DE3942235A1 - Laufwerk fuer schienengebundene fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufwerk für schienengebun­ dene Fahrzeuge, insbesondere Grubenwagen, mit unabhän­ gig voneinander drehbaren Rädern mit Spurkranz, bei welchem jedes Radlager um eine im wesentlichen verti­ kal durch den Radaufstandpunkt verlaufende Schwenk­ achse verschwenkbar ist und einander gegenüberliegen­ de Radlager paarweise durch mit Lenkungsdämpfern ver­ bundene Spurstangen verbunden sind und die Lenkung der Räderpaare durch zwischen den Rädern und den Schienen auftretende Profilkräfte erfolgt.

Derartige Laufwerke haben den besonderen Vorteil, daß sie auch bei großen Achsabständen enge Kurvenradien ermöglichen. Aus diesem Grunde sind derartige Laufwer­ ke insbesondere für Grubenwagen geeignet. Bei einem nach dem Stande der Technik (DE-OS 36 35 804) bekann­ ten Laufwerk der genannten Art erfolgt die Lenkung der Räder im wesentlichen durch die beim Kontakt zwi­ schen Spurkranz und Fahrschiene auftretenden Richtmo­ mente. Diese Art der Lenkung ist einerseits bei der Kurvenfahrt problematisch, weil die das Lenkmoment erzeugende Spurkranzberührung beim Einlauf des Rades in die Kurve plötzlich und ruckartig auftritt. Bei der Geradeausfahrt ergibt sich das Problem, daß sich die Räder ständig leicht schräg gegen die Fahrtrich­ tung stellen und daß dementsprechend die Spurkränze ständig an den Schienen reiben. Um diesem unerwünsch­ ten Effekt entgegen zu wirken, ist es aus der DE-OS 36 35 804 bekannt, die Spurstangen durch Rückstellfe­ dern in einer zentralen Steilung zu halten. Das hat natürlich den Nachteil, daß bei der Kurvenfahrt die Kräfte der Rückstellfedern überwunden werden müssen, so daß sich bei der Kurvenfahrt eine entsprechend stärkere Reibung zwischen den Schienen und den Spur­ kränzen ergibt.

Nach dem Stande der Technik (DE-OS 34 27 723) ist es auch bekannt, diese unerwünschten Effekte durch eine aktive Steuerung der Schrägbewegung der Räder aufzuhe­ ben. Eine solche aktive Steuerung der Räder bedeutet aber auch einen erheblichen Mehraufwand für die erfor­ derliche Steuerungstechnik.

Nach dem Stande der Technik sind schließlich auch als Drehgestelle ausgebildete Laufwerke für schienengebun­ dene Fahrzeuge bekannt, die mit starren Radsätzen versehen sind und eine gute Kurvengängigkeit sowie gute Geradlaufeigenschaften haben. Solche Drehge­ stelle benötigen jedoch viel Bauraum in der Höhe und haben ein großes Gewicht. Sie kommen aus räumlichen und aus Kostengründen insbesondere für leichte Gruben­ wagen nicht in Frage.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Fahrwerk der ein­ gangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ohne wesentlichen Mehraufwand sowohl bei der Kur­ venfahrt als auch bei der Geradeausfahrt eine einwand­ freie Lenkung ausschließlich durch die zwischen den Rädern und den Fahrschienen auftretenden Profilkräfte erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus­ gehend vom Laufwerk der eingangs genannten Art vor, daß die Laufflächen der Räder jeweils ein flach ge­ neigtes Kegelprofil aufweisen und daß jeweils im Über­ gangsbereich zwischen der Lauffläche und dem Spur­ kranz eine konkave Hohlkehle ausgebildet ist, deren Krümmungsradius von der Lauffläche zum Spurkranz hin allmählich abnimmt und die tangential in die Lauff­ läche einmündet.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Profilgebung der Laufflächen der Räder wirken die lenkenden Profil­ kräfte bereits bei der Geradeausfahrt und verstärken sich beim Einlauf in eine Kurve allmählich. Infolge­ dessen ergibt sich sowohl bei der Geradeausfahrt als auch bei der Kurvenfahrt ein besonders ruhiger und reibungsarmer Lauf.

Nach dem Stand der Technik sind vergleichbare Lauf­ flächenprofile zwar als sogenannte Verschleißprofile im Zusammenhang mit Laufwerken mit starren Radsätzen bekannt. Dort bewirken die unterschiedlichen Abrollra­ dien der drehfest miteinander verbundene Räder be­ stimmte Lenkeffekte auf den Radsatz. Demgegenüber be­ ruht der Lenkeffekt beim Fahrwerk gemäß der Erfindung ausschließlich auf zwischen dem Rad und der Schiene auftretenden Profilkräften, die ein allmählich zuneh­ mendes Lenkmoment in Bezug auf die Schwenkachse des Rades erzeugen.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Lauffläche im äußeren Bereich eine stär­ kere Kegelneigung als im mittleren Bereich hat. Hier­ durch ergibt sich im mittleren Bereich eine verhält­ nismäßig schmale Berührungszone, wodurch der dem Lenk­ moment entgegenwirkende Widerstand vermindert wird.

Zweckmäßig sind weiterhin die Radlager an den Enden eines Achskörpers gelagert, an dessen Mittelabschnitt der auf der Spurstange angeordnete Lenkungsdämpfer in Fahrtrichtung verschiebbar abgestützt ist. Diese Aus­ bildung und Anordnung des Lenkungsdämpfers ermöglicht eine besonders leichte Beweglichkeit der Spurstange und der mit der Spurstange verbundenen Radlager, ohne den Dämpfungseffekt zu beeinträchtigen.

Zweckmäßig sind dabei der Lenkungsdämpfer und die Spurstange höher als der Achskörper angeordnet. Eine derartige Anordnung ist insbesondere bei Grubenwagen wichtig, weil auf diese Weise der relativ empfind­ liche Lenkungsdämpfer, dessen Verlagerung und die Spurstange außerhalb vom Einwirkungsbereich von zwi­ schen den Schienen befindlichen Hindernissen angeord­ net sind. Solche Hindernisse sind bei Grubenwagen insbesondere die an Ladestellen oder am Schacht be­ findlichen Verhol- oder Bremszylinder, die mit beson­ ders gestalteten Klauen an den Achskörpern der Wagen angreifen.

Zur weiteren Verbesserung der Laufeigenschaften des Laufwerkes gemäß der Erfindung können die Achskörper beweglich an dem Wagenkasten gelagert sein und über Gummifederelemente an dem Wagenkasten abgestützt sein. Eine solche Federung hält in bekannter Weise einen Teil der Massenträgheitskräfte des Wagenkastens von dem eigentlichen Laufwerk fern, so daß die erfin­ dungsgemäß angestrebte sanfte Lenkung der schwenkba­ ren Räder ausschließlich durch die Profilkräfte weit­ gehend ungestört zur Wirkung kommen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen­ den anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Laufwerk gemäß der Erfin­ dung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 1;

Fig. 3 das Profil der Laufflächen der Räder im Detail;

Fig. 4, 5, 6 einen Grubenwagen mit einem Laufwerk gemäß der Erfindung in Seitenansicht, Draufsicht und Stirnansicht;

Fig. 7 eine Ausführungsform des Lauf­ werkes gemäß der Erfindung mit Federung.

In Fig. 1 ist der sich etwa über die Fahrzeugbreite erstreckende Achskörper mit dem Bezugszeichen 1 be­ zeichnet. An beiden Enden des Achskörpers 1 sind ballige Lager 2 vorgesehen, an welchen die Radlager 3 um im wesentlichen senkrecht und durch die Radauf­ standpunkte verlaufende Schwenkachsen 4 verschwenkbar gelagert sind. Die Radlager 4 sind an ihrem Außenum­ fang mit Wälzlagern 5 versehen, an denen die Räder 6 drehbar gelagert sind. Die Räder 6 stehen in her­ kömmlicher Weise auf Schienen 7 mit Vignol-Profil.

Die an beiden Enden des Achskörpers 1 gelagerten Rad­ lager 3 sind untereinander über Spurhebel 8, Spurstan­ gengelenke 9 und eine Spurstange 10 verbunden. Die gesamte Spurstangenanordnung ist in der Zeichnung in einer in Bezug auf die Längsachse des Achskörpers 1 um 90° verdrehten Stellung dargestellt. Die Spur­ stange 10 verläuft durch einen Lenkungsdämpfer 11, der über eine Gelenkkugel 12 in einer am Mittelab­ schnitt des Achskörpers 1 befindlichen Führung 13 in Fahrtrichtung verschiebbar geführt ist. Wie insbeson­ dere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Spurstange 10 zusammen mit dem daran befindlichen Lenkungs­ dämpfer 11 oberhalb des Achskörpers 1 angeordnet, so daß sie nicht von zwischen den Schienen 7 befind­ lichen Hindernissen wie z. B. den Mitnehmer einer Verhol- oder Bremseinrichtung beschädigt werden kön­ nen.

Fig. 3 zeigt die Radprofilierung im Detail. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist die Lauffläche des Rades einen äußeren Bereich 14 auf, der eine verhält­ nismäßig starke Kegelneigung, beispielsweise 1 : 20 aufweist. Im sich anschließenden mittleren Bereich 15 beträgt die Kegelneigung der Lauffläche demgegenüber nur 1 : 40. An diesen mittleren Bereich 15 schließt sich eine konkave Hohlkehle 16 an, die allmählich in den Spurkranz 17 übergeht. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, nimmt der Krümmungsradius der Hohlkehle 16 von der Lauffläche zum Flansch 17 hin allmählich ab und mündet tangential in die Lauffläche ein. Diese beson­ dere Laufflächengestaltung bewirkt an den schwenk­ baren Losrädern des Laufwerkes gemäß der Erfindung die angestrebten, eingangs erläuterten Lenkeffekte.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen, wie die Laufwerke gemäß der Erfindung beispielsweise an einem Grubenwagen 18 angebracht werden können, der trotz seines extrem großen Achsabstandes sehr enge Kurven durchfahren kann.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, kann der Achskörper 1 in vertikaler Richtung beweglich an den Wagenkasten 18 befestigt sein und an diesem mittels Gummifederele­ mente 19 abgestützt sein. Eine solche Federung ver­ bessert die günstigen Laufeigenschaften des Laufwer­ kes gemäß der Erfindung noch weiter.

Claims (5)

1. Laufwerk für schienengebundene Fahr­ zeuge, insbesondere Grubenwagen, mit unabhängig von­ einander drehbaren Rädern mit Spurkranz, bei welchem jedes Radlager um eine im wesentlichen vertikal durch den Radaufstandpunkt verlaufende Schwenkachse ver­ schwenkbar ist und einander gegenüberliegende Radla­ ger paarweise durch mit Lenkungsdämpfern versehene Spurstangen verbunden sind und die Lenkung der Räder­ paare durch zwischen den Rädern und den Schienen auftretende Profilkräfte erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen (14, 15) der Räder (6) jeweils ein flach gelagertes Kegelprofil aufweisen und daß jeweils im Übergangsbereich zwischen der Lauffläche (14, 15) und dem Spurkranz (17) eine konkave Hohlkeh­ le (16) ausgebildet ist, deren Krümmungsradius von der Lauffläche (14, 15) zum Spurkranz (17) hin allmäh­ lich abnimmt und die tangential in die Laufflächen einmündet.

2. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Laufflächen der Räder (6) im äußeren Bereich eine stärkere Kegelneigung als im mittleren Bereich haben.

3. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Radlager (3) an den Enden eines Achskörpers (1) gelagert sind, an dessen Mittelab­ schnitt der auf der Spurstange (10) angeordnete Len­ kungsdämpfer (11) in Fahrtrichtung verschiebbar abge­ stützt ist.

4. Laufwerk nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lenkungsdämpfer (11) und die Spurstange (10) höher als der Achskörper (1) angeord­ net sind.

5. Laufwerk nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achskörper (1) be­ weglich an dem Wagenkasten (18) gelagert sind und über Gummifederelemente (19) an dem Wagenkasten (18) abgestützt sind.