DE3723833C2 - Radsatzführung für schnellfahrfähige Drehgestelle von Schienenfahrzeugen und Verfahren zum Umrüsten von Drehgestellen auf diese Radsatzführung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine (federnde) Radsatz­ führung für schnellfahrfähige Drehgestelle von Schienen­ fahrzeugen mit einer Längs- und Querlenkung der Radsätze, bei welcher zwischen den Achslagerstellen zweier Radsätze und einem Drehgestellrahmen je ein biegesteifer Achslenker vorgesehen ist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner nach Anspruch 13 ein Verfah­ ren, um herkömmliche Drehgestelle der beschriebenen Bauart auf die neue Radsatzführung umzurüsten.

Mit solchen Radsatzführungen sollen die Radsätze schnell­ fahrfähiger Drehgestelle elastisch und verschleißfrei geführt werden, um sowohl bei Geradeausfahrt als auch bei Kurvenfahrt ausreichenden Fahrkomfort zu gewährleisten und die Beanspruchungen von Wagenmaterial und Geleise durch herabgesetzte Spurführungskräfte zwischen Rad und Schiene zu reduzieren.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, bei schnellfahr­ fähigen Drehgestellen die Radsätze gegenüber den Dreh­ gestellrahmen elastisch zu führen, damit sich die Radsätze entsprechend dem Gleisverlauf einstellen und so zu einem ruhigen Wagenlauf beitragen. Als Führungselemente haben sich insbesondere Lenkersysteme bewährt, bei welchen die Achslagergehäuse über Achslenker elastisch mit dem Drehgestellrahmen verbunden sind. Eingehende theoretische Überlegungen, verbunden mit praktischen Fahrversuchen, haben zu der Erkenntnis geführt, daß der bei schnellfahrfähigen Drehgestellen geforderte überkri­ tische Radsatzlauf mit einem sogenannten Verschleißpro­ fil insbesondere dadurch erreicht werden kann, daß die Radsätze über eine angepaßte Längs- und eine harte bzw. mäßig harte Querfederung am Drehgestellrahmen angelenkt sind. Es sind denn auch bereits Radsatzführungen bekannt, die in Drehgestellängs- und in Drehgestellquerrichtung unterschiedliche Federkonstanten besitzen und insbeson­ dere bei weicher Längsfederung eine harte bzw. mäßig harte Querfederung aufweisen.

Bei dem in der französischen Patentanmeldung Nr. 76 08 482 beschriebenen Laufwerk für schnellfahrfähige Schienen­ fahrzeuge sind die Radsätze über Lenker mit dem Laufwerk­ rahmen verbunden. Um diese Verbindung elastisch zu ge­ stalten, weisen die in den Gelenken der Rahmenverbindung vorgesehenen horizontalen Achsen Gummielemente auf, wel­ che aus einem unter Vorspannung zwischen konzentrischen Stahlhülsen montierten Gummiring bestehen. Diese Radsatz­ führung ist elastisch, und sie läßt deshalb höhere Geschwindigkeiten bei stabilem Fahrzeuglauf zu. Ihre Ela­ stizität in Laufwerklängsrichtung ist jedoch zu gering, um bei Kurvenlauf eine Einstellung der Radsätze radial zum Kurvenmittelpunkt zu ermöglichen. Dementsprechend erfolgt auch kein nennenswerter Abbau der Anlaufkräfte, wenn das Rad beim Kurvenlauf gegen die Schiene anläuft. Um diesen Mangel zu beheben, wurden bei einer ähnlich ge­ stalteten Radsatzführung die Gummielemente in Laufwerk­ längsrichtung mit nierenförmigen Aussparungen oder durch­ gehenden Bohrungen versehen. Obwohl dadurch die Längsela­ stizität in wünschbarem Maße vergrößert werden kann, ergibt sich daraus gleichzeitig auch eine Vergrößerung der Querelastizität, was sich ungünstig auf den Wagenlauf auswirkt. Überdies hat sich gezeigt, daß die vorgenann­ ten Aussparungen die Federungseigenschaften sowie die Lebensdauer der Gummielemente beeinträchtigen und sich allmählich mit Fremdstoffen füllen. Eine auf diese Art und Weise erzielte Vergrößerung der Längselastizität ist deshalb in ihrer Zeitstandfestigkeit sehr begrenzt.

Des weiteren ist in der DE-PS Nr. 11 00 071 eine Radsatz­ führung für Schienenfahrzeuge beschrieben, bei welcher jedes Achslagergehäuse starr mit einem Achslenker ver­ bunden ist, der einerends mittels eines Silentblockes um eine horizontale Achse schwingbar am Laufwerkrahmen an­ gelenkt ist und anderends mit zur Querführung des Rad­ satzes am Laufwerkrahmen befestigten elastischen Blöcken fest verbunden ist. Da der Silentblock lediglich dem ver­ schleißfreien Verschwenken von Lenkerauge und Laufwerk­ rahmen dient, weist er bei Belastung in Fahrtrichtung praktisch keine Elastizität auf. Die Führung des Rad­ satzes ist deshalb längsspielfrei oder in Fahrtrichtung zumindest sehr hart gefedert, ohne daß eine Anpassung an die beim Durchfahren von Kurven unterschiedlichen Füh­ rungskräfte möglich wäre. Zudem ist bei einer derart aus­ gebildeten Radsatzführung die Längsfederung härter als die durch die Vorspannung der elastischen Blöcke gegebene Querfederung, so daß sich damit ein Laufwerk für höhere Ansprüche nicht realisieren läßt.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen:

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verschleißfreie Radsatzführung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welche einem Drehgestell überkritische Fahreigenschaften verleiht, um bei hohen Geschwindigkei­ ten eine gute Fahrzeugstabilität und bei gleichzeitiger Kurvenfahrt eine Ausrichtung der Radsätze auf den Kur­ venmittelpunkt zu erreichen. Auch soll diese Radsatzfüh­ rung in ihrer Längs- und Querelastizität an Ort ein- und nachstellbar sein.

Weiter stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Ver­ fahren anzugeben, um herkömmliche Drehgestelle rasch und einfach auf die erfindungsgemäße Radsatzführung umzu­ rüsten und sie dadurch in ihrem Fahrverhalten so zu ver­ bessern, daß sie im Betriebsprogramm eines hochwertigen und schnellen Reisezugverkehrs verwendet werden können und nicht ersetzt werden müssen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängi­ gen Patentanspruches 1 gelöst. Vorteil­ hafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Eine Radsatzführung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß das Verhältnis von Längs- zu Querelastizität im we­ sentlichen von der Form und den Materialeigenschaften der ringförmigen Gummischeiben abhängt, also in einem Bauelement begründet ist. Eine derart gestaltete Elasti­ zitätsabstimmung ist deshalb besonders zuverlässig gewährleistet. Sie hat aber noch den weiteren Vorteil, daß die kurvenradiale Einstellung der Radsätze den beim Durchfahren von Streckenkurven als Folge der Spurfüh­ rungskräfte auftretenden Verschleiß an Spurkränzen und Schienenflanken stark vermindert. Da überdies die Vor­ spannung der Gummielemente durch Lösen weniger Schrauben stufenlos eingestellt werden kann, ist es ein leichtes, die Führungscharakteristik der Radialsteuerung der Rad­ sätze abzustimmen oder an Betriebsverhältnisse anzupassen, welche unterschiedlich sind oder sich im Laufe der Zeit ändern. Auch werden in der erfindungsgemäßen Radsatzfüh­ rung nur Teile verwendet, die praktisch keinem Verschleiß unterworfen sind. Daraus ergibt sich als weitere vorteil­ hafte Wirkung eine große Langzeitbeständigkeit der Füh­ rungscharakteristik.

Die Erfindung betrifft im weiteren auch ein Verfahren zum Modifizieren bestehender Drehgestelle, welche mit den erfindungsgemäßen Mitteln ausgerüstet, bei Kurvenfahrt eine kontrollierte radiale Einstellung der Radsätze auf den Kurvenmittelpunkt hin aufweisen.

Hierbei wird vorzugsweise von einer Drehgestellbauart mit einer als Lenkerversion ausgebildeten Primärstufe ausge­ gangen, bei der die Radsatzführung über am Drehgestell­ rahmen in x- und y-Richtung spielfrei und elastisch gela­ gerte Achslenker erfolgt und die Abfederung in z-Richtung von unmittelbar über oder neben den Achslagern angeordne­ ten Primärfedern übernommen wird. Wie aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, lassen derartige Radsatz­ führungen durch ihren stabilen Geradeauslauf zwar höhere Fahrgeschwindigkeiten in der Geraden zu, verfügen jedoch auf kurvenreichen Strecken nur über eine ungenügende und unkontrollierte radiale Einstellbarkeit der Radsätze, wobei es unter ungünstigen Verhältnissen sogar zu einer antiradialen Einstellung beispielsweise des führenden Radsatzes im Gleisbogen kommen kann.

Mit den Mitteln der vorliegenden Erfindung werden nicht nur derartige Nachteile beseitigt, sondern es sind die erfindungsgemäßen Mittel darüber hinaus so gestaltet, daß sie sich zur nachträglichen Umrüstung eines Drehge­ stelles der zuvor beschriebenen Bauart eigenen. Hiezu wird mit dem angegebenen Verfahren die herkömmliche Längs- und Querlenkung eines umzurüstenden Drehgestelles durch die erfindungsgemäße Lenkerführung ersetzt und dieselbe auf eine zusätzliche einzubauende Radiallenkung abgestimmt. Dazu kann man sich wahlweise der jeweiligen Mittel für eine von zwei Radiallenkungen bedienen, nämlich der kastenseitigen Zwangssteuerung oder der gegenseitigen Selbststeuerung der Radsätze.

Das Verfahren zum Umrüsten bestehender Drehgestelle führt dann auch bei herkömmlichen Drehgestellen der vorstehend charakterisierten Bauart zu einer im positiven Sinne wirksamen Veränderung der Radialeinstellbarkeit der Rad­ sätze, welche nun entweder zwangsweise durch den Fahr­ zeugaufbau oder durch gegenseitige Selbststeuerung der Radsätze herbeigeführt wird, ohne das stabile Laufverhal­ ten in der Geraden nachteilig zu beeinflussen. Das erfin­ dungsgemäße Verfahren erfüllt somit ein seit langem bestehendes, unbefriedigtes Bedürfnis, zielt es doch darauf ab, die in großer Zahl vorhandenen Drehgestelle der beschriebenen Bauart mit vergleichsweise geringem Aufwand so zu modifizieren, so daß deren Fahrzeuge im Betriebsprogramm eines hochwertigen und schnellen Reise­ zugverkehrs auch auf kurvenreichen Strecken die heutigen, vergleichsweisen Anforderungen erfüllen können, wie sie an Neubaufahrzeuge bezüglich Laufgüte, Schallabstrahlung und Verschleißreduktion gestellt werden.

Die Anwendung oder Nachrüstung der vorliegenden Erfindung kann unabhängig von der jeweiligen Spurweite außer bei einem hier gezeigten Laufdrehgestell auch an einem analog konzipierten Trieb- oder Motordrehgestell erfolgen.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Achslenkerlagerung nach Anspruch 1, sowie eine mit den erfindungsgemä­ ßen Mitteln umgerüstete Achslenkerlagerung nach Fig. 7,

Fig. 2 den Grundriß einer Achslenkerlagerung nach Anspruch 1 gemäß der Schnittlinie C-C in Fig. 1, sowie eine mit den erfindungsgemäßen Mitteln umgerüstete Achslenkerlagerung gemäß Fig. 8,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Drehgestelles gemäß den Fig. 5 und 6, jedoch nach seiner Umrüstung auf die erfindungsgemäße Achslenkerführung nach Fig. 1 und 2 und auf die kasten­ seitige Zwangslenkung nach den Ansprüchen 9 bis 11,

Fig. 4 die Unteransicht des Drehgestelles gemäß den Fig. 5 und 6, jedoch nach seiner Umrüstung auf die erfindungsgemäße Achslenkerführung gemäß den Fig. 1 und 2 und auf die gegen­ seitige Selbstlenkung nach den Ansprüchen 12 und 13,

Fig. 5 den Aufbau eines herkömnmlichen Drehgestelles vor dem Umrüsten in Seitenansicht,

Fig. 6 den Aufbau des Drehgestelles gemäß Fig. 5 in Draufsicht,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer herkömmlichen Achslen­ kerlagerung eines Drehgestelles gemäß den Fig. 5 und 6,

Fig. 8 den Grundriß einer herkömmlichen Achslenker­ lagerung gemäß der Schnittlinie B-B in Fig. 7.

In den Fig. 5 und 6 sind von einem Schienenfahrzeug der Wagenkasten 1 sowie ein herkömmliches Drehgestell 2 darge­ stellt, welches mit einer als Lenkerversion ausgebildeten Primärstufe ausgestattet ist, bei der die Radsatzführung über am Drehgestellrahmen in x- und y-Richtung spielfrei und elastisch gelagerte Achslenker erfolgt und die Abfede­ rung in z-Richtung von unmittelbar über oder neben den Achslagern angeordneten Primärfedern übernommen wird. Die Übertragung der Zug- bzw. Bremskräfte kann beispielsweise durch einen in Drehgestellmitte angeordneten Drehzapfen er­ folgen. Das Drehgestell 2 ist im Bereich seiner vertikalen Quermittelebene 3 mit zwei Sekundärfedern 4 und 4′ versehen, auf denen der Wagenkasten 1 abgestützt ist.

Ferner enthält das Drehgestell 2 zwei Radsätze 5 und 6 mit Rädern 7 und 7′ bzw. 8 und 8′, die eine hohe wirksame Ko­ nizität aufweisen und auf Radsatzachsen 9 bzw. 10 drehfest gelagert sind. Beide Radsätze 5 und 6 werden an den Achs­ lagerstellen 11 und 11′ bzw. 12 und 12′ in bekannter Weise je durch einen Achslenker 18, 18′ bzw. 19, 19′ umfaßt. Die Führung der Radsätze 5 und 6 in Längs- und Querrichtung erfolgt durch je ein Achslenkerlager 13 und 13′ bzw. 14 und 14′, welches in den Achslenkern 18, 18′ bzw. 19, 19′ eingebaut und am Drehgestellrahmen 15 befestigt ist. Weiter ist der Drehgestellrahmen 15 über Primärfedern 16 und 16′ bzw. 17 und 17′ auf den Achslenkern 18, 18′ bzw. 19, 19′ unmittel­ bar über den Achslagerstellen 11 und 11′ bzw. 12 und 12′ abge­ stützt.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine herkömmliche Achslenker­ lagerung, bei der ein biegesteifer Achslenker 19 in einem im Achslenkerlager 14 um eine zur Radsatzachse 10 paral­ lel verlaufende Achse schwingbar elastisch am Drehge­ stellrahmen 15 angelenkt ist. Hierzu enthält das Achslen­ kerlager 14 einerseits einen Bolzen 27, der mit den bei­ den Brücken 37 und 37′ und den Schrauben 58 und 58′ bzw. 59 und 59′ horizontal quer starr zum Drehgestellrahmen 15 im zwei­ teiligen Support 26 gelagert ist, andererseits ist der Bolzen 27 des Achslenkerlagers 14 von einer Gummieinlage 29 umschlossen, deren Außenhülse 35 im Achslenkerauge 28 des Achslenkers 19 eingepreßt ist. In bekannter Weise ist der Drehgestellrahmen 15 über die Primärfeder 17 auf dem Achslenkerlager 14 unmittelbar über der Achslagerstel­ le 12 abgestützt.

In den Fig. 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Längs- und Querlenkung gemäß Anspruch 1 dargestellt, bei der zur Führung der Radsätze 5 und 6 auf beiden Drehgestellsei­ ten pro Radsatz je ein biegesteifer Achslenker 18, 18′ bzw. 19, 19′ angeordnet ist, der an seinem einen Ende mit der einen Radsatz 5 bzw. 6 aufnehmenden Achslagerstelle 11 und 11′ bzw. 12 und 12′ eine lösbare Einheit bildet, und der am anderen Ende mit seinem Achslenkerauge 28 im zweiteiligen Support 26 um eine zur Radsatzachse 10 parallel verlau­ fende Achse schwingbar über ein Achslenkerlager 23 und 23′ bzw. 24 und 24′ elastisch am Drehgestellrahmen 15 angelenkt ist.

Weiter ist der Drehgestellrahmen 15 über die Primärfe­ der 17 auf dem Achslenker 19 unmittelbar über der Achslagerstelle 12 abgestützt.

Fig. 2 zeigt im Detail die Gestaltung des erfindungsge­ mäßen Achslenkerlagers 24, in der rechten Bildhälfte einen Neubau betreffend und in der linken Bildhälfte für den Fall eines Umrüstens von herkömmlichen Achslenkerla­ gerungen auf die erfindungsgemäße Lösung. Beidseits des Achslenkerauges 28 sind zwischen dem biegesteifen Achs­ lenker 19 und den mittels der beiden Führungsflächen 44 konzentrisch ineinander gleitenden Lagertellern 45 und 46 ringförmige elastische Scheiben 47 aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder sonstigen elastomeren Werk­ stoffen angeordnet. Mit der Dehnschraube 48 in der Bohrung 49 werden die beiden Lagerteller 45 und 46 bis auf den durch die selbstzentrierenden Distanzringe 50 gegebenen Abstand koaxial miteinander verbunden. Für die Aufnahme von großen Längskräften, z. B. beim Bremsen, so­ wie zur beidseitigen Begrenzung des Längsfederweges ist ein Anschlag in Form einer ringförmigen Beilage 51 aus elastischem Werkstoff zwischen der horizontalen Achse 52 und dem Steg 53 des Achslenkerauges 28 vorgesehen, wobei diese ringförmige Beilage 51 in einer Ausdrehung 54 des Lagertellers 45 geführt ist. Über den zweiteiligen Support 26 ist das Achslenkerlager 24 mit dem Drehge­ stellrahmen 15 verbunden. Die durch die Dehnschraube 48 und die selbstzentrierenden Distanzringe 50 über die Führungsflächen 44 koaxial miteinander verbundenen Lager­ teller 45 und 46 bilden mit ihren Lagertellerenden 55 und 56 eine horizontale Achse 52, welche beidseits durch Klemmung mittels je einer Brücke 57 und 57′ und der Schrauben 58 und 58′ bzw. 59 und 59′ horizontal quer starr zum Drehge­ stellrahmen 15 im zweiteiligen Support 26 gelagert ist. Eine derart gestaltete Verbindung ist verschleißfrei und stufenlos einstellbar.

Für den in der linken Bildhälfte von Fig. 2 dargestell­ ten Fall, betreffend das Umrüsten von herhömmlichen Achs­ lenkerlagerungen auf die erfindungsgemäße Lösung, bedarf es des nachträglichen Einbaus eines Steges 33 in das Achslenkerauge 28, um die Achslenkerlagerung in der zu­ vor beschriebenen Weise ausführen zu können.

Das in Fig. 3 gezeigte Drehgestell 22 weist die Achslen­ kerlagerung der Radsatzführung gemäß dem Anspruch 1 auf. Zusätzlich ist hier die mit der erfindungsgemäßen Rad­ satzführung zusammenwirkende radiale Einstellbarkeit der Radsätze 5 und 6 als kastenseitige Zwangssteuerung nach den Ansprüchen 9, 10 und 11 mit je einem beidseits am Drehge­ stell angeordneten Lenker-Hebel-System 73 bzw. 73′ ausgebil­ det. Auf jeder Drehgestellseite sind die Radsätze 5 und 6 an den Achslagerstellen 11 und 12 bzw. 11′ und 12′ durch je einen Achslenker 18 und 19 bzw. 18′ und 19′ und durch je eine Lenkerstange 62 und 63 bzw. 62′ und 63′ geführt. Die Achslenker 18 und 19 bzw. 18′ und 19′, sowie die einstellbaren Lenkerstangen 62 und 63 bzw. 62′ und 63′ sind einerends mit den betreffenden Achslagerstellen 11 und 12 bzw. 11′ und 12′ verbunden und von dort aus gegen die vertikale Drehgestell-Quermittelebene gerichtet. Anderends sind die Achslenker 18 und 19 bzw. 18′ und 19′ über die Achslenkerlager 23 und 24 bzw. 23′ und 24′ mit dem Drehgestellrahmen 15 verbunden und die Lenkerstangen 62 und 63 bzw. 62′ und 63′ an je einem Lenkerhebel 65 bzw. 65′ angelenkt. Dieser Lenkerhebel 65 bzw. 65′ ist im Fest­ punkt 64 bzw. 64′ am Drehgestellrahmen 15 schwenkbar gela­ gert. Der Festpunkt 64 bzw. 64′ liegt annähernd mittig zwischen den Anlenkstellen 67 und 68 bzw. 67′ und 68′ der Lenkerstangen 62 und 63 bzw. 62′ und 63′. Je ein vertikaler Steuerhebel 69 bzw. 69′ ist im Festpunkt 64 bzw. 64′ drehfest mit dem Lenkerhebel 65 bzw. 65′ und im Gelenk 70 bzw. 70′ schwenkbar mit einer Steuerstange 71 bzw. 71′ verbunden, die sich ihrerseits in Drehgestellängsrichtung erstreckt und mit einem wagenkastenseitigen Betätigungspunkt 72 bzw. 72′ in Verbindung steht. Hierbei sind sämtliche Dreh­ punkte des Lenker-Hebel-Systems 73 bzw. 73′ als wartungsfreie Gelenke 70 bzw. 70′ ausgeführt.

Das in Fig. 4 gezeigte Drehgestell 22′ weist die Achs­ lenkerlagerung der Radsatzführung gemäß dem Anspruch 1 auf. Zusätzlich ist hier die mit der erfindungsgemäßen Radsatzführung zusammenwirkende Einstellbarkeit der Rad­ sätze 5 und 6 als gegenseitige Selbststeuerung nach den An­ sprüchen 12 und 13 ausgebildet. Hiezu ist jedem Radsatz 5 bzw. 6 ein in etwa C-förmiger Steuerrahmen 75 bzw. 76 zugeordnet, der den zugehörigen Radsatz 5 bzw. 6 zur Drehge­ stellquermittelebene hin umfaßt. Die C-förmigen Steuer­ rahmen 75 und 76 sind einerseits in beliebiger Weise steif an den zugehörigen Achslagerstellen 11 und 11′ bzw. 12 und 12′ angeschlossen. Andererseits besitzen die C-förmi­ gen Steuerrahmen 75 und 76 im Bereiche der Drehgestellängs­ achse je einen konisch auf das Drehgestellzentrum zusammenlaufenden Verbindungssupport 85 bzw. 86, deren Scheitelpunkte mittels einem gemeinsamen Drehgelenk 88 um die Vertikalachse schwenkbar miteinander verbunden sind. Die mit den jeweiligen C-förmigen Steuerrahmen 75 bzw. 76 zusammenwirkenden Elemente, nämlich die Verbindungs­ supporte 85 und 86 und die Befestigung der C-förmigen Steuerrahmen 75 bzw. 76 an den betreffenden Achslagerstellen 11 und 11′ bzw. 12 und 12′ sind so ausgebildet, daß sie in sich in Längs- und Querrichtung ausreichend steif ausgeführt sind, um die beiden Radsätze 5 und 6 bei Kurven­ fahrt radial auf den Kurvenmittelpunkt hin einzustellen, wobei sich die beiden, mit den Verbindungssupporten 85 bzw. 86 verbundenen C-förmigen Steuerrahmen 75 und 76 um die Vertikalachse im gemeinsamen Drehgelenk 88 drehen sowie einstellen können.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Achslenkerlagers 23 und 23′ bzw. 24 und 24′ ist aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich. Dabei wird von der physikalischen Erkenntnis Gebrauch ge­ macht, daß sich die elastische Kennung eines elastischen Stoffes, wie z.B. Gummi, durch das Anbringen einer Vor­ spannung in gewissen Grenzen verändern läßt. Demzufolge weisen die ringförmigen elastischen Scheiben 47 unterschiedliche Druck- und Schubfederkonstanten auf, je nachdem wie stark sie zwischen den Lagertellern 45 und 46 und dem Steg 53 des Achslenkerauges 28 auf Druck vorgespannt sind. Wird die Dehnschraube 48 angezogen, rücken die beiden Lagerteller 45 und 46 näher zusammen, wodurch die Pressung der ringförmigen elastischen Schei­ ben 47 vergrößert wird und damit auch anteilmäßig deren Schub- und Druckfederkonstanten, die in Drehgestellängs- bzw. Drehgestellquerrichtung wirksam sind. Wird dagegen die Dehnschraube 48 gelöst, rücken die beiden Lagerteller 45 und 46 auseinander, was die Pressung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 reduziert und anteilsmäßig auch deren Schub- und Druckfederkonstanten. Aufgrund der Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes Gummi ist bekanntlich die Schubfederkonstante kleiner als die Druckfederkonstante, so daß sich in Drehgestellängs­ richtung eine weiche und in Drehgestellquerrichtung eine harte bzw. mäßig harte Radsatzführung ergibt. Mit den selbstzentrierenden Distanzringen 50 kann die Distanz zwischen den beiden Lagertellern 45 und 46 so festgelegt werden, daß die Pressung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 einen vorausbestimmten, genau definierten Wert annimmt. Hierzu wird die Dehnschraube 48 angezogen, bis die Lagerteller 45 und 46 auf den selbstzentrieren­ den Distanzringen 50 auflaufen. Damit ist die genaue Ein­ stellung einer gewünschten Vorspannung unkritisch und gegen irrtümliches oder mißbräuliches Nachstellen, über den vorgegebenen Wert hinaus, gesichert.

Für die Funktion eines nach dem Anmeldegegenstand voll­ kommen umgerüsteten Drehgestelles 22 bzw. 22′ sei auf die Fig. 3 und 4 verwiesen.

In Fig. 3 erfolgt die radiale Einstellung der beiden Rad­ sätze 5 und 6 eines Drehgestells 22 bei Kurvenfahrt auf den Kurvenmittelpunkt hin durch eine kastenseitige Zwangs­ steuerung über je ein Lenker-Hebel-System 73 bzw. 73′. Hier­ bei werden die Radsätze 5 und 6 einerseits über die Achslen­ ker 18 und 19 bzw. 18′ und 19′ mit den erfindungsgemä­ ßen Achslenkerlagern 23 und 24 bzw. 23′ und 24′ geführt und andererseits durch die beidseits am Drehgestell 22 angeordneten Lenker-Hebel-Systeme 73 bzw. 73′ kurvenab­ hängig durch den Wagenkasten 1 zwangsgesteuert.

In Fig. 4 erfolgt die radiale Einstellung der beiden Rad­ sätze 5 und 6 eines Drehgestells 22′ bei Kurvenfahrt auf den Kurvenmittelpunkt hin durch eine gegenseitige Selbst­ steuerung. Hierbei werden die Radsätze einerseits über die Achslen­ ker 18 und 19 bzw. 18′ und 19′ mit den erfindungsge­ mäßen Achslenkerlagern 23 und 24 bzw. 23′ und 24′ ge­ führt und andererseits durch die beiden, an den Achsla­ gerstellen 11 und 12 bzw. 11′ und 12′ angreifenden und um die Vertikalachse drehbar und einstellbar im Drehge­ lenk 88 miteinander verbundenen C-förmigen Steuerrahmen 75 und 76 kurvenabhängig gegenseitig gesteuert.

Sowohl die kastenseitige Zwangssteuerung gemäß Fig. 3 wie die gegenseitige Selbststeuerung gemäß Fig. 4 erfor­ dern für ein gutes Spuren eine weiche Längsführung der Radsätze 5 und 6. Gerade die Möglichkeiten der Elastizitäts­ abstimmung des unter den Fig. 1 und 2 beschriebenen Achs­ lenkerlagers 23 und 23′ bzw. 24 und 24′ erlauben in hervorra­ gender Weise die Kombination mit einer der beiden genann­ ten Betriebsweisen für die radiale Einstellung der Rad­ sätze 5 und 6, nämlich der kastenseitigen Zwangssteuerung gemäß Fig. 3 oder der gegenseitigen Selbststeuerung gemäß Fig. 4.

In beiden Fällen werden deshalb die Achslenkerlager 23 und 24 bzw. 23′ und 24′ mittels der Dehnschrauben 48 so vorgespannt, daß sich daraus das gewünschte Steifig­ keitsverhältnis längs zu quer ergibt. Für Fahrten mit hohen Geschwindigkeiten, insbesondere im Gleisbogen be­ deutet dies für die Achslenkerlager eine weiche Längsfe­ derung bei einer harten bis mäßig harten Querfederung.

Gemäß einer nicht dargestellten Variante der Erfindung können die ringförmigen elastischen Scheiben 47 beidseitig mit aufvulkanisierten Blechen versehen sein, wobei diese Bleche zwecks besserer Zentrierung und der dadurch bedingten Vereinfachung des Montagevorganges an den inneren und äußeren Lagerstellen eine konische Form aufweisen. Gemäß einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung können die ringförmigen elastischen Scheiben 47 mit einem oder mehreren einvul­ kanisierten Zwischenblechen ausgeführt werden. Durch diese Maßnahme kann praktisch ohne Veränderung der in Fahrt­ richtung wirkenden Schubfederkonstanten die für die Querfederung dienende Druckfederkonstante wesentlich be­ einflußt werden.

Die Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt, die Vor­ spannung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 un­ veränderbar eingestellt zu halten. Vielmehr wird in einer alternativen Weiterbildung der Erfindung anstelle der Dehnschraube 48 ein mittels eines Energieträgers betätig­ bares Druckelement verwendet, mit dem die Vorspannung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 auch während der Fahrt verändert werden kann, was erlaubt, die Elastizi­ tätsabstimmung der Radsatzführung zu variieren, um für bestimmte Streckenverhältnisse die optimale Einstellung zu erlangen. Für die Betätigung des Druckelementes kann je nach den Gegebenheiten Druckluft, Drucköl oder eine elektromotorische Kraft verwendet werden, wobei hierzu eine nicht näher umschriebene mechanische oder elektri­ sche Steuerung vorgesehen ist. Es besteht somit die Möglichkeit, die Lenkerführung streckenabhängig härter oder weicher einzustellen, je nachdem, ob es sich um die Fahrt im geraden Gleis oder in der Kurve handelt. Damit ist bei Geradeausfahrt eine exakte, spielfreie Parallel­ führung der Radsätze gewährleistet, während bei Kurven­ fahrt eine radiale Einstellung derselben möglich ist.

Claims (15)

1. Radsatzführung für schnellfahrfähige Drehgestelle von Schienenfahrzeugen mit einer Längs- und Queranlenkung der Radsätze, bei welcher zwischen den Achslagerstellen zweier Radsätze und einem Drehgestellrahmen je ein biegesteifer Achslenker vorgesehen ist, der mit den Achslagerstellen auf denen sich der Drehgestellrahmen über Primärfedern abstützt, eine lösbare Einheit bildet und der an seine dem Drehgestellrahmen zugewandten Ende in einem Achslenkerlager um eine horizontale Achse schwingbar elastisch mit dem Drehgestellrahmen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder biegesteife Achslenker (18 und 18′ bzw. 19 und 19′) an seinem dem Drehgestellrahmen (15) zugewandten Ende ein Achslenkerauge aufweist, an dem beidseits, koaxial mit der zu den Radsatzachsen (9 und 10) parallel verlaufenden Achslenkeraugenachse ringförmige elastische Scheiben (47) angeordnet sind, die mittels einer Dehnschraube (48) und selbstzentrierender Distanzringe (50) zwischen zwei, von beidseits des Achslenkerauges (28) konzentrisch ineinander gleitenden Lagertellern (45 und 46) in Drehgestellquerrichtung auf Druck vorgespannt sind, wobei die Lagerteller (45 und 46) als zweiteilige horizontale Achse eines derart ausgebildeten elastischen Achslenkerlagers (23 und 23′ bzw. 24 und 24′) mit ihren Lagertellerenden (55 und 56) in einem zweiteiligen Support (26) mittels je einer Brücke (37 bzw. 37′; 57 bzw. 57′) und Schrauben (58 und 58′ bzw. 59 und 59′) kraftschlüssig am Drehgestellrahmen (15) befestigt sind und daß die zur Führung der Radsätze (5 und 6) als Lenkerversion ausgebildete Längs- und Queranlenkung ebenfalls als Radiallenkung wirkt, wobei die jeweiligen Längs- und Quersteifigkeiten eines Achslenkerlagers (23, 23′, 24 bzw. 24′) so untereinander abgestimmt sind, daß sich bei Kurvenfahrt die Radsätze (5 und 6) mit minimalem Kraftaufwand radial auf den Kurvenmittelpunkt hin ausrichten.

2. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen elastischen Scheiben (47) aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder sonstigen elastomeren Werkstoffen bestehen.

3. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Steg (53) des Achslenkerauges (28), sowie an den Lagertellern (45 bzw. 46) direkt aufliegenden ringförmigen elastischen Scheiben (47) eine konische Form besitzen.

4. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen elastischen Scheiben (47) beidseitig aufvulkanisierte Bleche aufweisen.

5. Radsatzführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufvulkanisierten Bleche der am Steg (53) des Achslenkerauges (28) sowie an den Lagertellern (45 und 46) direkt aufliegenden ringförmigen elastischen Scheiben (47) eine konische Form besitzen.

6. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen elastischen Scheiben (47) ein oder mehrere einvulkanisierte Zwischenbleche aufweisen.

7. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steg (53) des Achslenkerauges (28) und den Lagertellern (45 und 46) eine in dessen Ausdrehung (54) geführte ringförmige Beilage (51) aus elastischem Material als Endanschlag zur beidseitigen Begrenzung der Längsfederung des Achslenkers (18, 18′, 19 bzw. 19′) angeordnet ist.

8. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Einstellbarkeit der Radsätze (5 und 6) durch eine wagenkastenseitige Zwangssteuerung erfolgt, bei welcher die Achslagerstellen (11, 11′, 12 bzw. 12′) beidseits paarweise über je ein seitlich am Drehgestellrahmen (15) angeordnetes, durch die Relativbewegung zwischen Wagenkasten (1) und Drehgestell (22) betätigtes Lenker-Hebel-System (73 bzw. 73′) miteinander verbunden sind.

9. Radsatzführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lenker-Hebel-System (73 bzw. 73′) einen auf dem Drehgestellrahmen (15) in einem Festpunkt (64 bzw. 64′) schwenkbar montierten vertikalen Steuerhebel (69) mit drehfest verbundenem Lenkerhebel (65) enthält, wobei der vertikale Steuerhebel (69) über eine Steuerstange (71) mit einem Betätigungspunkt (72) des Wagenkastens (1) in Verbindung steht, und der Lenkerhebel (65) über Gelenke (67 und 68) mit den einstellbaren Lenkerstangen (62) und (63) verbunden ist, die ihrerseits mit den entsprechenden Achslagerstellen (11 bzw. 12) gekoppelt sind.

10. Radsatzführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß, um die Relativbewegungen zwischen Wagenkasten (1) und Drehgestell (22) zu ermöglichen, das Lenker- Hebel-System (73 bzw. 73′) an allen seinen Drehpunkten wartungsfreie Gelenke (70 bzw. 70′) aufweist.

11. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Einstellbarkeit der Radsätze (5 und 6) durch eine gegenseitige Selbststeuerung erfolgt, bei welcher die beiden Radsätze von je einem horizontal oder quer verlaufenden C-förmigen Steuerrahmen (75 bzw. 76) umgriffen werden, wobei diese Steuerrahmen einerseits steif an den zugehörigen Achslagerstellen (11, 11′, 12 bzw. 12′) angeschlossen sind und andererseits je einen gegen die Drehgestellmitte hin weisenden Verbindungssupport (85 bzw. 86) besitzen, deren Scheitelpunkte in einem gemeinsamen elastischen Drehgelenk (88) um die Vertikalachse schwenkbar und einstellbar miteinander verbunden sind.

12. Radsatzführung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elastische Drehgelenk (88) in einer Höhe oberhalb oder unterhalb der Radsatzachsen (9 bzw. 10) befindet und z. B. als elastisches Lager ausgebildet ist.

13. Verfahren zum Umrüsten von Drehgestellen auf die Radsatzführung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) an einem bestehenden Drehgestell (2, 22 bzw. 22′) die Achslenkerlager herkömmlicher Bauart (23, 23′, 24 bzw. 24′) nach Öffnen der Brücken (37 bzw. 37′; 57 bzw. 57′) ausgepreßt und durch ringförmige elastische Scheiben (47) ersetzt werden, welche sich auf einen im Achslenkerauge (28) mittig vorzusehenden Steg (33) flächig abstützen;
• b) die ringförmigen elastischen Scheiben (47) über die konzentrisch ineinandergleitenden Lagerteller (45 und 46) mittels einer Dehnschraube (48) vorgespannt werden;
• c) die durch die Enden der über ihre Führungsflächen (44) koaxial miteinander verbundenen Lagerteller (45 und 46) gebildeten fluchtenden Achsen mit ihren Lagertellerenden (55 bzw. 56) in einen zweiteiligen Support (26) eingelegt und mit je einer Brücke (57 bzw. 57′) und Schrauben (58, 58′, 59 bzw. 59′) kraftschlüssig am Drehgestellrahmen (15) befestigt werden;
• d) für die radiale Einstellbarkeit der beiden Radsätze (5 und 6) wahlweise für eine wagenkastenseitige Zwangssteuerung beidseits am Drehgestellrahmen (15) je ein Lenker-Hebel-System (73 bzw. 73′) angebracht wird oder für eine gegenseitige Selbststeuerung der beiden Radsätze (5 und 6) diese mit je einem C-förmigen Steuerrahmen (75 bzw. 76) versieht und diese über je einen Verbindungssupport (85 bzw. 86) in einem gemeinsamen Drehlager (88) um die Vertikalachse schwenkbar und einstellbar miteinander verbindet.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zur Montage des Lenker-Hebel-Systems (73 bzw. 73′) beidseits am Drehgestellrahmen (15) je ein nach außen hin weisender Festpunkt (64) vorgesehen wird, auf dem je ein Lenker-Hebel- System (73 bzw. 73′) für die Radsatzsteuerung drehbar mittels wartungsfreier Gelenke (70 und 70′) gelagert wird;
• - daß jede von zwei einstellbaren Lenkerstangen (62 und 63) einer Drehgestellseite an der jeweils zugeordneten Achslagerstelle (11 bzw. 12) eines jeden Radsatzes (5 bzw. 6) unter Verwendung von wartungsfreien Gelenken (70) angeschlossen wird;
• - daß der vertikale Steuerhebel (69) über eine Steuerstange (71) am Wagenkasten (1) unter Verwendung von wartungsfreien Gelenken (70) angelenkt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zur Montage der C-förmigen Steuerrahmen (75 und 76) dieselben so an den Achslagerstellen (11, 11′, 12 bzw. 12′) eines Radsatzes (5 bzw. 6) angeordnet, werden, daß diese den jeweiligen Radsatz zur Drehgestellmitte hin umgreifen, und daß die Verbindungssupporte (85 und 86) der beiden C-förmigen Steuerrahmen (75 bzw. 76) in der Drehgestellmitte in einem gemeinsamen Drehlager (88) um die Vertikalachse schwenkbar und einstellbar elastisch miteinander verbunden werden.