MOUNTING OF A WHEEL-SET IN A BOGIE FRAME OF A RAILWAY VEHICLE

Abstract: 1. Bearing arrangement for supporting a wheel set of a railway vehicle in a boggle frame, the wheel set being mounted by means of axle bearing housings (4) or by means of axle bearing housings (4) and adapters (4a) without interposition of spring elements directly in the side cheeks (1) of the frame, the springing of the vehicle body being effected through a cradle of the bogie, the side cheeks (1) being connected to one another by a connection rigid against thrust forces, and there being provided at the topside of the axle bearing housing (4) or the adapter (4a) a supporting surface (13) on which the side cheek (1) is supported with an optionally plane supporting surface (20) of a supporting shoe (21) fast with the side check, and which is curved to be rotationally parallel to the wheel set, characterized in that the supporting surface (13) is formed on the axle bearing housing (4) or adapter (4a) by a separate stationary supporting plate (10), the supporting surface (20) of the supporting shoe (21) is plane or is concave from below about an axis extending parallel to the longitudinal direction of the bogie, and that between the two supporting surfaces there is mounted a roll rocker (15) provided with side guides (abutment surfaces 18 and abutment dogs 19) and having bearing surfaces (16 and 17) which so correspond to the supporting surfaces (13, 20 respectively) of the supporting plate (10) and of the supporting shoe (21), there being rotational symmetry with respect to these surfaces, that the supporting surface (13) of the supporting plate (10) has a smaller radius than the corresponding bearing surface (16) of the roll rocker (15), and the supporting surface (20) of the supporting shoe (21) has a larger radius than the corresponding bearing surface (17) of the roll rocker (15).

Description: Lagerung des Radsatzes an Eisenbahnfahrzeugen in einem Drehgestellrahmen Die Erfindung betrifft die Lagerung des Radsatzes von Eisenbahnfahrzeugen in einem Drehgestellrahmen, wobei der Radsatz über die Achslagergehäuse der Achslager oder über Achslagergehäuse und Adapter ohne Zwischenschaltung von Federelementen direkt in den Seitenwangen des Drehgestells gelagert ist, die Abfederung des Wagenkastens über eine Wiege des Drehgestells erfolgt und die Seitenwangen durch eine schubsteife Verbindung miteinander verbunden sind. Drehgestelle, deren Radsätze ohne Zwischenschaltung von Federelementen direkt in den Seitenwangen des Drehgestellrahmens gelagert sind, finden seit Jahren insbesondere im Bereich der Eisenbahngüterwagen Verwendung. Die Abfederung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell erfolgt dabei üblicherweise mittels einer im Drehgestell federnd gelagerten Wiege. Die auf diesem System basierenden Drehgestell-Konstruktionen zeichnen durch besondere Einfachheit aus. Die bekannteste Variante der genannten Drehgestelle ist das sogenannte Diamond-Drehgestell, dessen Rahmensystem aus zwei Seitenwangen und einem diese verbindenden Wiegenträger besteht. Die Nachteile des Diamond-Drehgestells liegen darin, dass durch die lose Führung zwischen Wiege und Seitenwangen die Rechteckgeometrie in den Radfuhrungspunkten nicht gegeben ist und im Gleisbogen ober beim Sinuslauf antiradiale Achseinstellungen zum Gleis eintreten können. Mit den durch die Forderungen nach höherer Wirtschaftlichkeit zunehmenden Fahrgeschwindigkeiten erhöhen sich bei diesen Drehgestell systemen unproportional die Unterhaltungskosten, da der Rad- und Spurkranzverschleiss durch die genannten Nachteile sehr hoch ist. Eine gewisse Verbesserung der Laufeigenschaften bei einem Drehgestell der eingangs genannten Art wurde dadurch erzielt, dass unterhalb des Wiegenträgers eine schubsteife Verbindung zwischen den beiden Seitenwangen angeordnet wurde. Sier- durch erhielt man eine Verbesserung der Laufeigenschaften und Verschleissreduzierung der Radsatz Es wurden Jedoch bei weitem nicht die bezüglich der Wirtschaftlichkeit erwartete Kostensenkung und die dem Stand der Technik angepasste Verbesserung der Laufgüte erreicht. Diese geforderten Kriterien lassen sich nur dann erreichen, wenn eine radiale Achseinstellung im Gleisbogen gegeben ist. Diese radiale Achseinstellung muss mit entsprechend optimierten Rückstellkräften ausgerüstet sein, die den Radfah- rungskräften aus Achslast und Geschwindigkeit angepasst sind. Aus dem Verhältnis der Rückstellkräfte zu den Radführungskräften ist abzuleiten, dass die radiale Achseinstellung lastabhängig sein muss. Bei Drehgestellen mit Achsabfederung wird dieses in der Regel durch Schaken mit Federbolzen und Schakensteinen erreicht, die mit optimierter Pendellänge ausgelegt sein können. Bei Untersuchungen zu diesem Thema wurde bereits frühzeitig (siehe Einfluss der Gelenkkonstruktion einer Wiege auf die effektive Pendellänge11, Glasers Annalen 93 von 1969, Nr. 10) festgestellt, dass der durch die unterschiedlichen Radien des Schakenbolzens und der entsprechenden Bohrung in dem Schakenstein bewirkte Abrollvorgang zwischen deren Stützflächen von grosser Bedeutung für die den Radsatz führende Rückstellkomponente ist. Uebertragen auf ein achsfederloses Drehgestell sind-diese Erkenntnisse auch bereits angewendet worden (DT-OS 2 805 407). Bei dieser vorbekannten Konstruktion wurden die unterschiedlichen Radien der oben genannten Erkenntnisse auf den Aussendurchmesser des Achs lagergehäuses bzw. auf ein im Rahmen des Drehgestells fest angeordnetes Gegenstück übertragen, wobei wiederum der Radius des Achslagergehäuses auf seiner Aussenseite kleiner ist als der des entsprechenden, auf dem Achslagergehäuse abwälzbar lagernden Gegenstücks des Fahrzeugrahmens. Bei diesem bekannten System wird zwar eine gewisse Radialeinstellung der Achsen im Gleisbogen mit entsprechenden Rückstellkräften erreicht, es wird Jedoch systembedingt die Verwindung des Drehgestells bei unebenem Gleis unberücksichtigt gelassen. Ein weiterer Nachteil dieser vorbe kannten Ausführung besteht darin, dass der Herstellungsaufwand der benötigten Bauteile relativ hoch ist und somit einer wirtschaftlichen Fertigung entgegen steht. Die Aufgabe vorliegender Erfindung bestand nun darin, bei einem Drehgestell der eingangs genannten Art die Achsführung so zu gestalten, dass eine optimale Radialeinstellung der Radsätze im Gleisbogen, auch bei unebenem Gleis, ermöglicht ist, dass die bei Kurvenfahrt entstehende Rückstellkomponente der Radsätze eine lastabhängige Grösse aufweist und dass die benötigten Bauteile wirtschaftlich herstellbar und im Wartungsdienst leicht austauschbar sind. Gemass der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass auf der Oberseite des Achslagergehäuses oder des Adapters des Achslagergehäuses eine auf ihre Oberseite mit einer zum Radsatz rotationsparallel gekrümmt verlaufenden Stützfläche versehene Stützplatte fest angeordnet ist, dass an der Seitenwange des Drehgestellrahmens über der Stützplatte eine auf ihrer Unterseite eine ebene oder um eine zur Längsrichtung des Drehgestells parallel verlaufende Achse nach unten gekrümmt verlaufende Stützfläche aufweisender Stützschuh fest angeordnet ist und dass zwischen Stützplatte und Stützschuh ein mit Seitenführungen versehenes Rollpendel gelagert ist, dessen mit den Stütz; ;flächen der Stützplatte und des Stützschuhs korrespondierende Auflage fläche rotationsparallel zu diesen Stützflächen gekrilmat sind. Durch die Erfindung wird eine AchsSührung erreicht, die einer Achsfiihrung mittels Pendelschaken entspricht. Durch optimale Aus- legung der Radien der Stütz- und Auflageflächen kann die Punk- tion von Schaken sowohl für die Längs- als auch iur die Querpendelung der Achseinstellung nachvollzogen werden. Bei richtiger Wahl der geometrischen Grössen der Radien erhält man am Achslager eine Rückstellkraft, die der Radsatzlast, sowie der Längsverschiebung des Lagers proportional ist. Bei der Auslegung der geometrischen Grössen kann darauf geachtet werden, dass eine ausreichend grosse Rückstellkraft vorhanden ist, dass jedoch die Rdckstellkraft nie so gross wird, dass der Radsatz zum Längsgleiten gezwungen wird. Erfindungsgemäss weist die Stützfläche der Stiitzplatte einen kleineren Radius als die korrespondierende Auflagefläche des ssollpen- dels und die Stützfläche des Stdtzschuh einen grösseren Radius als die korrespondierende Auflagefläche des Rollpendels auf. Gemäss der Erfindung ist die Stützfläche der Stützplatte durch etwa vertikale, ebene Anschlagflächen in Längsrichtung begrenzt und die mit der Stiitzfläche der Stützplatte korrespondierende iuflageflä- che des Rollpendels mit zwei sich vor die Anschaagrlachen der Stütsplatte legenden Seitenfubrungen versehen. Durch diese An schlagflächen wird das Rollpendel bzw. das Achslagergehäuse gegen Verschieben in Längsrichtung gesichert. Auf der Oberseite weist das Rollpendel an seinen Querenden Jeweils einen nach oben ragenden Anschlagnocken auf, der an Jeder auf der einander zugekehrten Seite vertikal und eben ausgerührt ist und die die etwa vertikal ausgeführten Querenden des Stiitzschuhs mit Spiel umgreifen. Diese Anschlagnocken sichern das Rollpendel gegenüber dem Drehgestellrahmen gegen Querverschieben. Erfindungsgemäss ist weiter die sstiitzfläche des stützachuhs an ihren Längsenden durch nach unten ragende Bunde begrenzt, wobei das Rollpendel an seinen Längsenden durch vertikale Anlageflächen begrenzt ist, die von innen an den Bunden des Stützschuhs mit Spiel anliegen. Bunde und Anlageflächen sichern des Rollpendel gegenüber dem Drehgestellrahmen gegen Längsverschieben. Das Achslagergehäuse des Achslagers ist über den Adapter mit Längsspiel in Achshalterfiihrungen der Seitenwangen des Drehgestells gelagert, wobei der Adapter sich nach unten keilförmig verjüngend ausgebildet ist. Durch diese Massnahme wird ein zwängungsfreies Pendeln der Achsen in Längsrichtung mit flächiger Anlage in den extremen Pendelstellungen erreicht. Der Adapter ist an seinen Querenden mit nach oben ragenden Anschlägen versehen, die das Rollpendel an dessen Querenden umgreifen. Rierdurch wird eine Sicherung gegen Querverschieben zwischen Radsatz und Rollpendel erreicht. Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausfdhungsbei- spiels in der Zeichnung erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Teilausschnitt der Seitenansicht eines Drehge- stells mit der Lagerung gemass der Erfindung, z. T. im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, z. T. in Ansicht, Fig. 3 das Rollpendel der Lagerung nach Fig. 1 in perspek tivischer Darstellung, Fig. 4 die Stützplatte der Lagerung nach Fig. 1 in perspek tivischer Darstellung. Der in der Zeichnung nicht näher dargestellte und für die Erfindung nicht wesentliche Drehgestellrahmen besteht hauptsächlich aus den beiden Seitenwangen 1, einer diese verbindenden und über Federelemente in den Seitenwangen vertikal beweglich gelagerten Wiege und einem unterhalb der Wiege angeordneten, die beiden Seitenwangen 1 schub steif aber drehelastisch verbindenden Querverband. In Achsausschnitten 2 der Seitenwangen 1 sind über Achslagergehäuse 4 der Achslager 3 die Radsätze gelagert Jedes Achslagergehäuse 4 trägt auf seiner Oberseite fest einen Adapter 4a, der auf seinen Längsseiten mit nach unten konisch verjüngenden Anlageflächen 5 versehen ist. Diese Anlageflächen 5 lagern mit Spiel zwischen vertikalen Achshalterführungen 6 der Achsausschnitte 2. Der Adapter 4a umfasst mit Seitenfahrungen 4b die Achshalterföhrungen 6 und sichert so das Achslagergehäuse 4 gegen Verschieben in Achsrichtung. Auf seiner Oberseite ist jeder Adapter 4a flächig ausgebildet und trägt fest huber stufenförmige Ansätze 9 gegen Längsverschiebung gesichert eine Stützplatte 10. Die Stütplatte 10 weist auf ihrer Oberseite einen in Achsrichtung verlaufenden Wulst 11 auf, dessen Längsseiten als vertikale oder sich konisch nach oben verjüngende Anschlagflächen 12 ausgebildet sind. Auf seiner Oberseite ist der Wulst 11 mit einer rotationsparallel zum Radsatz gekrümmt verlaufenden Stützfläche 13 versehen. Auf der Stütsfläche 13 des Wulstes 11 der Stützplatte 10 lagert eine mit Seitenführungen 14 mit Spiel die Anschlagflächen 12 des Wulstes 11 umgreifendes Rollpendel 15 mit einer zum Radsatz rotationsparallel gekrümmt verlaufenden Auflageflä- che 16, deren Radius grösser ist als der der StütsSläche 13 der Stützplatte 10. Auf seiner Oberseite ist das Rollpendel um eine zur Längsrichtung des Drehgestells parallel verlaufenden Achse nach unten gekrümmt verlaufender Auflagefläche 17 versehen. Die Längsseiten des Rollpendels 15 sind als vertikale nach oben ragende Anlageflächen 18 ausgebildet. An beiden Querenden weist das Rollpendel 15 nach oben ragende, innen vertikal und eben ausgebildete Anschlagnocken 19 auf. Auf der Auflagefläche 17 des Rollpendels 15 lagert die Seitenwange 1 des Drehgestellrahmens uber eine rotationsparallel gekrümmt zu der Auflagefläche 17 des Rollpendels 15 verlaufende und mit grösserem Radius als die Auflagefläche 17 des Rollpendels 15 versehene oder eben ausgebildete Stützfläche 20 eines Stützschuhs 21. Der Stützschuh 21 ist an seinen Längsenden mit innen vertikal verlaufenden Bunden 22 ausgerüstet, gegen die die Anlageflächen 18 des Rollpendels 15, dieses gegen Längsverschiebung sichernd, anliegen. An den Querenden wird der Stützschuh 21 von den Anschlagnocken 19 des Rollpendels 15 mit Spiel umfasst. In Querrichtung wird das Rollpendel 15 durch an dem Adapter 5 angeordnete Anschläge 23 gegen Verschieben gesichert. Bei der erfindungsgemässen Lagerung wälzt sich das Achslagergehäuse 4 mit dem Adapter 5 und der Stützplatte 10 gegenüber dem Rollpendel 15 bei Kurvenfahrt des Drehgestells in Längsrichtung und gemeinsam mit dem Rollpendel 15 gegenüber dem Stützschuh 21 bei Gleisunebenheiten in Querrichtung durch die unterschiedlichen Radien der Stütz- und Auflageflächen 13 und 16 bzw. 17 und 20 mit dem gleichen Effekt wie bei einer Achsfahrung mittels Pendelschaken ab. Durch optimierte Auslegung der entsprechenden Radien kann die Funktion von Schaken für die Achseinstellung nachvollzogen werden. Bei richtiger Wahl der geometrischen Grö ssen erhält man am Achslager eine Rückstellkraft, die der Radsatzlast, sowie der Längsverschiebung des Lagers proportional ist. Bei der Auslegung der geometrischen Grössen kann darauf geachtet werden, dass einmal eine ausreichend grosse RückstellkgaSt vorhanden ist, dass zum anderen aber die Rückstellkraft nie so groB wird, dass der Radsatz zum Längsgleiten gezwungen werden könnte. Durch die Wahl der geometrischen Grössen der Rollradien können die Parameter der Spurweite, der maximalen Geschwindigkeit, der Gleisbogenhäufigkeit und der kleinsten ansteuerbaren Gleisbögen berücksichtigt werden.

Claims: Patentanspruche 1. Lagerung des Radsatzes von Eisenbahnfahrzeugen in einem Drehgestellrahmen, wobei der Radsatz über Achslagergehäuse der Achslager oder über Achslagergehäuse und Adapter ohne Zwischenschaltung von Federelementen direkt in den Seitenwangen des Drehgestells gelagert ist, die Abfederung des Wagenkastens über eine Wiege des Drehgestells erfolgt und die Seitenwangen durch eine schub steife Verbindung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite des Achslagergehäuses (4) oder des Adapters (5) des Achslagergehäuses (4) eine auf ihrer Oberseite mit einer zum Radsatz rotationsparallel gekrümmt verlaufenden Stützfläche (13) versehene Stützplatte (10) Sest an- geordnet ist, dass an der Seitenwange (1) des Drehgestellrahmens über der Stützplatte (10) eine auf ihrer Unterseite eine ebene oder um eine zur Längsrichtung des Drehgestells parallel verlaufende Achse nach unten gekrümmt verlaufende Stiitzfläche (20) aufweisender Stiitzschuh (21) fest angeordnet ist und dass zwischen Stützplatte (10) und Stützschuh (21) ein mit Seitenfuhrun- gen (Anlageflächen 18 und Anschlagnocken 19) ausgestattetes Rollpendel (15) gelagert ist, dessen mit den Stützflächen (13 bzw. 20) der Stützplatte (10) und des Stützschuhs (21) korrespondierende Auflageflächen (16 und 17) rotationsparallel zu diesen Stützflächen (13 bzw. 20) gekrümmt sind. 2. Lagerung nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (13) der Stützplatte (10) einen kleineren Radius als die korrespondierende Auflagefläche (16) des Rollpendels (15) und die Stützfläche (20) des Stützschuhs (21) einen grösseren Radius als die korrespondierende Auflagefläche (17) des Rollpendels (15) aufweist. 3. Lagerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (13) der Stützplatte (10) durch etwa vertikale, ebene Anschlagflächen (12) in Längsrichtung begrenzt ist und dass die mit der Stützfläche (13) der Stützplatte (10) korrespondierende Auflagefläche (16) des Rollpendels (15) mit zwei sich vor die Anschlagflächen (12) der Stützplatte (10) legenden Seitenführungen (14) versehen ist. 4. Lagerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollpendel (15) auf seiner Oberseite an seinen Querenden Jeweils einen nach oben ragenden Anschlagnocken (19) aufweist, deren Jeder auf der einander zugekehrten Seite vertikal und eben ausgeführt ist und die die etwa vertikal ausgeftilir- ten Querenden des Stützschuhs (21) mit Spiel umgreifen. 5. Lagerung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (20) des Stützschuhs (21) an ihren Längsenden durch nach unten ragende Bunde (22) begrenzt ist und dass das Rollpendel (15) an seinen Längsenden durch vertikale Anschlagflächen (18) begrenzt ist, die von innen an den Bunden (22) des Stützschuhs (21) mit Spiel anliegen. 6. Lagerung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Achslagergehäuse (4) des Achslagers (3) über den Adapter (6) mit Längsspiel in Achshalterführungen (8) der Seitenwangen (1) des Drehgestells gelagert ist, wobei der Adapter (5) sich nach unten keilförmig verjüngend ausgebildet ist. 7. Lagerung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (5) an seinen Querenden mit nach oben ragenden Anschlägen (23) versehen ist, die das Rollpendel (15) an dessen Querenden umgreifen.

Inventors: AHLBORN, GUNTER, FIEDLER, EBERHARD, KRAMER, ROLF, DIPL.-ING., LOHMANN, ALFRED, TROCHE, GERHARD, Ahlborn, Günter 
Applicants: WAGGON UNION GMBH
Application year: 1982
Main classification: B61F5
IPC codes: B61F5