DE4134597C1

DE4134597C1 -

Info

Publication number: DE4134597C1
Application number: DE4134597A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 5970 Plettenberg De Irle
Original assignee: Krupp Bruninghaus GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2011-10-19
Also published as: US5295444A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrachslaufwerk für Schienenfahrzeuge

a) mit zwei längslaufenden Seitenwangen, in denen die Achsen gelagert sind, und
b) mit zwischen zwei Achsen achsparallel angeordneten Querverbindungs mittel, die an die Seitenwangen angeschlossen sind, wobei
c) die Seitenwangen und die Querverbindungsmittel einen Laufwerksrahmen bilden, der einen aufsetzbaren Fahrzeugrahmen abgefedert trägt.

Die Erfindung geht dabei von einem durch die EP 00 09 726 B1 bekannten, als Doppelachslaufwerk ausgebildeten Mehrachslaufwerk aus, bei dem als Querverbindungsmittel sowohl zwischen wie auch vor den Achsen angeordnete, an den Seitenwangen befestigte Querstäbe vorgesehen sind und ein geschlossener Laufwerksrahmen gebildet ist. Weiterhin ist das Laufwerk über Blatttragfedern und Schakengehänge aufgehängt, wobei die Last in den durch die beiden starren, regelmäßig in Stahlgußkonstruktion hergestellten Seitenwangen bestimmten Ebenen, in der die Achslager liegen, übertragen wird. Die Querverbindungsmittel sind an der Lastübertragung nicht beteiligt, sie stellen lediglich in Achsrichtung eine starre Verbindung der Seitenwangen sicher.

Auch bei der gattungsfernen Gestaltung eines Drehgestells für Schienen fahrzeuge nach der EP 00 31 008 A1 erfolgt die Einleitung der aus der Auflast resultierenden Kräfte ähnlich, nämlich zwischen den beiden Lagern jeder Seite, wobei hier allerdings ein in den Laufwerksrahmen integrierter achsparalleler, zentraler Querträger die Auflast unmittelbar trägt. Seitenwangen im Sinne der Gattung der Erfindung fehlen hier; vielmehr geht der Querträger aus faser verstärktem Kunststoff in vier Federarme über, die die Achsen abfedern. Es liegt ein H-förmiger Fahrgestellrahmen und insgesamt eine Konstruktion vor, die auf die bewährten gegossenen Seitenwangen verzichtet und einige zusätzliche Sekundärmaßnahmen erfordert, um zu einem Leichtbau-Laufwerk zu kommen.

Leichtbau-Konstruktionen sind für schwere, lange Eisenbahnwaggons, mit denen sich die Erfindung in erster Linie befaßt, wenig geeignet und nicht robust genug, um auch den Betriebsbedingungen bei schlechten, d. h. unebenen, Schienensträngen zu genügen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mehrachslaufwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, das für lange, schwere, im Gütertransport auch für Massenschüttgüter eingesetzte Waggons geeignet ist, im Aufbau robust und in Herstellung und Montage einfach aber flexibel genug ist, um Gleisunebenheiten folgen zu kön nen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den Merkmalen im Kennzeichenteil des Patent anspruchs 1 möglich.

Auf Ausgestaltungen der Erfindung nach den Unteransprüchen wird ver wiesen.

Bei einem solchen erfindungsgemäß ausgebildeten Mehrachslaufwerk werden, von Ausnahmen abgesehen, wie bei dem durch die gattungsbildende Schrift bekannten Laufwerk weitere, nicht an der Traglastaufnahme beteiligte Querverbindungsmittel zusätzlich vorgesehen. Nach Patentanspruch 2 dadurch, daß die Seitenwangen über mindestens ein zwischen den Achsen liegendes zusätzliches verwindungsfähiges Distanzelement in achsparalleler Richtung starr, ansonsten verwindungsweich miteinander verbunden sind. Da die Traglast zumindest im wesentlichen über die Querblattfeder übertragen wird, muß diese hinreichend hart sein und sollte auch einen deutlichen Beitrag zur Dämpfung von beim Fahrbetrieb auftretenden Schwingungen leisten. Diese Forderung erfüllt besonders die Ausgestaltung nach Patentanspruch 3, die vorsieht, daß die Querblattfeder aus mehreren Lagen nebeneinander liegender Einzelfedern besteht. Damit rücken die Einzelfedern bezüglich ihrer Dimensionierung auch in den Bereich des für vorhandene Feder-Fertigungslinien Üblichen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 4 hat zum Gegenstand, daß

a) die Einzelfedern der oberen Lage zur Übertragung von Querkräften von der Querblattfeder auf das Unterteil der Drehpfanne mit dem Unterteil entsprechend formschlüssig verbunden sind,
b) zur Übertragung von Beschleunigungs- und Bremskräften das Unter teil der Drehpfanne einen nach unten gerichteten, bis zur unteren Lage reichenden vorderen Ansatz und einen entsprechenden hinteren Ansatz aufweist und die beiden Ansätze die Einzelfedern in ihrem Mittelbereich - in Laufrichtung gesehen - zusammenhalten,
c) zur Übertragung von Querkräften von der Querblattfeder auf die Seitenwangen die Enden der Querblattfeder in den Seitenwangen begrenzt bewegbar gelagert sind, und daß
d) zur Übertragung von Beschleunigungs- und Bremskräften die Enden aller Einzelfedern mit geringem Spiel zwischen jeweils zwei Anschlägen liegen.

Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht den Bau eines Mehrachslaufwerks, bei dem die Einzelfedern der Querblattfedern in den Seitenwangen allein durch die Tragmulden und in diesen durch gegenseitige Abstützung horizontal fixiert sind und in der Mitte durch das Unterteil der Drehpfanne und unter Wirkung der Auflast zusammengehalten werden, was den Zusammenbau dieser federbundfreien Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besonders vereinfacht.

Die Ausführung nach Patentanspruch 5 sieht vor, daß die Enden aller Einzelfedern jeweils zu einem nach oben offenen trogförmigen Segment geformt sind, das in einer entsprechenden Tragmulde der zugeordneten Seitenwange liegt. Die so ineinander liegenden Schalen übertragen die Querkräfte und geben der Querblattfeder bzw. ihren Einzelfedern die nötige Bewegungsfreiheit.

Der vorstehenden Ausführung entgegengesetzt ist die Konstruktion nach Patentanspruch 6, bei der die Enden aller Einzelfedern jeweils eine nach unten offene, trogförmige Mulde bilden, die auf einem Tragbolzen der zugeordneten Seitenwange ruht.

Die Enden der Querblattfeder können aber auch gemäß Patentanspruch 7 mit einem Federauge versehen sein, das am unteren Ende einer quer zur Fahrtrichtung an der Seitenwange schwenkbar aufgehängten Schake gelenkig befestigt ist.

Zweckmäßigerweise werden für die Einzelfedern der Querblattfeder entsprechend Patentanspruch 8 Einzelfedern in Form von Parabelfedern verwendet, so daß auch die Querblattfeder selbst in etwa einer Parabelfeder ist.

Schließlich sieht Patantanspruch 9 vor, daß mindestens zwei Lagen von zwei bis vier nebeneinanderliegenden Einzelfedern vorgesehen, und nach Patentanspruch 10, daß alle Einzelfedern untereinander baugleiche Parabelfedern sind.

Bei Eisenbahnwaggons mit hohen Aufbauten, d. h. mit einem hohen Schwerpunkt, ist die Ausführung der Erfindung nach Patentanspruch 11 besonders vorteilhaft, die ein Mehrachslaufwerk betrifft, bei dem zwischen den Seitenwangen und dem Fahrzeugrahmen jeweils eine parallel zur Seitenwange liegende Blattfeder angeordnet ist, die mit einem Blattfederende an einem Gleitstück des Fahrzeugrahmens anliegt. Diese beiden Blattfedern können eine Doppelfunktion ausüben,, indem sie einmal zur Stabilisierung des Wankverhaltens beitragen, zum anderen aber bei instabilem Laufverhalten durch Reibung stabilisieren und auch eine gewisse Dämpfungswirkung entfalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Doppelachslaufwerk in der Draufsicht

Fig. 2 eine Seitenansicht des Laufwerkes nach Fig. 1, teilweise in der Längsmittelebene aufgeschnitten

Fig. 3 eine weitere, in der Achslagerebene teilweise aufgeschnittene Seitenansicht

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Mehrachslaufwerk eines Eisen bahnwaggons

Fig. 5 eine Ausgestaltung der Endenlagerung der Querblattfeder

Fig. 6 eine weitere Ausgestaltung der Endenlagerung der Querblatt feder

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Doppelachslaufwerkes mit einer zu sätzlichen Blattfeder zwischen Seitenwange und Fahrzeug rahmen.

Fig. 1 zeigt in der Draufsicht ein Mehrachslaufwerk für Schienen fahrzeuge, nämlich ein Doppelachslaufwerk mit zwei längslaufenden, in Stahlguß hergestellten Seitenwangen mit zwei Radsätzen 3 und 4. Die Achse 5 mit den Rädern 6 und die Achse 7 mit den Rädern 8 sind in den Seitenwangen 1 und 2 gelagert.

Traglastübertragendes Querverbindungsmittel der beiden Seitenwangen 1 und 2 ist eine kräftige Querblattfeder 9, die das Unterteil 10 einer Drehpfanne trägt. Zur Übertragung von Querkräften auf die Querblattfeder 9 sind an dem Unterteil 10 der Drehpfanne Bolzen 11 vorgesehen. Die Enden der Querblattfeder 9 liegen zwischen jeweils zwei An schlägen 12 der Seitenwangen 1 und 2.

Als zusätzliche Sicherungen sind sechs Stabilisatoren 13 vorgesehen.

Die Querblattfeder 9 besteht aus Einzelfedern 14, 15 und 16, sowie - wie Fig. 2 und Fig. 3 ausweisen - weiteren Einzelfedern 17, 18 und 19. Die Querblattfeder 9 besteht somit aus einer oberen Lage mit den Einzelfedern 14, 15 und 16 und einer unteren Lage mit den Einzelfedern 17, 18 und 19. In Fig. 2 sind die Einzelfedern 14 bis 19 im Mittelbereich geschnitten, wobei erkennbar wird, daß die in das Unterteil 10 eine Drehpfanne eingelassenen Bolzen 11 in entsprechende Löcher in der oberen Lage der Einzelfedern 14 bis 16 greifen.

In Fig. 3 sind die Einzelfedern 14, 16, 18 und 19 im Bereich der Seitenwange 1 angeschnitten. Die unterschiedlichen Federblattdicken in Fig. 2 zu Fig. 3 deuten hier schon an, daß die Einzelfedern 14 bis 19 Parabelfederblätter sein sollen.

Weiterhin sind in den Fig. 2 und 3 Lageranordnungen 20 und 21 zur Lagerung der beiden Radsätze 3 und 4 in der Seitenwange 1 gezeich net.

Die Einzelfedern 14 bis 19 der Querblattfeder 9 werden in ihrem Mittel bereich in Fahrtrichtung im wesentlichen durch das Unterteil 10 der Drehpfanne zusammengehalten, das hierfür und zur Übertragung von Beschleunigungs- und Bremskräften einen nach unten gerichteten, bis zur unteren Lage reichenden vorderen Ansatz 22 und einen entsprechenden hinteren Ansatz 23 aufweist.

Schraub- oder Schweißverbindungen sind nicht vorgesehen, die Auflast eines Traggestelles hält alles zusammen.

Schließlich zeigen die Fig. 2 und 3 ein - aus zwei parallelen Platten bestehendes - verwindungsfähiges Distanzelement 24, das die Seitenwangen 1 und 2 in achsparalleler Richtung stärkt, ansonsten verwindungsweich miteinander verbindet. Diese Distanzelemente 24 sind aber nicht erforderlich, um die Funktionsfähigkeit des Mehrachslaufwerkes herzustellen. Sie werden lediglich für eine später noch beschriebene Sonderform gebracht.

Die Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 befassen sich im wesentlichen mit der Lagerung der Enden der Querblattfeder 9 in den Seitenwangen 1 und 2.

So zeigt Fig. 4, daß die Enden aller Einzelfedern 14 bis 19, zu sehen sind die Einzelfedern 16 und 19, jeweils zu einem oben offenen trog förmigen Segment 25 geformt sind, das in einer entsprechend geformten Tragmulde 26 der zugeordneten Seitenwange 1 bzw. 2 liegt. In der Praxis werden aus anderen Laufwerkskonstruktionen stammende gegossene Seitenwangen verwendet, die häufig derartige Tragmulden haben und es werden dann die Enden der Querblattfeder 9 den vorhandenen Tragmulden entsprechend angepaßt.

Fig. 4 zeigt weiterhin die zwischen einem gestrichelt angedeuteten Fahrzeugrahmen 27 und der Querblattfeder 9 eingesetzten Stabilisatoren 13 sowie das in das Unterteil 10 greifende Oberteil 28 der Dreh pfanne.

In Fig. 5 sind die Enden aller Einzelfedern 14 bis 19, zu sehen sind die Einzelfedern 16 und 19, jeweils zu einer nach unten offenen, trogförmigen Mulde 29 gebildet, die auf einem Tragbolzen 30 der zu geordneten Seitenwange 1, 2 ruht. Der Tragbolzen 30 liegt wieder in einer Tragmulde 26 der Seitenwange 1. Weiterhin ist hier zur Abfederung der Querkräfte und zur Zentrierung der Querblattfeder 9 nach erfolgter Auslenkung ein Queranschlag 31 aus beispielsweise einem harten Elastomer vorgesehen.

Die in Fig. 6 dargestellte Sonderform der Seitenbefestigung der Querblattfeder 9, die eines zusätzlichen Distanzelementes 24 bedarf, sieht am Ende der Querblattfeder 9, nämlich am Ende der Einzelfedern 17, 18 und 19, wovon die Einzelfeder 19 zu sehen ist, ein Federauge 32 vor, das um einen Haltebolzen 33 eine Schake 34 gelegt ist. Die Schake 34 ist um einen weiteren Bolzen 35 an der Seitenwange 1 schwenkbar.

Das in Fig. 7 dargestellte Doppelachslaufwerk hat zur Stabilisierung zusätzlich eine Blattfeder 36, die einseitig mit einem Auge 37 ver sehen ist, das schwenkbar um einen Bolzen 38 des Fahrzeugrahmens 27 liegt. Die Blattfeder 36 ist vorgespannt und liegt einmal in Fahrtrichtung verschiebbar auf einem Gleitelement 39 der Seitenwange 1 auf, zum anderen liegt das freie Blattfederende 40 an einem Gleitstück 41 des Fahrzeugrahmens 27 an. Eine strichpunktierte Linie 42 deutet eine Schiene an.

Claims

1. Mehrachslaufwerk für Schienenfahrzeuge

dadurch gekennzeichnet, daß

d) als traglastübertragendes Querverbindungsmittel eine aus mehreren Federblättern (Einzelfedern 14 bis 19) bestehende Querblattfeder (9) vorgesehen ist,
e) die in ihrem Mittelbereich das Unterteil (10) einer Drehpfanne zum Anschluß des Fahrzeugrahmens (26) trägt und
f) die mit ihren Enden in den Seitenwangen (1 bzw. 2) gelagert ist.

2. Mehrachslaufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwangen (1 bzw. 2) über mindestens ein zwischen den Achsen liegendes zusätzliches verwindungsfähiges Distanzelement (24) in achsparalleler Richtung starr, ansonsten verwindungsweich miteinander verbunden sind.

3. Mehrachslaufwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querblattfeder (9) aus mehreren Lagen nebeneinander liegender Einzelfedern (14, 15 und 16 bzw. 17, 18 und 19) besteht.

4. Mehrachslaufwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Einzelfedern (14, 15 und 16) der oberen Lage zur Übertragung von Querkräften von der Querblattfeder (9) auf das Unterteil (10) der Drehpfanne mit dem Unterteil (10) entsprechend formschlüssig verbunden sind,
b) zur Übertragung von Beschleunigungs- und Bremskräften das Unterteil (10) der Drehpfanne einen nach unten gerichteten, bis zur unteren Lage reichenden vorderen Ansatz (22) und einen entsprechenden hinteren Ansatz (23) aufweist und die beiden Ansätze (22 und 23) die Einzelfedern (14 bis 19) in ihrem Mittelbereich zusammenhalten,
c) zur Übertragung von Querkräften von der Querblattfeder (9) auf die Seitenwangen (1 und 2) die Enden der Querblattfeder (9) in den Sei tenwangen begrenzt bewegbar gelagert sind, und daß
d) zur Übertragung von Beschleunigungs- und Bremskräften die Enden aller Einzelfedern zwischen jeweils zwei Anschlägen (12) lie gen.

5. Mehrachslaufwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden aller Einzelfedern (14 bis 19) jeweils zu einem nach oben offenen trogförmigen Segment (25) geformt sind, das in einer ent sprechenden Tragmulde (26) der zugeordneten Seitenwange (1 bzw. 2) liegt.

6. Mehrachslaufwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden aller Einzelfedern (14 bis 19) jeweils eine nach unten offene, trogförmige Mulde (29) bilden, die auf einem Tragbolzen (30) der zugeordneten Seitenwange (1 bzw. 2) ruht.

7. Mehrachslaufwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querblattfeder (9) jeweils am Ende mit einem Federauge (32) versehen ist, das am unteren Ende einer quer zur Fahrtrichtung an der Seitenwange (1 bzw. 2) schwenkbaren Schake (34) gelenkig befestigt ist.

8. Mehrachslaufwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfedern (14 bis 19) der Querblattfeder (9) Parabelfedern sind.

9. Mehrachslaufwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Lagen von zwei bis vier nebeneinanderliegenden Einzelfedern vorgesehen sind.

10. Mehrachslaufwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Einzelfedern (14 bis 19) untereinander baugleiche Parabelfedern sind.

11. Mehrachslaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenwangen (1 und 2) und dem Fahrzeugrahmen (27) jeweils eine parallel zur Seitenwange liegende Blattfeder (36) angeordnet ist, die mit einem Blattfederende (40) an einem Gleit stück (41) des Fahrzeugrahmens (27) anliegt.