 1 ist das Gehäuse 2 dieser Feder durch Befestigungsschrauben 11 an einem Fahrgestellrahmen 6 eines Schienenfahrzeuges gehalten. Der Dom 1 nimmt an seinem vom elastischen Ring 3 abgewandten Ende eine in Längsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse 4 kraftübertragend auf, deren Innenteil Aa — siehe Fig.3 — mit dem gabelförmig ausgebildeten Radsatzlager 5 mittels einer Schraube 12 und eines Druckringes 13 verspannt ist Das Innenteil Aa

so der Gummimetallbuchse 4 ist weiter durch eine Paßfeder 14 mit einer Welle 8 verbunden, die einen Hebel 10 trägt, wie aus Fig.2 ersichtlich, über eine Exzenteranordnung 9 verstellbar am Radsatzlager 5 gehalten ist Beim Verstellen beider vorgesehenen Hebel 10 führt das Radsatzlager 5 Bewegungen in Längsrichtung aus. Auf diese Weise können alle Radsätze des Fahrzeuges zum Ausgleich von Bauabweichungen im Rahmen der zulässigen Toleranzen parallel zueinander eingestellt werden.

Wie insbesondere aus F i g. 1 ersichtlich, ist der Dom 1 als Winkelhebel ausgebildet und nimmt an seinem die Gummimetalibuchse 4 überragenden Arm Xa ein GiiTimielement 7 auf, das unter Vorspannung gegen das Radsatzlager 5 anliegt. Dieses Gummielement 7 besteht aus zwei eleastischen Schichten Ta und Tb und kann durch eine Spannschraube 15 in seinem Federverhalten den jeweiligen betrieblichen Forderungen angeglichen werden. Ein das Gummielement 7 teilweise umschlie-

Bender Rahmen 16 begrenzt in Verbindung mit dem Radsatzlager 5 den Federweg der Gesamtanordnung beim Auftreten übergroßer Bremskräfte. Beispielsweise für Laufversuche des Schienenfahrzeuges kann es erwünscht sein, die Radsatzlagerfederung in Längsrichtung auszuschalten; dies erfolgt in einfacher Weise durch Anordnen eines starren Teiles zwischen dem Arm 1 a und dem Radsatzlager S.

Gemäß Fig.4 ist der kegelige Dorn 1 starr am Fahrgestellrahmen 6 befestigt. Das Gehäuse 2 ist über die Gummimetallbuchse 4 gelenkig mit dem Radsatzlager 5 verbunden und weist den Arm la auf, der das andererseits gegen das Radsatzlager 5 anliegende Gummielement 7 trägt

F i g. 5 zeigt eine gelenkige Verbindung des kegeligen Domes 1 mittels der Gummimetaübuchse 4 mit dem Fahrgestellrahmen 6, der dazu eine Konsole 17 aufweist. Das glockenförmige Gehäuse 2 ist hier fest an dem Radsatzlager 5 angeschlossen.

Nach Fig.6 ist der Aufbau der Federung so getroffen, daß der Dorn 1 am Radsatzlager 5 starr befestigt und das glockenförmige Gehäuse 2 dem Fahrgestellrahmen 6 beweglich zugeordnet sind.

Wie aus F i g. 7 ersichtlich, sind der kegelige Dorn 1 über die Gummimetallbuchse 4 an der in Richtung auf

ίο das Radsatzlager 5 verlängerten Konsole 17 des Fahrgestellrahmens 6 und das Gehäuse 2 um 180° gedreht an dem Radsatzlager 5 angeschlossen, wobei der kegelige Abschnitt des Domes 1 in Richtung auf die Gummimetallbuchse 4 konvergierend ausgebildet ist.

Aus dieser hängenden Anordnung des Domes 1 ergibt sich eine zwangsläufige Rückstellung in die Mitteüage.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Radsatzlagerfederung für Schienenfahrzeuge mit mindestens zwei, in Längsrichtung beidseitig des Radsatzlagers vertikal angeordneten Federn, die jeweils ein glockenförmiges Gehäuse, einen darin einliegenden elastisch verformbaren Ring und einen den Ring durchdringenden kegeligen Dorn aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1) jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring (3) und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse (4) mit dem Radsatzlager (S) verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes (7) mit dem Radsatzlager (5) einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet

2 Radsatzlagerfederung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring (3) und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse (4) mit dem Radsatzlager (S) verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes (7) mit dem Radsatzlager (5) einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet

3. Radsatzlagerfederung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1) jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring (3) und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse (4) mit dem Fahrgestellrahmen (6) verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes (7) mit dem Fahrgestellrahmen (6) einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet

4. Radsatzlagerfederung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) jeder Feder über eine in einem Höhenabstand zum elastischen Ring (3) und in Fahrzeuglängsrichtung federnd verdrehbar angeordnete Gummimetallbuchse (4) mit dem Fahrgestellrahmen (6) verbunden ist und unter Zwischenschaltung eines Gummielementes (7) mit dem Fahrgestellrahmen (6) einen die Längskräfte aus dem Anfahr- oder Bremsvorgang aufnehmenden Anschlag bildet.

5. Radsatzlagerfederung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1) als Winkelhebel ausgebildet ist und sein die Gummimetallbuchse (4) überragender Arm (lajdas Gummielement (7) aufnimmt.

6. Radsatzlagerfederung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummielement (7) mit Vorspannung zwischen dem Arm (Xa) des Domes (1) und dem Radsatzlager (5) bzw. zwischen dem Arm (la,) des Domes (1) und dem Fahrgestellrahmen (6) einliegt

7. Radsatzlagerfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummimetallbuchse (4) eine Welle (8) verdrehfest aufnimmt, an der ein am Radsatzlager (5) bzw. Fahrgestellrahmen (6) durch eine Exzenteranordnung (9) verstellbar gehaltenen Hebel (10) angreift.

8. Radsatzlagerfederung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummimetallbuchse (4) an einer am Fahrgestellrahmen (6) befestigten, in Richtung auf das Randsatzlager (5) verlängerten Konsole (17) angeschlossen und unterhalb des in Richtung auf diese Buchse (4) konvergierend kegeligen Abschnittes des Domes (1) angeordnet ist wobei der Dorn (1) unter Zwischenschaltung des Gummielementes (7) mit der Konsole (17) den die Längskräfte aufnehmenden Anschlag bildet