DE2741253C3 - Achsabfederung für zweiachsige Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsabfederung für Schienenfahrzeuge mit in Achslagergehäusen gelagerten Radachsen und einer Federanordnung, bei der zwischen jedem Achslagergehäuse und dem Untergestell zwei unterschiedliche, konzentrisch ineinander liegende Schraubenfedern angeordnet sind, denen ein lastabhängig wirkender Dämpfer zugeordnet ist, der ein ringförmiges Dämpfungselement umfaßt, welches mit der zylindrischen Oberfläche eines Dämpfungsrohres zusammenwirkt.

Eine derartige Achsabfederung für die Achsen eines Drehgestells ist aus der AT-PS 3 02 408 bekannt. Die DD-PS 67 460 zeigt eine ähnliche Ausbildung, die jedoch ebenfalls nur für Drehgestelle geeignet ist.

Während Gleisunregelmäßigkeiten oder hohe Rampenneigungen, beispielsweise in Gleisbogen, für Schienenfahrzeuge mit Drehgestellen keine besonderen Probleme ergeben, ist es bei zweiachsigen Schienenfahrzeugen zur Erzielung der erforderlichen Entgleisungssicherheit bei Gleisunregelmäßigkeiten oder hohen Rampenneigungen notwendig, auch in diesen Fällen einen ausreichenden Raddruck sicherzustellen. Zu diesem Zweck wird bei zweiachsigen Schienenfahrzeugen eine progressive Federung verwendt, deren Federkennlinie von der Nullast bis zu einer gewissen Belastung flacher verläuft als bei höherer Belastung. Gegenüber der einfachen Abfederung mittels Blatttragfedern, die von der Nullast bis zur Höchstlast praktisch eine linear verlaufende Federcharakteristik aufweisen, hat eine progressive Federung mit gebrochener Federcharakteristik den Vorteil, daß auch bei Gleisunregelmäßigkeiten oder hohen Rampenneigungen an allen Rädern der erforderliche Raddruck aufrechterhalten wird, und zwar durch weiche Zusatzfedern, welche zu den Blatttragfedern in Reihe geschaltet sind.

Bei einer bekannten Ausführung eines zweiachsigen Schienenfahrzeuges sind die weichen Zusatzfedern

ίο unterhalb der Federböcke angeordnet und jeweils von einer mit den Federschaken verbundenen Spannschraube durchsetzt, so daß die Federschaken gegenüber den Federböcken durch die Zusatzfeder abgefedert sind. Bei einer anderen bekannten Ausführung sind die weichen Zusatzfedern zwischen dem Untergestell des Schienenfahrzeugs und den am Untergestell abklappbar befestigten Federböcken angeordnet Bei dieser Ausführung bewirken die Zusatzfedern beim Befahren von Gleisunregelmäßigkeiten oder Rampenneigungen ein Abklappen der Federböcke, wodurch die weichen Zusatzfedern eingeschaltet und auftretende Raddruckentlastungen in erträglichen Grenzen gehalten werden.

Die bekannten Ausführungen für die Anordnung der Zusatzfedern haben den Nachteil, daß die bisherigen Federböcke und Federschaken nicht verwendet werden können und daß ein Anbringen der neuartigen Federböcke wegen ihrer großen Bauhöhe nicht an allen vorhandenen Schienenfahrzeugen möglich ist. Aus diesen Gründen ist nicht nur die Umrüstung eines Teiles der vorhandenen Schienenfahrzeuge ausgeschlossen, sondern darüber hinaus bei den umrüstbaren Schienenfahrzeugen mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden, da durch das Abtrennen der vorhandenen und das Anbringen der neuartigen Federböcke kostspielige Arbeiten durchgeführt werden müssen, weiche darüber hinaus wegen der Wichtigkeit der Achsabfederung mit größter Sorgfalt durchzuführen sind. Die Verwendung neuartiger Federböcke und Federschaken vergrößert die Lagerhaltung ganz beträchtlich. Schließlieh weisen die bekannten Ausführungen den Nachteil auf, daß die Zusatzfedern plötzlich ein- und ausgeschaltet werden. Der abrupte Übergang von der flachen zur stellen Federkennlinie ist aber für das dynamische Fahrverhalten der Schienenfahrzeuge nachteilig.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Achsabfederung für Drehgestelle liegt der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Achsabfederung für zweiachsige Schienenfahrzeuge zu schaffen, die nicht nur eine progressive Federkennlinie und eine exakt auf die jeweilige Federkennlinie einstellbare Dämpfung aufweist, so daß die zweiachsigen Schienenfahrzeuge auch für hohe Geschwindigkeiten verwendet werden können, sondern die ein Umrüsten vorhandener Schienenfahrzeuge unter Beibehaltung der vorhandenen Federböcke und Federschaken ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung an zweiachsigen Schienenfahrzeugen, deren Achslagergehäuse in Fahrzeuglängs- und in -querrichtung mit Spiel zwischen zwei Achslagerführungen senkrecht beweglich geführt sind, die Schraubenfedern an einem Tragjoch abgestützt sind, welches die Abmessungen einer Blatttragfeder aufweist, über Federschaken an Federböcken des Untergestells aufgehängt ist und einen Druckring aufweist, der gemeinsam mit einem oberen Federteller mittels je einer ringförmigen Schrägfläche das ringförmige

Dämpfungselement einspannt, welches auf das am Achslagergehäuse befestigte Dämpfungsrohr einwirkt

Damit wird nicht nur eine progressive Federkennlinie geschaffen, sondern die Möglichkeit eröffnet, durch eine geeignete Wahl der Federn und des Dämpfers sowohl die Federkennlinie als auch die Dämpfungscharakteristik unabhängig voneinander einzustellen. Für die Schaffung der jeweils gewünschten Federkennlinie sind hierbei das Material und die Abmessungen der beiden Schraubenfedern maßgebend, wogegen die Dämpft-ngscharakteristik durch Auswahl der jeweiligen Materialpaarung, der Abmessungen und insbesondere der Neigung der Schrägflächen bestimmt wird. Da das erfindungsgemäß verwendete Tragjoch die Abmessungen einer Blatttragfeder aufweist und über Federschaken an Federböcken des Untergestells aufgehängt ist, kann die Umrüstung vorhandener Schienenfahrzeuge unter Beibehaltung der vorhandenen Federböcke und Federschaken erfolgen, so daß lediglich die Blatttragfeder durch das mit den Schraubenfedern und dem Dämpfer versehene Tragjoch zu ersetzen ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können die beiden konzentrisch ineinander angeordneten Schraubenfedern mittels eines Verbindungsrohres hintereinander geschaltet sein, das an seinen Enden jeweils mit einem Flansch als Federteller für das obere Ende der innenliegenden bzw. für das untere Ende der außenliegenden Schraubenfeder ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders raumsparende Unterbringung der Federn und des Dämpfers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Achsabfederung,

Fig. 2 die Draufsicht gemäß der Linie H-II in Fig. 1 und

Fig.3 den senkrechten Schnitt gemäß der Schnittlinie IH-III in Fig. 1.

Die Zeichnungen zeigen einen Teil eines Untergestells 1, an welchem eine Radachse 2 in senkrechter Richtung verschiebbar sowie abgefedert gelagert ist. Die Lagerung der Radachse 2 erfolgt an deren beiden Enden über jeweils ein Achslagergehäuse 3, das mit Spiel in Längs- und Querrichtung zwischen zwei Achslagerführungen 4 geführt ist. Diese Achslagerführungen 4 sind am Untergestell 1 des Schienenfahrzeuges befestigt

Die zwischen dem Untergestell 1 und dem Achslagergehäuse 3 angeordnete Federung bestehi aus zwei unterschiedlichen Schraubenfedern 5 und 6, die wirkungsmäßig hintereinandergeschaltet und konzentrisch ineinander angeordnet sind. Die innenliegende Schraubenfeder 5 ergibt eine flachere Federkennlinie für die Abfederung des Schienenfahrzeuges zwischen der Nullast und einer bestimmten Teillast, wogegen die außenliegende Schraubenfeder 6 nach dem Zusammendrücken der Schraubenfeder 5 in Funktion tritt und eine steilere Federkennlinie für höhere Belastungen zur Folge hat

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die innenliegende Schraubenfeder 5 mit ihrer untersten Windung über einen Flanschring eines Führungs- und Dämpfungsrohres 11 am Achslagergehäuse 3 abgestützt Die oberste Windung der Schraubenfeder 5 liegt an einem als Federteller ausgebildeten, nach innen weisenden Flansch 7 a eines Verbindungsrohres 7 an, welches an seinem unteren Ende ebenfalls einen Flansch Tb aufweist, der jedoch nach außen weist Dieser Flansch Tb dient als unterer Federteller der außenliegenden Schraubenfeder 6, welche ihrerseits das Verbindungsrohr 7 konzentrisch umgibt

Die oberste Windung der außenliegenden Schraubenfeder 6 liegt an einem ringförmigen Federteller 8 an, der einen nach innen weisenden, eine Schrägfläche bildenden Flanschring 8a umfaßt Zwischen diesem Flanschring 8a und einem ebenfalls mit einer Schrägfläche versehenen Druckring 9 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 10 aus elastischem Material angeordnet, weiches ais Dämpfer auf das Führungs- und Dämpfungsrohr 11 wirkt, das auf der Oberseite des Achslagergehäuses 3 aufliegt.

Der Druckring 9 ist an einem Tragjoch 12 angeordnet, welches die Abmessungen einer üblichen Blatttragfeder aufweist und über Federschaken 13 an Federböcken 14 des Untergestelles 1 aufgehängt ist, so daß die voranstehend beschriebene Achsabfederung anstelle herkömmlicher Blatttragfedern unter Verwendung der bekannten Federschaken 13 und Federböcke 14 angeordnet werden kann.

Bei einer Belastung des Untergestelles 1 wird zuerst die weichere Schraubenfeder 5 zusammengedrückt. Deren flach verlaufende Federkennlinie ergibt somit eine weiche Federung von der Nullast bis zu einer gewissen Teillast des Schienenfahrzeuges. Sobald diese Schraubenfeder 5 zusammengedrückt und damit wirkungslos geworden ist, setzt die Wirkung der außenliegenden, härteren Schraubenfeder 6 ein, welche somit eine steilere Federkennlinie ergibt, die für alle Belastungsfälle oberhalb der voranstehend erwähnten Teillast bis zur Höchstlast maßgebend ist.

In Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung wird das ringförmige Dämpfungselement 10 durch den Federteller 8 und den Druckring 9 zusammengepreßt. Infolge seiner elastischen Eigenschaften bewirkt eine Zusammenpressung des zwischen den Schrägflächen liegenden Teiles des Dämpfungselements 10 ein Herausdrücken des Materials nach innen und damit eine mit steigender Zusammenpressung größer werdende Reibung gegenüber dem Führungs- und Dämpfungsrohr 11. Die Dämpfung steigt somit mit zunehmender Belastung des Schienenfahrzeuges. Diese Charakteristik kann durch die geeignete Wahl der Abmessungen und Materialien vorausbestimmt werden, und zwar unabhängig von der Größe und Ausbildung der Schraubenfedern 5 und 6.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Achsabfederung für Schienenfahrzeuge mit in Achslagergehäusen gelagerten Radachsen und einer Federanordnung, bei der zwischen jedem Achslagergehäuse und dem Untergestell zwei unterschiedliche, konzentrisch ineinander liegende Schraubenfedern angeordnet sind, denen ein lastabhängig wirkender Dämpfer zugeordnet ist, der ein ringförmiges Dämpfungselement umfaßt, welches mit der zylindrischen Oberfläche eines Dämpfungsrohres zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung an zweiachsigen Schienenfahrzeugen, deren Achslagergehäuse (3) in Fahrzeuglängs- und in -querrichtung mit Spiel zwischen zwei Achslagerführungen (4) senkrecht beweglich geführt sind, die Schraubenfedern (5 und 6) an einem Tragjoch (12) abgestützt sind, welches die Abmessungen einer Blatttragfeder aufweist, über Federschaken (13) an Federböcken (14) des Untergestells

(I) aufgehängt ist und einen Druckring (9) aufweist, der gemeinsam mit einem oberen Federteller (8) mittels je einer ringförmigen Schrägfläche das ringförmige Dämpfungselement (10) einspannt, welches auf das am Achslagergehäuse (3) befestigte Dämpfungsrohr (Führungs- und Dämpfungsrohr

(II) einwirkt.

2. Achsabfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden konzentrisch ineinander angeordneten Schraubenfedern (5 und 6) mittels eines Verbindungsrohres (7) hintereinandergeschaltet sind, das an seinen Enden jeweils mit einem Flansch (7a bzw. Tb) als Federtcller für das obere Ende der innenliegenden bzw. für das untere Ende der außenliegenden Schraubenfedern (5 bzw. 6) ausgebildet ist.