EP0870665A2 - Radachse für Schienenfahrzeuge - Google Patents

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EP0870665A2
EP0870665A2 EP98101060A EP98101060A EP0870665A2 EP 0870665 A2 EP0870665 A2 EP 0870665A2 EP 98101060 A EP98101060 A EP 98101060A EP 98101060 A EP98101060 A EP 98101060A EP 0870665 A2 EP0870665 A2 EP 0870665A2
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eccentric
wheel axle
wheel
axle
frame
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Arnold Bokel
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/46—Adjustment controlled by a sliding axle under the same vehicle underframe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F15/00—Axle-boxes
    • B61F15/12—Axle-boxes with roller, needle, or ball bearings
    • B61F15/16—Axle-boxes with roller, needle, or ball bearings the axle being slidable or tiltable in the bearings

Definitions

  • the invention relates to a wheel axle for rail vehicles according to the preamble of Main claim.
  • Wheel axles mounted in this way are used for various rail vehicles such as Locomotives, wagons, etc. are used in pairs on springs in a bogie used or attached to the wagon frame in simpler versions.
  • the object of the invention is to provide a wheel axle for rail vehicles of the type mentioned Art to create, with simple means both a horizontal and a vertical adjustment is possible.
  • the object is achieved in that the spherical bearing rings as a rotatable eccentric horizontal and vertical adjustment of the wheel axis with respect to the frame are.
  • the area of the wheel bearing spring on one side of the Viewed wheel axis - at a single point both a steering movement in a horizontal as well as a slope in the vertical direction.
  • the Eccentric can be turned from its rest position.
  • each axis can be one Bogie can be adjusted on both sides and thus receives an optimized barrel geometry Cornering.
  • the eccentric can directly support the outer ring raceway of the rolling bearing or one commercially available rolling bearings can be used in it.
  • one commercially available rolling bearings can be used in it.
  • the eccentric from lighter material, for example cast aluminum, and a Weight-optimized design through recesses, struts, etc. to be provided.
  • the invention is based on the example shown in the drawing described.
  • the bearing housing 1 is provided with support brackets 2, as here not shown, about springs with a frame, e.g. B. connected to a bogie are. Inside the bearing housing 1 is an eccentric 3 over part-spherical Articulation bearing surfaces 4 rotatable and pivotable in the direction of arrow 5.
  • a roller bearing 6 indicated by two circles, for example a commercially available one Cylindrical roller bearing is at a distance from the center line 7 of the spherical bearing in the eccentric 3 used and rotatably supports one side of the wheel axle.
  • the invisible other side the wheel axle 8 is identical.
  • FIGS. 2 and 3 show the rest position O according to FIG. 1 again.
  • the frame frame takes along attached wheels 11 the smallest height and is aligned horizontally. This corresponds to driving straight ahead on a horizontally aligned pair of rails.
  • figure 4 shows the positions of two wheel axles 8 arranged on a bogie, which are set for cornering on an inclined pair of rails.
  • the right one Eccentric 3 of the upper wheel axle 8 is adjusted to position H, which is shown in FIG. 1 is drawn.
  • the right eccentric 3 of the lower wheel axle 8 takes the Position V according to Figure 1.
  • the eccentric 3 shown on the left are unchanged in the Position O.
  • a single wheel axle 8 is shown in FIG. 5, but not in the horizontal direction is adjusted and a maximum by adjusting the left eccentric in position U. Inclination of the frame 9 causes.
  • the right eccentric 3 is in position O. Um, however to avoid a steering adjustment of the wheel axis 8 in the horizontal direction during the actuating process from the rest position shown in Figure 2 initially both Eccentric 3 are brought in the same direction from the rest position O to the H position. After that the left eccentric 3 is placed from H to U and the right eccentric 3 in opposite directions but brought back to the rest position O synchronous to the left eccentric 3.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Abstract

Bei einer Radachse 8 für Schienenfahrzeuge sind die Radlager 6 exzentrisch in Gelenklagern 4 eingesetzt. Die Exzenter 3 lassen sich verdrehen, wodurch Verstellungen der Radachsen 8 gegenüber dem Gestellrahmen 9 im Sinne einer Lenkung und/oder Neigung durchgeführt werden können. Hierdurch kann insbesondere die Laufgeometrie in Kurvenfahrten optimiert werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Radachse für Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Durch die DE 881 209 ist bereits ein Achslager bekannt, dessen Außenring über Zylinderrollen auf der Radachse angeordnet ist und am Mantel als Gelenklager ausgeführt ist. Dadurch ist die Achse an beiden Enden jeweils in einem Gehäuse schwenkbeweglich angeordnet. Fluchtungsfehler und insbesondere Abweichungen infolge Achsdurchbiegungen werden damit vom Zylinderrollenlager ferngehalten.
Auf diese Weise gelagerte Radachsen werden für diverse Schienenfahrzeuge wie Lokomotiven, Waggons, etc. verwendet, sind über Federn in einem Drehgestell paarweise eingesetzt oder bei einfacheren Ausführungen am Waggongestell befestigt.
Um mehrachsigen Fahrzeugen ein besseres Verhalten bei Kurvenfahrten zu geben und insbesondere den Verschleiß im Rad/Schiene-Bereich zu reduzieren, wurden Achsen auch als Lenkachsen eingesetzt, wie dies beispielsweise aus der EP 0 116 235 hervorgeht. Die verwendete Hebelmechanik verschiebt dabei das gesamte Lagergehäuse in einer horizontalen Ebene und schafft somit eine geschwenkte Lage zwischen benachbarten Radachsen.
Weiterhin sind Einrichtungen bekannt, die den Waggonkasten gegenüber dem Achsgestell in einer vertikalen Ebene neigen, um die dynamischen Eigenschaften bei Kurvenfahrten zu optimieren.
Aufgabe der Erfindungist es, eine Radachse für Schienenfahrzeuge der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Verstellung möglich ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Gelenklagerringe als drehbare Exzenter zur horizontalen und vertikalen Verstellung der Radachse gegenüber dem Gestell ausgeführt sind.
Durch die erfindungsgemäße Lösung kann - den Bereich Rad-Lager-Feder einer Seite der Radachse betrachtet - an einer einzigen Stelle sowohl eine Lenkbewegung in horizontaler als auch eine Neigung in vertikaler Richtung erzeugt werden. Dazu muß lediglich der Exzenter aus seiner Ruhelage gedreht werden. Auf diese Weise kann jede Achse eines Drehgestells beiderseits verstellt werden und erhält so eine optimierte Laufgeometrie bei Kurvenfahrten.
Der Exzenter kann direkt die Außenring-Laufbahn des Wälzlagers tragen oder ein handelsübliches Wälzlager kann darin eingesetzt sein. Für den zweiten Fall ist es möglich, den Exzenter aus leichterem Material, beispielsweise Aluminium-Guß herzustellen und eine gewichtsoptimierte Ausführung durch Ausnehmungen, Verstrebungen, etc. vorzusehen.
Die Erfindung wird nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.
Es zeigen.
Figur 1
die Seitenansicht einer Radachse mit Gelenklager und darin exzentrisch angeordnetem Wälzlager,
Figur 2
die horizontale Draufsicht auf die Radachse gemäß Figur 1,
Figur 3
die vertikale Draufsicht auf die Radachse gemäß Figur 1, 2,
Figur 4
die vertikale Draufsicht auf ein Drehgestell mit Exzenterverstellung für Kurvenfahrt und Neigung,
Figur 5
die horizontale Draufsicht auf eine Radachse mit einseitig verstelltem Exzenter und
Figur 6
die vertikale Draufsicht auf eine Radachse mit beiderseits gegensinnig verstellten Exzentern.
In den Figuren ist nur das Prinzip der ertindungsgemäßen Radachse dargestellt. Alle dafür unwesentlichen Bauteile, Funktionsmerkmale, etc. sind weggelassen.
Bei der in Figur 1 dargestellten Radachse ist nur der Bereich des Lagergehäuses 1 schematisch gezeigt. Das Lagergehäuse 1 ist mit Tragkonsolen 2 versehen, die wie hier nicht gezeigt, über Federn mit einem Gestellrahmen, z. B. eines Drehgestells verbunden sind. Im Inneren des Lagergehäuses 1 ist ein Exzenter 3 über teilkugelförmige Gelenklageflächen 4 in Pfeilrichtung 5 drehbar und schwenkbar angeordnet.
Ein durch zwei Kreise angedeutetes Wälzlager 6, beispielsweise ein handelsübliches Zylinderrollenlager, ist im Abstand zur Mittellinie 7 des Gelenklagers in den Exzenter 3 eingesetzt und lagert die eine Seite der Radachse drehbar. Die nicht sichtbare andere Seite der Radachse 8 ist identisch ausgeführt.
Durch eine nicht dargestellte bekannte Mechanik - beispielsweise Getriebemotor, Zahnstange, Hydraulik, Hebelkombination, etc. - können die Exzenter 3 der einen und der anderen Seite der Radachse 8 gleichsinnig oder gegensinnig um bis zu ± 180 Grad in die angegebenen Pfeilrichtungen 5 verstellt werden.
Die Auswirkung auf die Radachse 8 gegenüber dem Gestellrahmen 9 geht aus den nächsten Figuren hervor.
In Figur 2 und 3 ist nochmals die Ruhestellung O gemäß Figur 1 dargestellt. Der Gestellrahmen nimmt gegenüber der daran über Federn 10 abgestutzten Radachse 8 mit daran befestigten Rädern 11 die kleinste Höhe ein und ist horizontal ausgerichtet. Dies entspricht einer Geradeausfahrt auf einem horizontal ausgerichteten Schienenpaar. In Figur 4 sind die Positionen von zwei an einem Drehgestell angeordneten Radachsen 8 dargestellt, die für die Kurvenfahrt auf einem geneigten Schienenpaar eingestellt sind. Der rechte Exzenter 3 der oberen Radachse 8 ist dabei in die Position H verstellt, die in Figur 1 eingezeichnet ist. Der rechte Exzenter 3 der unteren Radachse 8 nimmt dagegen die Position V gemäß Figur 1 ein. Die links dargestellten Exzenter 3 sind unverändert in der Position O. Dadurch ergibt sich eine Neigung des Gestellrahmens 9 gegenüber der Radachse 8 und gegenüber dem Schienenpaar nach rechts fallend, was jedoch aus Figur 4 nicht hervorgeht. Darüberhinaus wird eine gegensinnige Schiefstellung bei den Radachsen 8 aus der rechtwinkeligen Lage zur Mittelachse des Gestellrahmens 9 bewirkt, wodurch eine Lenkwirkung und damit eine Anpassung an die Kurvengeometrie erreicht wird.
In Figur 5 ist eine einzelne Radachse 8 dargestellt, die in horizontaler Richtung nicht verstellt ist und durch Verstellung des linken Exzenters in Stellung U eine maximale Neigung des Gestellrahmens 9 bewirkt. Der rechte Exzenter 3 ist in Position O. Um jedoch eine Lenkverstellung der Radachse 8 in horizontaler Richtung zu vermeiden, können während des Stellvorganges aus der in Figur 2 dargestellten Ruhelage zunächst beide Exzenter 3 gleichsinnig von der Ruhestellung O in die Stellung H gebracht werden. Danach wird der linke Exzenter 3 von H nach U gestellt und der rechte Exzenter 3 gegensinnig aber synchron zum linken Exzenter 3 zurück in die Ruheposition O gebracht.
In Figur 6 ist eine Position der Radachse 8 dargestellt, die aussschließlich in horizontaler Richtung geneigt ist. Dabei befindet sich der linke Exzenter 3 in Stellung V, der rechte 3 in Stellung H. Aus der Ruheposition O wird dies durch synchrones gegensinniges Stellen der Exzenter 3 erreicht. Dabei erfolgt keine Neigung in vertikaler Richtung gegenüber dem Gestellrahmen 9.
Die Beispiele zeigen, daß durch Verstellung des erfinderungsgemäßen Exzenters 3, insbesondere bei Betrachtung eines zweichachsigen Schienenfahrzeuges und Exzenterverstellung an beiden Seiten beider Radachsen, sich vielseitige Kombinationen von Verstellungen in vertikaler und/oder horizontaler Richtung, bis hin zur reinen Niveauregulierung erreichen lassen.

Claims (4)

  1. Radachse für Schienenfahrzeuge mit beiderseits angeordneten Lagern, deren Außenringe über Gelenklager an einem Gehäuse, Gestell, etc. schwenkbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenklagerringe als drehbare Exzenter (3) zur horizontalen und vertikalen Verstellung der Radachse gegenüber dem Gestell (9) ausgeführt sind.
  2. Radachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegensinnige Verstellung der Exzenter (3) beider Seiten zueinander vorgesehen ist.
  3. Radachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (3) aus einem Spritzgußmaterial besteht und ein handelsübliches Radial-Wälzlager (6) eingesetzt ist.
  4. Radachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (3) mit Einrichtungen zur Drehverstellung um ± 180 Grad ausgehend von einer mittleren Ruhestellung (O) versehen ist.
EP98101060A 1997-02-15 1998-01-22 Radachse für Schienenfahrzeuge Expired - Lifetime EP0870665B1 (de)

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