DE3827706A1 - Vierachsiges drehgestell fuer schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein vierachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derzeit verwendete vierachsige Drehgestelle weisen eine Lagerung von je zwei Achsen in zwei H-Rahmen auf, die zueinander längsstarr, vertikal zur Gleisebene aber verschieblich verbunden sind, oder eine Lagerung von je 2 Achsen in Seitenwangen derart, daß die Seitenwangen jeweils mittels eines eine allseitig bewegliche Einstellung ermöglichenden Auflagers mit den Achslagern der Achsen verbunden sind und daß der Hauptrahmen auf den Seitenwangen über Federelemente abgestützt ist, die außer einem Federweg in senkrechter Richtung eine begrenzte Verdrehung jeder Seitenwange um eine in der Längsmitte der Seitenwange liegenden Drehachse sowie eine begrenzte Bewegung in Längs- und Querrichtung sowie im Winkel hierzu ermöglichen.

Die erstgenannte Konstruktion verursacht wegen der insgesamt starren Anordnung der Achsen und der H-Rahmen große seitliche Anlaufkräfte für die jeweils am Ende des Drehgestelles angeordneten Achsen und verlangt wegen der erforderlichen Kurvengängigkeit bisher unterschiedlich ausgebildete Spurkränze an den Radsätzen. Die zweitgenannte Konstruktion vermeidet zwar große Anlaufkräfte an einzelnen Achsen, verursacht jedoch ebenfalls hohen Verschleiß durch den, von der nur angenäherten Radialstellung der Achsen im Bogen bewirkten Anschnittwinkel des Radsatzes gegenüber der Fahrkante.

Die in vertikaler Richtung konstruktiv bedingte Starrheit des allseitig beweglichen Auflagers zwischen Achslager und Seitenwange vergrößert die Gefahr von Lagerschäden und seinen Folgen, da vertikale Stöße aus dem Gleis ungefedert bis zur Hauptfeder in der Längsmitte der Seitenwange geleitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vierachsiges Drehgestell der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welches unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Ausführungen bei möglichst einfacher Konstruktion gute Laufeigenschaften besitzt und insbesondere bei einer guten Bogenfühligkeit große Anlaufkräfte vermeidet.

Diese Aufgabe wird bei einem Drehgestell der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorzugsweise ist der Hauptlängsträger an seinen vier äußeren Enden über Federn am Querträger der H-Rahmen abgestützt.

Nach einem weiteren Merkmale der Erfindung sind die Achslager der Radachsen in gegenüber dem H-Rahmen gefederten Schwingen gefaßt, die als Leerwagenfederung wirken und im Belastungsfall den Kraftfluß vom Achslager über elastische Zwischenelemente zum H-Rahmen kurzschließen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Hauptlängsträger über Federelemente und in Wagenlängsachse mittig angeordneten Lenkern mit den H-Rahmen verbunden, so daß außer einem Federweg in senkrechter Richtung auch eine begrenzte Verdrehung der H-Rahmen allseitig zum Hauptlängsträger ermöglicht wird.

Das erfindungsgemäße Drehgestell ermöglicht eine selbsttätige Einstellung der in den H-Rahmen paarweise gelagerten Achsen auf den jeweiligen Schienenverlauf, so daß nicht nur große seitliche Anlaufstöße und Anschneidwinkel vermieden werden, sondern selbst bei Verwendung identischer Radsätze der Verschleiß sowohl an den Radsätzen als auch an den Schienen erheblich herabgesetzt wird.

Dies wird durch die begrenzte Beweglichkeit der H-Rahmen zueinander und zum Balancier erzielt, die sich infolge der erfindungsgemäß gestalteten Federelemente zwischen den H-Rahmen und dem Balancier und der erfindungsgemäßen Anlenkung der H-Rahmen am Hauptlängsträger um einen in der Längsmitte desselben liegenden Drehpunkt bewegen können. Dadurch ergibt sich eine, dem Beladungszustand angepaßte, radiale Einstellbarkeit der H-Rahmen mit den paarweise gelagerten Achsen zur Erzielung besonders guter Laufeigenschaften des Schienenfahrzeuges.

Zu diesem Zwecke sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die vier Enden des Hauptlängsträgers an den Querträgern der H-Rahmen über Federelemente oder Feder- und Dämpfungselemente und die beiden Wankabstützungen an ihren Enden, an den H-Rahmen ebenfalls über Federelemente, oder Feder- und Dämpfungselemente abgestützt.

Weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehgestelles dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht des Drehgestelles,

Fig. 2 eine Seitenansicht desselben, teilweise im Schnitt, und

Fig. 3 einen Kreuzriß desselben, ebenfalls teilweise im Schnitt.

Das Drehgestell besitzt einen sich in seiner Längsrichtung erstreckenden, die Drehpfanne 4 tragenden I-förmigen Hauptlängsträger 1, welcher aus einem Obergurt 2 und einem Untergurt 3 besteht, auf welchem der Obergurt 2 aufsitzt. Der Obergurt 2 trägt eine Drehpfanne 4 zur Aufnahme eines vom Wagenunterbau nach unten ragenden Tauchzapfens. Der Untergurt 3 besitzt an seinen beiden Längsenden Querträger 5, mit denen er gemeinsam den I-förmigen Hauptlängsträger 2 bildet . Dieser sitzt an den Enden des Querträgers 5 auf Sekundärfedern 6, die z. B. als Schichtfedern ausgebildet an ihrem oberen Ende in einem auf der Unterseite des Querträgers 5 angeordneten Topf 7 und mit ihrem unteren Ende in einem nach oben ragenden Topf 8 des Querträgers 9 eines H-förmigen Drehgestellrahmens 10, welcher an den Enden seines Querträgers 9 Arme 12, 13 bildet, von welchen je zwei aneinander gegenüber liegende Arme 12, 12′ bzw. 13, 13′ je eine Radachse 14 bzw. 15 mit Rädern 16, 16′ bzw. 17, 17′ lagern. Die Radachsen 14, 15 sind zu beiden Seiten über ein Achslager und einen Adapter in Schwingen 18, 19 gelagert, die jeweils um einen Schwingenbolzen 20 bzw. 21 um eine quer zur Laufrichtung gelegene Achse schwenkbar gelagert sind und unter dem Druck einer Blattfeder 22 stehen, welche in einem Bund 23 eingespannt ist und mit den Enden ihrer beiden Arme 24, 25 je eine Schwinge 18 bzw. 19 belastet. Die lotrechte Bewegung der beiden Arme 24, 25 der Blattfeder 22 ist jeweils durch einen Anschlag 26 begrenzt nach oben. Die Feder 22 gestaltet somit im Prinzip die sogenannte Primärfeder.

Am Untergurt 3 sind in der Quermittelachse entlang der Linien 27, 28 Querarme 35, 36 befestigt, z. B. angeschweißt, an deren Enden ein als Längsträger 31 ausgebildete Wankabstützung angeordnet ist, auf der sich der Wagenkasten 33 über eine Gegenplatte 32, eine Gleitplatte 29 und ein sphärisches Lagerstück 34 abstützt. Die Wankabstützung 31 bildet gegenüber der Gleitplatte 29 einen doppelarmigen Hebel und kann gegenüber dem Hauptlängsträger 1 um die lotrechte Mittelachse der Gleitplatte 29 drehbar gelagert sein. Die beiden Enden der als doppelarmiger Hebel ausgebildeten Wankabstützungen 31 stützen sich über einen topfförmigen Träger 37 und eine geeignete Feder 38, hier vorzugsweise eine Schichtfeder, in der Quermittenachse des H-Rahmens auf je einer Konsole 45 des H-Rahmens 10 ab. Als Ausführungsvariante kann der doppelarmige Hebel für die Wankabstützung als Blattfeder ausgebildet und in geeigneter Art mit je einer Konsole 45 des H-Rahmens 10 verbunden werden. Im Bereiche der Drehpfanne 4 ist zu beiden Seiten derselben in der Längsmittelebene des Drehgestelles je ein Lager 39 vorgesehen, in welchem ein Längslenker 40 mit seinem einen Ende um eine quer zur Fahrtrichtung gelegene Achse schwenkbar gelagert, während das andere Ende des Längslenkers 40 in einem Lager 41 des Querträgers 9 des H-Rahmens 10 ebenfalls um eine quer zur Laufrichtung gelegene Achse schwenkbar gelagert ist. Außerdem ist an den Enden des Hauptträgers 1 in der Längsmittelebene desselben ein Lager 43 vorgesehen, in welchem ein sich quer zur Fahrtrichtung erstreckender Lenker 42 um eine Längsachse gelagert ist, dessen anderes Ende in einem Lager 44 am H-Rahmen 10 um eine parallele Längsachse ebenfalls drehbar gelagert ist. Die Lenker 42 der beiden H-Rahmen 10 sind einander diametral angeordnet.

Die Lastabtragung erfolgt bei der erfindungsgemäßen Konstruktion in folgender Weise: Die von der Brücke des Wagenkastens 33 und von der Beladung herrührenden Kräfte werden auf die Radachsen 14, 15 über einen Balancier übertragen, welcher aus dem Hauptlängsträger 1 mit seinen beiden Armen 35, 36 und den Wankabstützungen 31 besteht. Hierbei teilt sich die Wagenlast im wesentlichen zu einer Hälfte auf die Drehpfanne 4 und zu je einem Viertel auf die beiden sphärischen Lagerstücke 34 auf. Die von der Drehpfanne 4 aufgenommene Kraft wird über den Hauptlängsträger 1 über die vier Sekundärfedern 6 auf die beiden H-Rahmen 10 übertragen.

Die horizontalen Kräfte in Wagenlängs- und Querrichtung werden über die Drehpfanne 4 auf den Hauptlängsträger 1 und von diesem zu beiden Seiten der Drehpfanne 4 über je einen Längs- und Querlenker 40 bzw. 42 auf jedes der beiden Teildrehgestelle übertragen.

Die Verteilung hin zu den Lastfederelementen erfolgt über den Hauptlängsträger 1 und die beiden Wankabstützungen 31 zu den von den beiden H-Rahmen 10 gebildeten Teildrehgestellen. Die Wankabstützungen 31 sind dabei mit dem Hauptlängsträger so verbunden, daß dessen Drehbewegungen um eine vertikale Achse direkt auf sie übertragen werden; die Gleitstücke sind der Höhe nach justierbar und sollen eine Reibungsdämpfung hinsichtlich diesen Drehbewegungen bewirken.

Der Leerwagenfederweg wird mittels eines Elastomerezwischenstück progressiv begrenzt. Dieses Zwischenstück, das zentrisch jeweils über dem Schnittpunkt jeder Achslagermitte mit der Radsatzlängsmitte angeordnet ist, übernimmt im Bedarfsfall anteilmäßig die Kraftübertragung von der Schwinge 18 bzw. 19 auf den H-Rahmen 10 und gewährleistet auch in diesem Fall einen lagerschonenden Stoßabbau. Die Übertragung der horizontalen Querkräfte von der Schwinge 18, 19 auf den H-Rahmen 10 erfolgt über je zwei Silentblöcke, die miteinander eine den gegebenen Raumverhältnissen angepaßte Lagerbasis bilden.

Claims (11)

1. Vierachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge, welches einen I-förmigen, zur Auflage des Wagenkastens mit einem Drehpfannelager versehenen Hauptlängsträger und zwei, jeweils zwei Radachsen lagernde H-Rahmen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagenkasten auf den beiden H-Rahmen (10) über einem Balancier aufsitzt, welcher aus dem I-förmigen Hauptlängsträger (1) und zwei zu beiden Seiten desselben verlaufenden, als doppelarmiger Längsträger ausgebildeten, mit dem Hauptlängsträger (1) verbundenen Wankabstützungen (31) besteht, welche auf den beiden H-Rahmen (10) über Federungen abgestützt sind, wobei der Hauptlängsträger (1) an seinen vier äußeren Enden über Federn (6) am Querträger (9) der H-Rahmen (10) abgestützt ist.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achslager der Radachsen (14) in gegenüber dem H-Rahmen (10) gefederten Schwingen (18, 19) gefaßt sind, die als Leerwagenfederung wirken und im Belastungsfall den Kraftfluß vom Achslager über elastische Zwischenelemente zum H-Rahmen (10) kurzschließen.

3. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptlängsträger (1) über Federelemente (6) und in Wagenlängsachse mittig angeordneten Lenkern (40) mit den H-Rahmen (10) verbunden ist.

4. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Enden des Hauptlängsträgers (1) an den Querträgern (9) der H-Rahmen (10) über Federelemente oder Feder- und Dämpfungselemente (6) und die beiden Wankabstützungen (31) an ihren Enden an den H-Rahmen (10) ebenfalls über Federelemente oder Feder- und Dämpfungselemente abgestützt sind.

5. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptlängsträger (1) aus einem in seiner Mitte eine Drehpfanne (4) tragenden Obergurt (2) und einem Untergurt (3) besteht, auf welchem der Obergurt brückenförmig aufsitzt.

6. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wankabstützungen (31) mit dem Untergurt (3) durch quer zur Laufrichtung des Drehgestelles laufende Arme (35, 36) verbunden sind.

7. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptlängsträger (1) an seinen Enden mittels Querlenkern (42) mit den Querträgern (9) der H-Rahmen (10) verbunden ist.

8. Drehgestell nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker einerseits im Längsrahmen und andererseits im Querträger (9) des H-Rahmens (10) gelenkig gelagert sind.

9. Drehgestell nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei benachbarten Schwingen (18, 19) durch Arme (24, 25) einer Blattfeder (22) belastet sind, welche in einem Bund (23) am H-Rahmen (10) festgespannt sind.

10. Drehgestell nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der lotrechten Bewegung der Arme (24, 25) der Blattfeder (22) durch einen Anschlag (26) begrenzt ist.

11. Drehgestell nach mindestens einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagenkasten (33) einerseits auf der Drehpfanne (4) des Hauptlängsträgers (1) und andererseits über je eine Gleitplatte (29) und einem sphärischen Lagerstück (34) an der Verbindungsstelle der Wankabstützung (31) am Untergurt (3) bzw. dessen Armen (35, 36) abgestützt ist.