DE7121742U - Drehgestell fuer schienenfahrzeuge insbesondere fuer eisenbahn-gueterwagen - Google Patents

Description

DIPL.-CHEM. DR. ELISABETH JUNG 8 MÖNCHEN 23.

DIPL.-CHEM. DR. VOLKER VOSSIUS S|™,^{SE 3}°

DIPL-PHYS. DR. JÜRGEN SCHIRDEWAHN I^Eh^E?^RA"^M-*^DRESSE! 'nvent/monchen

TELEX 5~29686

PATENTANWÄLTE

u.Z.: G o54 M +a (Dr.S./Lo.) H. Juni I971

SCHWEIZERISCHE ALUMIIIIUM AG Chippis /Schweiz

Drehgestell für Schienenfalirzeuge, insbesondere für Eisenbahn-Güterwagen

Priorität: 5. Juni 197o; Schweiz;
Anmeldenummer: 845*1/70

Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Eisenbahn-Güterwagen.

Die meist verwendeten Drehgestelle weisen einen Rahmen mit Quer-träger zi*r Aufnahme des Wagenaufbaus auf. in viel-

chem Rahmen die Räderpaare in Kulissenführungen nur vertikal federnd gelagert sind. Es ist auch ein Drehgestell vorgeschlagen worden, bei dpm längs angeordnete Schwinghebel zur Führung der Achsen dienen, welche Hebel am Drehgestellrahmen in Gummibüchsen gelagert sind und an den Enden von Torsionsstäben sitzen, die in der Drehgestellmitte einstellbar verankert sind, zum Zweck, die Schwinghebel in ihrer Höhenlage einstellen zu können. Bei beiden erwähnten Arten von Drehgestellen findet eine Abfederung seitlicher Stösse Jedoch nicht statt, was im Hinblick auf die Laufeigenschaften und den Spurkranzverschleiss des Drehgestells nachteilig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehgestell zu schaffen, bei dem die durch Schwingarme geführten Räder-

paare auch die seitlichen Stösse federnd aufnehmen und bei dem sich ferner die Lage der Radachsen beim Durchfahren von Kurven den momenta.'. aui tretenden Fahrbedingungen anpassen.

Das erfindungsgemässe Drehgestell, bei dem die Räderpaare durch Schwingarme geführt sind, kennzeichnet sich dadurch, dass die Schwingarme sowohl rait dem Querträger wie auch mit den Räderachsen kugelgelenkartig verbunden sind, derart dass sie sowoh3 in vertikaler wie auch in horizontaler Richtung Pendelbewegungen ausführen können, wobei sowohl in vertikaler wie auch iri horizontaler Richtung eine entsprechende Federung der Schwingarme vorgesehen ist. Dabei erfolgt vorzugsweise die kugeIgeienkartige Verbindung zwischen Schwingarmen und Querträger durch Gelenklager, diejenige zwischen Schwingarmen und Räderachsen durch Pendelrollenlager. .. .

Für die Federung in horizontaler Richtung werden mit Vorteil Federstäbe verwendet, die im wesentlichen parallel zuti Querträger verlaufen und im Bereich ihres einen Eides in den Schwingarmen verdrehfest eingespannt sind, und zwar vorzugsweise an deren gelagerten Enden. An ihrem anderen Ende können die Federstäbe mittelbar oder unmittelbar am Querträger festgemacht sein. Eine einfache Lösung besteht darin, dass die Federstäbe mit je einem Ende in je einem Schwingarm eines Räderpaares befestigt sind. Zusätzlich können die Federstäbe an ihren eingespannten Enden als Schwing-

achsen für die Schwingarme ausgebildet sein und im Gelenklager oder dgl. gelagert sein.

Für die Federung der Schwingarme in vertikaler Richtung kommen in an sich bekannter Weise Blatt- oder Spriralfeder in Betracht.

Bei einem solchen Drehgestell werden die infolge von Unebenheiten oder Fahrtrichtungsänderungen an den Räderpaaren auftretenden Stösse oder Querkräfte von den Aufhängungen der Räderpaare selbst federnd aufgenonunen und nicht unmittelbar auf den·Drehgestellquerträger übertragen, womit ein nahezu erschütterungsfreier Lauf gewährleistet ist.

In einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemässen Drehgestells liegt die durch die Schwingachsen hindurchgehende Ebene oberhalb der durch die Achsen beider Räderpaare hindurchgehenden Ebene. Durch diese Anordnung wird der wesentliche Vorteil erzielt, dass sich beim Durchfahren von Kurven der Radabstand auf der äusseren, durch die Fliehkraft stärker belasteten Seite des Drehgestells vergrössert und auf der gegenüberliegenden Seite verkleinert, und sich also die Räderpaare der Kurvenführung anpassen.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemässen Drehgestells kann vorgesehen sein, dass die Federstäbe in der Mitte zwischen den Gelenklagem verdrehfest gehalten und vorteilhafterweise der Halterung gleitbar geführt sind, und zwar je-

weils etwa in der durch die Schwingachsen und durch die Achsen der diesen jeweils zugeordneten, in Normallage befindlichen Räderpaare hindurchgehenden Ebene. Bei dieser Ausführungsform können die auch als Torsionsfedern ausgebildeten Federstäbe zusätzlich das Fahrzeuggewicht und die in Vertikalrichtung auftretenden Stösse aufnehmen.

Nachfolgend werden zwel^Ausf ührungsbeispiele ..des. Erfindungsgegenstandes anhand schematischer Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen

• »

Fig. 1 : das Drehgestell in einer ersten Ausführungsform in Seitenansicht,

Fig. 2 : das Drehgestell nach Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. J5 : einen Querschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1,

Fig. 4 : eine schematische Darstellung des Drehgestells beim Durchfahren einer Kurve,

Fig. 5 : eine Teilansicht des Drehgestells in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 6 : einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 5. ., . . .

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Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Drehgestell weist einen Querträger 1 mit angebrachten Rahmen 2 zur Aufnahme " der nicht dargestellten Hilfsvorrichtungen, z.B. der Bremsvorrichtungen auf. Der Querträger 1 ist ferner mit einer Kugeldrehpfanne 5 versehen zur Aufnahme und Abstützung des Wagenaufbaus. Zur Aufnahme der Laufräderpaare k dienen Schwingarme 5» die mit ihrem einen Ende am Querträger I, wie nachstehend an Hand von Fig. 3 im Einzelnen beschrieben, befestigt und an ihrem anderen Ende als Lagergehäuse 6 ausgebildet sind, in denen Pendelrollenlager 7 angeordnet sind, die zur Lagerung der Achsen 8 der Räderpaare dienen.

Zur Abfecerung des Drehgestells in vertikaler Richtung dienen Blattfedern 9, deren Federbund 10 jeweils an den Enden des Querträgers 1 mit Gewindebolzen 11 befestigt sind. Die Enden der Blattfedern 9 stehen über Pendel 12 mit den Schwingarmen 5 in Verbindung.

Die beiden Schwingarme einer Drehgestellseite sind jeweils durch ein lose hängendes Drahtseil IjJ verbunden, das bei einem Bruch der Blattfeder 9 als Notfederung dient. Dabei senkt sich der Drehgestellrahmen so weit ab, bis das Drahtseil I^ gestreckt ist und die Last aufnimmt.

Wie in Fig. 3 im Detail gezeigt -sind die den Achsenlagergehäusen 6 abgewandten Enden der Schwingarme 5 jeweils eines

Räderpaares gabelförmig ausgebildet und durch einen, mit seinen Enden in Bohrungen der Schwingarme gelagerten, parallel zum Querträger 1 verlaufenden Federstab 14 von rechteckigem Querschnitt miteinander verbunden, der gleichzeitig zur gelenkigen Verbindung der Schwingarme mit den an den Enden des Querträgers angeordneten Lagerböcken 15 dient. Die Federstäbe 14 sind in diesen Lagerböcken 15 ' ^Wi montierten Gelenklagern· l6 drehbar gelagert. Letzere be stehen aus einem inneren Lagerring I7 mit kugelig ausgebil deter äusserer Lagerfläche und einem auf diesem gelagerten äusseren Lagerring l8 mit kugeliger, innerer Lagerfläche. Die Federstäbe 14 werden von Federringen I9 in ihrer achsialen Lage gehalten und sind mittels eines Keiles 20 gegen Verdrehung relativ zu den Schwingarmen gesichert. Es ergeben sich daraus die parallel zur Querachse des Drehgestelle verlaufenden Schwingachsen um welche beide Räder-

paare federnd schwenkbar sind. Dabei liegt die durch die Schwingachsen beider Räderpaare hindurchgehende Ebene in vertikalem Abstand über der durch die Achsen beider Räderpaare Ί hindurchgehenden Ebene und im wesentlichen parallel dazu. Die Bedeutung dieser Anordnung wird in der nachstehenden Wirkungsbeschreibung erklärti

Beim Auftreten von auf die Räderpaare wirkenden seitlichen Stössen, z.B. infolge seitlicher Abweichung des Geleises von seiner Normallage oder bei Sinus-Lauf des Drehgestells oder beim Einlauf, in Kurven, haben diese Stösse das Be

if. lU ΑΙΛνβη, haben

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streben, die geradlinige Fahrtrichtung des Drehgestells zu verändern, und es werden die Räderpaare quer zur Längsachse des Drehgestells verschoben. Dabei werden die Schwingarme um ihre Gelenklager l6 quer zur Fahrtrichtung entgegen der Kraft der Federstäbe 14 geschwenkt, was auch dadurch ermöglicht wird, dass die Verbindung zwischen r^n Achsen der Radpaare 4 und den Schwingarmen 5 durch Pendelrollenlager 7 hergestellt ist. Durch diese Schwenkungen werden die in den Schwingarmen eingespannten Federstäbe 14 aus ihrer Normallage S-förmig elastisch hin- und hergebogen, und nehmen dadurch alle QuerstÖsse federnd auf. Es ist dabei auch vorteilhaft, die Federstäbe so zu dimensionieren, dass sie selber keine grosse Torsionssteiflgkeit besitzen. Dadurch können die Raddruckunterschiede beim Befahren von Gleisunebenheiten gering gehalten werden.

^, Beim Befahren einer Kurve vgl. Fig."4 bewirkt die aus dem

Gesamtgewicht G des Wagenaufbaus samt Drehgestell resultierende Fliehkraft, dass die vom Kurvenmittelponk⁴:- entferntere Seite des Drehgestells stärker belastet wird (Pfeil A) wo die auf dieser Seite liegenden Schwingarme um ihre Gelenklager 16 auseinander verschwenkt werden und der Abstand zwischen den beiden entsprechenden Rädern vergrössert wird. Auf der gegenüberliegenden, dem Kurvenmittelpunkt näher liegenden Seite dagegen werden die Räder entlastet (Pfeil B), so dass die Schwingarme dieser Seite um ihre Gelenklager

nach unten vercchwenkt v/erden und daher diese Räder eine kleinere Distanz zueinander einnehmen.

Infolgedessen bleiben die beiden Radachsen nicht «lehr parallel zueinander, sondern stellen sich gegen das Kurveninnere konvergierend ein, so dass sich jedes Räderpaar an die Kurveführung anpasst. Eei zweckmässiger Berechnung der einzelnen Bestandteile der Aufhängung kann erreicht werden, dass beim Durchfahren der am meisten vorkommenden Kurvenradien mit der dabei am häufigsten gewählten Fahrgeschwindigkeit sich die Räderpaare radial oder nahezu radial zum Kurvenmittelpunkt einstellen, womit der Verschleiss zwischen Schiene und Rädern, der sogenannte Spurkranzver-• schleiss, auf ein Mindestmass herabgesetzt wird. Die beschriebene Konstruktion ist daher bei Wagen, die auf kurvenreichen Strecken verkehren, wie Berglihien, besonders vorteilhaft.

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Die in Fig. 5 und 6 dargestellte Weiterausbildung des Drehgestells unterscheidet sieh von der vorbeschriebenen Ausführungsform lediglich dadurch, dass die Federstäbe so dimensioniert sind, dass sie als Torsionsfedern das Gesamtgewicht aufnehmen und die Funktion der Blattfedern übernehmen können, die damit entfallen. Zu diesem Zweck sind zu beiden Seiten in der Mitte des Querträgers 1 Lagerböcke vorgesehen, die mit Schlitzen 22 zur verdrehfesten Aufnahme der Federstäbe 14 versehen sind. Die Schlitze 22 sind so

ausgebildet, dass die Federstäbe bei ihrer S-förmigen, elastischen Verbiegung in der durch die Schwingachsen und die Achsen der diesen jeweils zugeordneten, in Normallage befindlichen Räderpaaren hindurchgehenden Ebene hin- und herbewegt werden können. Nach Einsetzen des Federstabes in den jeweiligen Schlitz 22 wird auf der Stirnseite der Böcke 21 eine Abdeckplatte 23 angeschraubt.

Durch die gewählte Anordnung ist die ungefederte Masse in vertikaler und in horzontaler Richtung minimal. Ausserdem ist das Trägheitsmoment des Drehgestelles um die Hochachse sehr klein, so dass beim Einlauf in eine Kurve die Verdrehkräfte für das Drehgestell ebenfalls klein sind.

Somit ist ein ruhiger Lauf des Wagens gewährleistet.

- Ansprüche -

7121742i8,tt7i

Claims (1)

1. - Io Sch ut ζ a η s ρ rue h e

   1. Drehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Eisenbahn-Güterwagen, bei dem die Raderparre (4) durch Schwingarme (5) geführt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwingarme (5) sowohl mit dem DrehgestellquertrSger (1) wie auch mit den Räderachsen (8) kugelgelenkartig verbunden sind, derart, daß sie sowohl in vertikaler wie auch dn horizontaler Richtung Pendelbewegungen ausführen können, wobei sowohl in vertikaler wie auch in horizontaler Richtung eine entsprechende Pederung vorgesehen ist.

   2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwingarme (5) durch Gelenklager (16) mit dem Querträger (1) verbunden sind.

   3. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwingarme (5) an ihrem freien Ende als mit Pendelrollenlager (7) versehene Lagergehäuse (6) ausgebildet sind, in denen die Achsen (8) der Laufr?derpaare gelagert sind.

   ¹I. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Federung der Schwingarme in horizontaler Richtung dur~ch FederstSbe (I¹I) er-

   _ 11 _

   ff Il

   - 11 -

   folgt, die im wesentlichen parallel zum Querträger (1) ;

   verlaufen und im Bereich eines ihrer Enden in den Schwingarmen (¹^) verdrehfest eingespannt sind.

   5. Drehgestell nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die FederstSbe (I¹O Jeweils in den Schwingarmen (5) im Bereich von deren gelagertem Ende verdrehfest eingespannt sind.

   6. Drehgestell nach Anspruch ¹J oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die in den Schwingarmen (5) eingespannten Enden der Federstäbe (I¹I) als Schwingachse ausgebildet und in den Gelenklagern (16) gelagert sind, welche zur gelenkigen Verbindung zwischen den Schwingarmen (5) und dem Querträger (1) dienen.

   7. Drehgestell nach einem der Ansprüche ¹J bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Federstäbe (14) an ihren anderen Enden am Querträger (1) mittelbar oder unmittelbar befestigt sind.

   8. Drehgestell nach einem der Ansprüche ¹J bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Federstäbe (I¹O jeweils im Bereich ihres einen Endes an dem einen und im Bereich ihres anderen Endes am anderen Schwingarm (5) je eines Räderpaares (4) verdrehfest" eingespannt sind.

   - 12 -

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   - 12 -

   9. Drehgestell nach einem der Ansprüche ¹J bis B, dadurch gekennzeichnet , daft die Federstäbe (I'!) in ihrem federnden L"np;enbereich einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und torsionsweich sind.

   10. Drehgestell nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch pakennzeichnet , daß die FederstMbe (1Ί) in der Mitte zwischen den Gelenklagern (16) je in einem Schlitz (22) von am Querträger (1) angeordneten* Lagerböcken (21) verdrehfest und in der Schlitzebene gleitend gehalten und als Torsionsfederstäbe wirksam sind.

   11. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß die vertikale Federung der R£derpaare (¹O durch Blattfedern (9) erfolgt, die in ihrer Mitte an den Enden des Querträgers (1) befestigt und an ihren Enden über. Pendel (12) mit den Schwingarmen verbunden sind.

   12. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß sie durch die Schwingachsen der Gelenklager (16) der Schwingarme (15) hindurchgehende Ebene oberhalb der durch die Achsen (8) beider RSderpaare (¹O hindurchgehenden Ebene liegt.

   71217*21**71

   * 13. Drehgestell nach - » I - • · *
   - « * * 1 bis 12, έ dadurch κ e k e η η einem V t · · · * die jeweils ζ e i 13 - der Ansprüche c h net, daß

   in Fahrtricntunp; hintereinärjeier· angcur-dncteu Sehwingarme (5) beider Ri?derpaare (4) durch ein Sicherungsseil (13) miteinander verbunden sind.

   71217« \tti 71