DE3700670A1 - Achsanordnung fuer einen eisenbahnwaggon - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsanordnung für einen Eisenbahn­ waggon.

Es ist bekannt, Hilfsaggregate wie z. B. Stromgeneratoren o. ä. über die Achse des betreffenden Eisenbahnwaggons mittels eines Treibriemens an­ zutreiben, der einerseits über ein auf der betreffenden Achse aufge­ keiltes Antriebsrad und andererseits über ein viel kleineres, an der Achse des Stromgenerators befestigtes Rad verläuft. Diese Art der Übertragung ist allerdings für den Antrieb einer hydraulischen Pumpe, die für die Betätigung hydraulischer Einrichtungen wie z. B. Türen o. ä. verant­ wortlich ist, kompliziert, teuer und es ist unmöglich, sie in einer Form auszuführen, die vom Benutzer leicht anzubringen ist. Eine andere bekannte Antriebsmöglichkeit besteht in einem Zahnradgetriebe, das am Ende der Achse angebracht wird und eine Kardanwelle antreibt, die lhrer­ seits die Antriebswelle der Pumpe betätigt. Aber eine solche Übertragung ist beschwerlich und weist zu viele Übertragungsmechanismen auf, deren jeder einzeln Anlaß für eine Störung sein kann.

Andererseits verlangen die Eisenbahnbehörden jedoch, daß die Achsen für Eisenbahnwaggons keinerlei axial wirksamen Kräften unterworfen werden, durch die eine wenn auch noch so kleine Verschiebung der Achse in deren Längsachse bewirkt werden könnte.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und eine Achsanordnung für Eisenbahnwaggons mit einem be­ sonders einfach montierbaren Antrieb für eine hydraulische Pumpe vorzu­ schlagen, wobei auch der Antrieb selbst für die hydraulische Pumpe un­ kompliziert und einfach aufgebaut ist.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Achsanordnung für einen Eisenbahn­ waggon dadurch erreicht, daß zumindest an einem Ende der Achse eine hydraulische Kolbenpumpe vorgesehen ist, deren Antriebswelle koaxial zur Achse des Waggons angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht einen direkten Antrieb der Antriebswelle der Kolbenpumpe durch die Achse des Eisenbahnwaggons mittels einer geeigneten Kupplung, ohne daß es hier des Einsatzes irgendwelcher Zwischen-Übertriebselemente wie Treibriemen, Zahnradgetriebe oder gar zwischenzuschaltender Kardangetriebe bedürfte. Bei der erfindungsge­ mäßen Anordnung kann auch die Kolbenpumpe problemfrei montiert werden, da sie nur in geeigneter Weise am Achsende anzubringen ist.

Eine besonders vorzugsweise Verbindung zwischen der Achse des Eisen­ bahnwaggons und der Antriebswelle läßt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung dadurch erzielen, daß die Antriebswelle der Kolbenpumpe und die Achse des Eisenbahnwaggons über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, das eine Platte sowie einen Achsbolzen aufweist, wobei die Platte unter Federwirkung in kraftschlüssige Anlage an das Ende der Waggonachse angedrückt wird und der Achsbolzen drehfest mit der Antriebswelle der Kolbenpumpe verbunden, dabei aber in axialer Richtung relativ zu dieser verschieblich ist. Hierdurch wird eine einfache, unkomplizierte und doch wirkungsvolle Verbindung zwischen Antriebswelle der Kolbenpumpe einerseits und Achse des Eisenbahn­ waggons andererseits erreicht, bei der gleichzeitig eine bemerkenswert einfache Montage möglich ist. Wenn die Achse über von einem Haltekäfig gehalterte Kugellager abgestützt ist, wird dabei vorzugsweise die Platte in Druckanlage gegen den Haltekäfig der Kugellager der Waggonachse gehalten und weist darüberhinaus seitlich mindestens eine Ausnehmung auf, in der der Kopf einer Befestigungsschraube für den Haltekäfig aufnehmbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Platte in Drehrichtung auch mit mindestens einer solchen Befestigungsschraube in Wirkver­ bindung steht. Vorteilhafterweise wird hierbei die Antriebswelle hohl ausgeführt, die Feder im Inneren der Antriebswelle angeordnet und der Achsbolzen des Verbindungselements ebenfalls im Inneren der Antriebs­ welle gegen die Wirkung der dort vorhandenen Feder verschiebbar angebracht, wobei Achsbolzen und Antriebswelle entweder über eine Paßfeder oder über Keilnuten miteinander drehfest verbunden sind. Eine andere vorzugsweise Ausgestaltung läßt sich auch dadurch erreichen, daß der Achsbolzen hohl ausgebildet ist, in seinem Inneren die Feder angebracht ist und die Antriebswelle der Kolbenpumpe im lnneren des hohlen Achsbolzens gegen die Wirkung der dort vorhandenen Feder verschiebbar ist, wobei Achsbolzen und Antriebswelle der Kolbenpumpe wiederum über eine Paßfeder oder Keilnuten drehfest miteinander verbunden sind. In beiden vorgenannten Fällen ergeben sich besonders einfach aufgebaute, im praktischen Einsatz jedoch betriebssichere und einfach montierbare Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Achsan­ ordnung.

In weiterer besonders vorzugsweiser Ausgestaltung der Erfindung wird bei der erfindungsgemäßen Achsanordnung eine Kolbenpumpe in Form einer Taumelscheibenpumpe eingesetzt, bei der an der Antriebswelle eine Taumelscheibe befestigt ist, auf der sich eine Vielzahl von im Pumpen­ gehäuse angeordneten, durch die Antriebsbewegung der Taumelscheibe hin- und herbewegbaren Kolben abstützt, wobei das Pumpengehäuse eine Verlängerung in Form eines um die Antriebswelle herum verlaufenden Schaftes aufweist, der in seinem Inneren Kugellager für die Kolbenpumpe aufnimmt und über den die Kolbenpumpe an der Außenabdeckung der Achse des Eisenbahnwaggons befestigt ist.

Eine ganz besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen An­ ordnung besteht in der Verwendung einer Taumelscheibenpumpe und hier­ bei besonders darin, daß jeder Kolben der Taumelscheibenpumpe in seiner Längsrichtung eine Durchgangsbohrung aufweist und auf der Taumel­ scheibe symmetrisch zu deren Linie größter Neigung eine nierenförmige Öffnung zum Durchlaß von Hydraulik-Flüssigkeit aus der Pumpkammer in die Durchgangsbohrungen der Kolben angebracht ist, wodurch sich der große Vorteil erreichen läßt, daß die Taumelscheibenpumpe in beiden Drehrichtungen, d. h. in beiden Fahrtrichtungen des Eisenbahnwaggons, funktionsfähig ist und den gewünschten hydraulischen Druck aufzubauen vermag.

Vorteilhafterweise wird auch der Schaft von einem Bügel umgeben, der mit einem auf der Außenseite der Verkleidung befestigten Träger verbun­ den ist, wobei, erneut vorzugsweise, der Schaft an seinem Ende mit einem Gewinde versehen und auf dieses eine von der Verkleidung abge­ deckte, d. h. in ihrem Inneren angebrachte Mutter aufgeschraubt ist. Gleichermaßen vorteilhafterweise könnte der Schaft aber auch durch eine Mittelöffnung in der Verkleidung hindurchragen. In beiden Fällen durchragt der Pumpenkörper, der die Zylinder und die Kolben trägt, das Gehäuse, d. h. die Verkleidung, welche die Lager der Waggonachse trägt, und wird dabei entweder durch das Gehäuse selbst oder, in anderer vorteilhafter Ausgestaltung, durch einen eigenen Träger getragen, der vorteilhafterweise seinerseits in geeigneter Weise am Gehäuse bzw. der Verkleidung der Achslager befestigt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Achsanordnung ist die Axialkraft, die durch die Federeinwirkung auf die Endfläche der Waggonachse ausgeübt wird, so gering, daß dadurch überhaupt keine unerwünschte Beeinträchtigung der Verhältnisse an der Waggonachse eintreten kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip bei­ spielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Anordnung, bei der eine Pumpe in er­ findungsgemäßer Weise am Ende einer Achse für einen Eisenbahnwaggon angebracht ist;

Fig. 2 einen (vergrößerten) Detailschnitt gemäß A-A in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Taumelscheibe der Pumpe aus Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Taumelscheibe der Pumpe nach Fig. 3, sowie

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Anordnung.

Bei der in den Figuren dargestellten Anordnung ist eine Achse 1 für einen Eisenbahnwaggon (der seinerseits nicht dargestellt ist) gezeigt, die von einem oder mehreren Kugellagern 2 abgestützt wird, die ihrerseits von einem Käfig 3 gehaltert sind, der am Ende der Achse 1 über eine Mehrzahl von Schrauben 4 befestigt ist. Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiel ist der Käfig 3 an der Achse 1 mit drei jeweils um 120° zueinander versetzten Schrauben 4 befestigt. Üblicherweise wird die gesamte aus dem (oder den) Lager(n) 2, dem Käfig 3 und den Schrauben 4 gebildete Baueinheit von einer Verkleidung 5 abgedeckt.

Dabei ist am Ende der Achse 1 eine hydraulische Pumpe angebracht, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist.

Bei dieser Pumpe 10 handelt es sich um eine Kolbenpumpe und zwar der Art, die einen merklichen hydraulischen Druck schon bei geringer Geschwindigkeit erzeugt, was bei herkömmlichen Rotations- oder Zahnrad­ pumpen nicht gegeben ist. Vorzugsweise wird für die Pumpe ein Pumpen­ typ mit Axialkolben, etwa eine Taumelscheibenpumpe, eingesetzt, d. h. sie weist eine Mehrzahl von Kolben 11 auf, deren Achsen parallel zur Pumpenachse ausgerichtet sind und die eine hin- und hergehende Bewegung mittels einer Taumelsscheibe 12 aufgeprägt erhalten, die über eine Antriebswelle 13 in Drehung versetzt wird.

Wie schon in verschiedenen Patenten bzw. Anmeldungen der Anmelderin beschrieben, sind dabei die Kolben 11 hohl ausgebildet und mit kugelab­ schnittförmigen Köpfen versehen, die sich über zwischengeschaltete Gleit­ steine auf der Schrägfläche 12 a der Taumelscheibe 12 abstützen. Diese Schrägfläche 12 a der Taumelscheibe 12 ist mit einer nieren- bzw. sichel­ förmigen Durchtrittsöffnung 14 versehen, wie sie in Fig. 4 im einzelnen dargestellt ist, die das Einfließen von Hydraulik-Flüssigkeit in das Innere jedes Kolbens 11 zu dem Zeitpunkt möglich macht, an dem der Gleitstein des betreffenden Kolbens diese nierenförmige Durchtrittsöffnung 14 überläuft. Wie dies schon z. B. in dem französischen Patent Nr. 77 17 844 der Anmelderin beschrieben wird, ist die nierenförmige Durchtritts­ öffnung 14 auf der Taumelscheibe bezüglich jeder ihrer Seiten symmetrisch zum tiefsten Punkt der Linie größter Steigung x-y der Schrägfläche 12 a angeordnet: auf diese Weise wird ein Betrieb der Pumpe in beiden Drehrichtungen der Antriebswelle 13 ermöglicht.

Die Kolben 11 werden innerhalb von Bohrungen 15 verschoben, die in einem Pumpengehäuse 16 angeordnet sind, in dessen Inneren weiterhin Druckventile 17, der Auslaß 18, der Einlaß 19 und die Pumpkammer 20, innerhalb derer sich die Taumelscheibe 12 dreht, befinden. Das Pumpenge­ häuse 16 weist, ausgehend von der Pumpkammer 20, eine Verlängerung in Form eines Schaftes 16 a auf, in der ein konisches Wälzlager 21 direkt hinter der Taumelscheibe 12, ein zweites Kugellager 22 zur Lagerung der Antriebswelle 13, welche die Taumelscheibe 12 trägt, und ferner eine Dichtung 23 aufgenommen sind.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird das Pumpengehäuse 16 von einem Bügel 26, der Teil eines Trägers 24 ist, gehalten und ist an diesem über Schrauben 25 befestigt. Der Träger 24 ist seinerseits an der Verklei­ dung 5 der Achse 1 über Schrauben 6 befestigt. Der Schaft 16 a des Pum­ pengehäuses 16 erstreckt sich über den Bügel 26 hinaus bis in das Innere der Verkleidung 5 über eine Öffnung 5 a, die in der Mitte der Verkleidung 5 angebracht ist.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Schaft 16 a in das lnnere der Verkleidung 5 ebenfalls über eine Öffnung 5 a, die in der Mitte der Verkleidung angeordnet ist, wobei am Außenum­ fang des Schaftes 16 a ein Gewinde angebracht ist, auf das eine Befesti­ gungsmutter 27 aufgeschraubt ist.

In den beiden gezeigten Ausführungsbeispielen (Fig. 1 oder Fig. 5) ist die Antriebswelle 13 der Pumpe 10 ebenfalls hohl ausgebildet und sitzt auf einem Achsbolzen 28, die mit einer Platte 29, vorzugsweise einstückig, verbunden ist. Eine Paßfeder 30, die zwischen zwei einander gegenüber­ liegende Paßnuten eingreift, deren eine am Innenumfang der Antriebs­ welle 13 und deren andere am Außenumfang des Achsbolzens 28 vorge­ sehen ist, stellt eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Teilen dar, die jedoch eine Relativbewegung der beiden Teile zueinander in Längsrichtung zuläßt. Das gleiche Ergebnis ließe sich auch erzielen, wenn man entsprechend ineinander eingreifende Verzahnungen, Keilnuten o. ä. auf der Achse 13 und dem Achsbolzen 28 anbringen wollte.

Im Inneren der hohlen Antriebswelle 13 ist eine Feder 31 vorgesehen, die zum einen gegen den Boden der Bohrung der Hohlwelle 13 und zum anderen gegen die Endfläche des Achsbolzens 28 anliegt: dies bewirkt, daß die Feder 31 die Platte 29 stets in Anlagekontakt gegen den Käfig 3 der Achse 1 andrückt.

Die Platte 29 ist mit Ausschnitten 32 versehen (vgl. Fig. 2), in denen Schrauben 4 für die Befestigung des Aufnahmekäfigs 3 für die Kugellager 2 angeordnet. Die Größe der Ausschnitte 32 ist so gewählt, daß die Köp­ fe der Schrauben 4 ohne Schwierigkeit in sie hineinragen können.

Sobald sich der entsprechende Eisenbahnwaggon bewegt, kommt die Achse 1 zur Drehung und die Schrauben 4 treiben die Platte 29 an. Der mit der Platte 29 verbundene Achsbolzen 28 treibt die Antriebswelle 13 der Pumpe an, wodurch die Taumelscheibe 12 sich in der Pumpkammer 20 hin- und herbewegt, hierdurch die Pumpe 10 hydraulische Flüssigkeit durch den Einlaß 19 ansaugt und diese unter Druck durch den Auslaß 18 abgibt.

Wegen der symmetrischen Anordnung der nierenförmigen Öffnung 14 för­ dert die Pumpe 10 hydraulische Flüssigkeit unter Druck unabhängig von der Drehrichtung der Taumelscheibe 12 und damit unabhängig von der Be­ wegungsrichtung des Waggons.

Die Verbindung zwischen Achse 1 und Antriebswelle 13 der Pumpe ist, in axialer Richtung der Antriebswelle gesehen, "elastisch" wegen der Paß­ feder 30 (oder der entsprechenden Nutverzahnungen), wobei die Platte 29 durch die Feder 31 andauernd in druckschlüssigem Anlagekontakt mit dem Käfig 3 (und damit in Wirkverbindung mit den Schrauben 4) gehalten wird. Die Axialkraft, die von der Spannung der Feder 31 her auf die Achse 1 des Waggons ausgeübt wird, ist sehr gering und damit ohne die geringste unerwünschte Wirkung auf die Waggonachse selbst.

Es ist offensichtlich, daß man auch die Achse 13 und den Achsbolzen 28 vertauschen kann, d. h. die Welle 13 wird massiv ausgeführt und läuft in einem hohlen Achsbolzen 28.

Claims (10)

1. Achsanordnung für einen Eisenbahnwagon, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einem Ende der Achse (1) eine hydraulische Kolbenpumpe (10) angebracht ist, deren Antriebswelle (13) koaxial zur Achse (1) verläuft.

2. Achsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (1) und die Antriebswelle (13) der Kolbenpumpe (10) über ein Ver­ bindungselement (28, 29) miteinander verbunden sind, das eine Platte (29) sowie einen Achsbolzen (28) aufweist, wobei die Platte (29) unter Wir­ kung einer Feder (31) in Anlagekontakt gegen das Ende der Achse (1) an­ gedrückt wird und der Achsbolzen (28) drehfest mit der Antriebswelle (13) verbunden, dabei aber in axialer Richtung relativ zu dieser verschieb­ bar ist.

3. Achsanordnung nach Anspruch 2, bei der die Achse über von einem Haltekäfig gehalterte Kugellager abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (29) in Druckanlage gegen den Haltekäfig (3) der Kugel­ lager (2) gehalten ist und Ausnehmungen (32) aufweist, in denen Köpfe von Befestigungsschrauben (4) für den Haltekäfig (3) aufgenommen sind.

4. Achsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (13) hohl ausgebildet und der Achsbolzen (28) des Verbin­ dungselements (28, 29) im lnneren der Antriebswelle (13) gegen die Wir­ kung der dort angebrachten Feder (31) verschiebbar ist, wobei Achsbolzen (28) und Antriebswelle (13) entweder über eine Paßfeder (30) oder über Keilnuten drehfest miteinander verbunden sind.

5. Achsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsbolzen (28) hohl ausgebildet und die Antriebswelle (13) im Inneren des Achsbolzens (28) gegen die Wirkung der dort angebrachten Feder (31) verschiebbar ist, wobei Achsbolzen (28) und Antriebswelle (13) über eine Paßfeder (30) oder Keilnuten drehfest miteinander verbunden sind.

6. Achsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebswelle (13) der Kolbenpumpe (10) eine Taumelscheibe (12) befestigt ist, auf der sich eine Vielzahl von in einem Pumpengehäuse (16) angeordneten Kolben (11) abstützt, und daß das Pum­ pengehäuse (16) eine Verlängerung in Form eines Schaftes (16 a) um die Antriebswelle (13) herum aufweist, der in seinem lnneren Kugellager (21, 22) für die Kolbenpumpe (10) aufnimmt und über den die Kolbenpumpe (10) an einer Verkleidung (5) der Achse (1) befestigt ist.

7. Achsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (16 a) von einem Bügel (26) umgeben ist, der mit einem auf der Außenseite der Verkleidung (5) befestigten Träger (24) verbunden ist.

8. Achsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (16 a) an seinem Ende mit einem Gewinde versehen ist, auf das eine im Inneren der Verkleidung (5) angebrachte Befestigungsmutter (27) aufgeschraubt ist.

9. Achsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (16 a) durch eine in der Mitte der Verkleidung (5) angebrachte zentrale Öffnung (5 a) hindurchragt.

10. Achsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Kolben (11) in seiner Längsrichtung eine durchge­ hende Bohrung (15) aufweist und auf der Taumelscheibe (12) eine nieren­ förmige Öffnung (14) zum Durchlaß von Hydraulikflüssigkeit an die Boh­ rungen (15) der Kolben (11) angebracht ist, die symmetrisch zur Linie größter Neigung (x-y) der Taumelscheibe (12) angeordnet ist.