CH671930A5

CH671930A5 -

Info

Publication number: CH671930A5
Application number: CH3089/86A
Authority: CH
Inventors: Eeuwijk Willy Dipl-Ing Van; Gabor Dipl-Ing Harsy; Richard Schneider
Original assignee: Sig Schweiz Industrieges
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1989-10-13
Also published as: SE8702935L; NO873196D0; SE470209B; SE8702935D0; FR2604677B1; DK381887A; GB2193941A; NL192872B; NO873196L; DK381887D0; DE3723833C2; GB2193941B; IT8712528A0; NO174247C; FI90846C; NL8701810A; FR2604677A1; ATA182987A; IT1213893B; FI90846B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radsatzführung für schnell-fahrfähige Drehgestelle von Schienenfahrzeugen mit einer Längsund Queranlenkung der Radsätze, bei welcher zwischen den Achslagerstellen zweier Radsätze und einem Drehgestellrahmen je ein biegesteifer Achslenker vorgesehen ist, der mit den Achslagerstellen, auf denen sich der Drehgestellrahmen über Primärfedern abstützt, eine lösbare Einheit bildet und der an seinem dem Drehgestellrahmen zugewandten Ende in einem Achslenkerlager, um eine horizontale Achse schwingbar, elastisch mit dem Drehgestellrahmen verbunden ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Umrüsten von Drehgestellen auf die Radsatzführung.

Mit solchen Radsatzführungen sollen die Radsätze schnellfahrfä-higer Drehgestelle elastisch und verschleissfrei geführt werden, um sowohl bei Geradeausfahrt wie bei Kurvenfahrt ausreichenden Fahrkomfort zu gewährleisten und die Beanspruchungen von Wagenmaterial und Geleise durch herabgesetzte Spurführungskräfte zwischen Rad und Schiene zu reduzieren.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, bei schnellfahrfähigen Drehgestellen die Radsätze gegenüber den Drehgestellrahmen elastisch zu führen, damit sich die Radsätze entsprechend dem Gleisverlauf einstellen und so zu einem ruhigen Wagenlauf beitragen. Als Führungselemente haben sich insbesondere Lenkersysteme bewährt, bei welchen die Achslagergehäuse über Achslenker elastisch mit dem Drehgestellrahmen verbunden sind. Eingehende theoretische Überlegungen, verbunden mit praktischen Fahrversuchen, haben zu der Erkenntnis geführt, dass der bei schnellfahrfähigen Drehgestellen geforderte überkritische Radsatzlauf mit einem sogenannten Ver-schleissprofil insbesondere dadurch erreicht werden kann, dass die Radsätze über eine angepasste Längs- und eine harte bzw. mässig harte Querfederung am Drehgestellrahmen angelenkt sind.

Es sind denn auch bereits Radsatzführungen bekannt, die in Drehgestellängs- und in Drehgestellquerrichtung unterschiedliche Federkonstanten besitzen und insbesondere bei weicher Längsfederung eine harte bzw. mässig harte Querfederung aufweisen.

Bei dem in der französischen Patentanmeldung Nr. 76 08482 beschriebenen Laufwerk für schnellfahrfähige Schienenfahrzeuge sind die Radsätze über Lenker mit dem Laufwerkrahmen verbunden. Um diese Verbindung elastisch zu gestalten, weisen die in den Gelenken der Rahmenverbindung vorgesehenen horizontalen Achsen Gummielemente auf, welche aus einem unter Vorspannung zwischen konzentrischen Stahlhülsen montierten Gummiring bestehen. Diese Radsatzführung ist zwar elastisch,, und sie lässt deshalb höhere Geschwindigkeiten bei stabilem Fahrzeuglauf zu. Ihre Elastizität in Laufwerklängsrichtung ist jedoch zu gering, um bei Kurvenlauf eine Einstellung der Radsätze radial zum Kurvenmittelpunkt zu ermöglichen. Dementsprechend erfolgt auch kein nennenswerter Abbau der Anlaufkräfte, wenn das Rad beim Kurvenlauf gegen die Schiene anläuft. Um diesen Mangel zu beheben, wurden bei einer ähnlich gestalteten Radsatzführung die Gummielemente in Laufwerklängsrichtung mit nierenförmigen Aussparungen oder durchgehenden Bohrungen versehen. Obwohl dadurch die Längselastizität in wünschbarem Masse vergrössert werden kann, ergibt sich daraus gleichzeitig auch eine Vergrösserung der Querelastizität, was sich ungünstig auf den Wagenlauf auswirkt. Überdies hat sich gezeigt, dass die vorgenannten Aussparungen die Federungseigenschaften sowie die Lebensdauer der Gummielemente beeinträchtigen und sich allmählich mit Fremdstoffen füllen. Eine auf diese Art und Weise erzielte Vergrösserung der Längselastizität ist deshalb in ihrer Zeitstandfestigkeit sehr begrenzt.

Im weitern ist in der DE-PS Nr. 1 100 071 eine Radsatzführung für Schienenfahrzeuge beschrieben, bei welcher jedes Achslagergehäuse starr mit einem Achslenker verbunden ist, der einerends mittels eines Silentblockes um eine horizontale Achse schwingbar am Laufwerkrahmen angelenkt ist und anderends mit zur Querführung des Radsatzes am Laufwerkrahmen befestigten elastischen

Blöcken fest verbunden ist. Da der Silentblock lediglich dem ver-schleissfreien Verschwenken von Lenkerauge und Laufwerkrahmen dient, weist er bei Belastung in Fahrtrichtung praktisch keine Elastizität auf. Die Führung des Radsatzes ist deshalb längsspielfrei oder in Fahrtrichtung zumindest sehr hart gefedert, ohne dass eine Anpassung an die beim Durchfahren von Kurven unterschiedlichen Führungskräfte möglich wäre. Zudem ist bei einer derart ausgebildeten Radsatzführung die Längsfederung härter als die durch die Vorspannung der elastischen Blöcke gegebene Querfederung, so dass sich damit ein Laufwerk für höhere Ansprüche nicht realisieren lässt. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen:

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, eine verschleissfreie Radsatzführung zu schaffen,

welche einem Drehgestell überkritische Fahreigenschaften verleiht, um bei hohen Geschwindigkeiten eine gute Fahrzeugstabilität und bei gleichzeitiger Kurvenfahrt eine Ausrichtung der Radsätze auf den Kurvenmittelpunkt zu erreichen. Auch soll diese Radsatzführung in ihrer Längs- und Querelastizität an Ort ein- und nachstellbar sein.

Weiter stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, um herkömmliche Drehgestelle rasch und einfach auf die er-findungsgemässe Radsatzführung umzurüsten und sie dadurch in ihrem Fahrverhalten so zu verbessern, dass sie im Betriebsprogramm eines hochwertigen und schnellen Reisezugverkehrs verwendet werden können und nicht ersetzt werden müssen.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen der unabhängigen Ansprüche 1 und 14 beschriebenen Erfindungen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Eine Radsatzführung gemäss der Erfindung hat den Vorteil, dass das Verhältnis, von Längs- zu Querelastizität im wesentlichen von der Form und den Materialeigenschaften der ringförmigen Gummischeiben abhängt, also in einem Bauelement begründet ist. Eine derart gestaltete Elastizitätsabstimmung ist deshalb besonders zuverlässig gewährleistet. Sie hat aber noch den weiteren Vorteil, dass die kurvenradiale Einstellung der Radsätze den beim Durchfahren von Streckenkurven als Folge der Spurführungskräfte auftretenden Ver-schleiss an Spurkränzen und Schienenflanken stark vermindert. Da überdies die Vorspannung der Gummielemente z. B. durch Lösen weniger Schrauben stufenlos eingestellt werden kann, ist es ein leichtes, die Führungscharakteristik der Radialsteuerung der Radsätze abzustimmen oder Betriebsverhältnissen anzupassen, welche unterschiedlich sind oder sich im Laufe der Zeit ändern. Auch werden in der erfindungsgemässen Radsatzführung nur Teile verwendet, die praktisch keinem Verschleiss unterworfen sind. Daraus ergibt sich als weitere vorteilhafte Wirkung eine grosse Langzeitbeständigkeit der Führungscharakteristik.

Anhand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Radsatzführung sowie ein Verfahren für das Umrüsten von Drehgestellen auf diese Radsatzführung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines herkömmlichen Drehgestelles vor dem Umrüsten in Seitenansicht,

Fig. 2 den Aufbau des Drehgestelles gemäss Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 3 eine Seitenansicht einer herkömmlichen Achslenkerlagerung eines Drehgestelles gemäss den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen Grundriss einer herkömmlichen Achslenkerlagerung gemäss einer Schnittlinie B-B in Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Achslenkerlagerung nach Anspruch 1 sowie eine mit den erfindungsgemässen Mitteln umgerüstete Achslenkerlagerung nach Fig. 3,

Fig. 6 einen Grundriss einer Achslenkerlagerung nach Anspruch 1 gemäss einer Schnittlinie C-C in Fig. 5 sowie eine mit den erfindungsgemässen Mitteln umgerüstete Achslenkerlagerung gemäss Fig. 4,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Drehgestelles gemäss den Fig. 1 und 2 jedoch nach seiner Umrüstung auf die erfindungsgemässe Achslenkerführung gemäss den Fig. 5 und 6 und auf die kastenseitige Zwangslenkung nach den Ansprüchen 9 bis 11,

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Fig. 8 eine Unteransicht des Drehgestelles gemäss den Fig. 1 und 2 jedoch nach seiner Umrüstung auf die erfindungsgemässe Achslenkerführung gemäss den Fig. 5 und 6 und auf die gegenseitige Selbstlenkung nach den Ansprüchen 12 und 13.

In den Fig. 1 und 2 sind von einem Schienenfahrzeug der Wagenkasten 1 sowie ein herkömmliches Drehgestell 2 dargestellt, welches mit einer als Lenkerversion ausgebildeten Primärstufe ausgestattet ist, bei der die Radsatzführung über am Drehgestellrahmen in x- und y-Richtung spielfrei und elastisch gelagerte Achslenker erfolgt und die Abfederung in z-Richtung von unmittelbar über oder neben den Achslagern angeordneten Primärfedern übernommen wird. Die Übertragung der Zug- bzw. Bremskräfte kann beispielsweise durch einen in Drehgestellmitte angeordneten Drehzapfen erfolgen. Das Drehgestell 2 ist im Bereich seiner vertikalen Quermittelebene 3 mit zwei Sekundärfedern 4, 4' versehen, auf denen der Wagenkasten 1 abgestützt ist.

Im weiteren enthält das Drehgestell 2 zwei Radsätze 5 und 6 mit Rädern 7, 7' bzw. 8, 8', die eine hohe wirksame Konizität aufweisen und auf Radsatzwellen 9,10 drehfest gelagert sind. Beide Radsätze 5 und 6 werden an den Achslagerstellen 11,11' bzw. 12,12' in bekannter Weise je durch einen Achslenker 18, 18' bzw. 19, 19' umfasst. Die Führung der Radsätze 5 und 6 in Längs- und Querrichtung erfolgt durch je ein Achslenkerlager 13,13' bzw. 14,14', welches in den Achslenkern 18,18' bzw. 19, 19' eingebaut und am Drehgestellrahmen 15 befestigt ist. Weiter ist der Drehgestellrahmen 15 über die Primärfedern 16,16' bzw. 17,17' auf den Achslenkern 18,18' bzw. 19, 19' unmittelbar über den Achslagerstellen 11, 11' bzw. 12, 12' abgestützt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine herkömmliche Achslenkerlagerung, bei der ein biegesteifer Achslenker 19 in einem Achslenkerlager 14, um eine zur Radsatzwelle 10 parallel verlaufende Achse schwingbar, elastisch am Drehgestellrahmen 15 angelenkt ist. Hiezu enthält das Achslenkerlager 14 einerseits einen Bolzen 27, der mit den beiden Briden 37, 37' und den Schrauben 58, 58' und 59, 59' horizontal quer starr zum Drehgestellrahmen 15 im zweiteiligen Support 26 gelagert ist, andererseits ist der Bolzen 27 des Achslenkerlagers 14 von einer Gummieinlage 29 umschlossen, deren Aussenhülse 35 im Achslenkerauge 28 des Achslenkers 19 eingepresst ist. In bekannter Weise ist der Drehgestellrahmen 15 über die Primärfederung 17 auf dem Achslenker 14 unmittelbar über der Achslagerstelle 12 abgestützt.

In den Fig. 5 und 6 ist die erfindungsgemässe Längs- und Querlenkung gemäss Anspruch 1 dargestellt, bei der zur Führung der Radsätze 5, 6 auf beiden Drehgestellseiten pro Radsatz je ein biege-steiger Achslenker 18,18' bzw. 19,19' angeordnet ist, der an seinem einen Ende mit der einen Radsatz 5, 6 aufnehmenden Achslagerstelle 11, 11' bzw. 12, 12' eine lösbare Einheit bildet, und der am anderen Ende mit seinem Achslenkerauge 28 im zweiteiligen Support 26, um eine zur Radsatzwelle 10 parallel verlaufende Achse schwingbar, über ein Achslenkerlager 23, 23' bzw. 24, 24' elastisch am Drehgestellrahmen 15 angelenkt ist.

Weiter ist der Drehgestellrahmen 15 über die Primärfederung 17 auf dem Achslenker 19 unmittelbar über die Achslagerstelle 12 abgestützt.

Fig. 6 zeigt im Detail die Gestaltung des erfindungsgemässen Achslenkerlagers 24, in der rechten Bildhäfte einen Neubau betreffend und in der linken Bildhälfe für den Fall eines Umrüstens von herkömmlichen Achslenkerlagerungen auf die erfindungsgemässe Lösung. Beidseits des Achslenkerauges 28 sind zwischen dem biegesteifen Achslenker 19 und den mittels der beiden Führungsflächen 44 konzentrisch ineinandergleitenden Lagertellern 45 und 46 ringförmige elastische Scheiben 47 aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder sonstigen elastomeren Werkstoffen angeordnet. Mit der Dehnschraube 48 in der Bohrung 49 werden die beiden Lagerteller 45 und 46 bis auf den durch die selbstzentrierenden Distanzringe 50 gegebenen Abstand koaxial miteinander verbunden. Für die Aufnahme von grossen Längskräften, z. B. beim Bremsen, sowie zur beidseitigen Begrenzung des Längsfederweges ist ein Anschlag in Form einer ringförmigen Beilage 51 aus elastischem Werkstoff zwischen der horizontalen Achse 52 und dem Steg 53 des Achslenkerauges 28 vorgesehen, wobei diese ringförmige Beilage 51 in einer Ausdrehung 54 des Lagertellers 45 geführt ist. Über den zweiteiligen Support 26 ist das Achslenkerlager 24 mit dem Drehgestellrahmen 5 15 verbunden. Die durch die Dehnschraube 48 und die selbstzentrierenden Distanzringe 50 über die Führungsflächen 44 koaxial miteinander verbundenen Lagerteller 45 und 46 bilden mit ihrem Lagertellerenden 55 und 56 eine horizontale Achse 52, welche beidseits durch Klemmung mittels je einer Bride 57, 57' und der Schrauben 58, 58' io und 59, 59' horizontal quer starr zum Drehgestellrahmen 15 im zweiteiligen Support 26, 26' gelagert ist. Eine derart gestaltete Verbindung ist verschleissfrei und stufenlos einstellbar.

Für den in der linken Bildhälfte von Fig. 6 dargestellten Fall betreffend das Umrüsten von herkömmlichen Achslenkerlagerungen ls auf die erfindungsgemässe Lösung bedarf es des nachträglichen Einbaus eines Steges 33 in das Achslenkerauge 28, um die Achslenkerlagerung in der zuvor beschriebenen Weise ausführen zu können.

Das in Fig. 7 gezeigte Drehgestell 22 weist die Achslenkerlagerung der Radsatzführung gemäss dem Anspruch 1 auf. Zusätzlich ist 20 hier die mit der erfindungsgemässen Radsatzführung zusammenwirkende radiale Einstellbarkeit der Radsätze 5, 6 als kastenseitige Zwangssteuerung nach den Ansprüchen 9,10 und 11 mit je einem beidseits am Drehgestell angeordneten Lenker-Hebel-System 73, 73' ausgebildet. Auf jeder Drehgestellseite sind die Radsätze 5 und 6 an 25 den Achslagerstellen 11 und 12 bzw. 11' und 12' durch je einen Achslenker 18 und 19 bzw. 18' und 19' und durch je eine Lenkerstange 62 und 63 bzw. 62' und 63' geführt. Die Achslenker 18 und 19 bzw. 18' und 19' sowie die einstellbaren Lenkerstangen 62 und 63 bzw. 62' und 63' sind einerends mit den betreffenden Achslagerstel-30 len 11 und 12 bzw. 11' und 12' verbunden und von dort aus gegen die vertikale Drehgestellquermittelebene gerichtet. Anderends sind die Achslenker 18 und 19 bzw. 18' und 19' über die Achslenkerlager 23 und 24 bzw. 23' und 24' mit dem Drehgestellrahmen 15 verbunden und die Lenkerstangen 62 und 63 bzw. 62' und 63' an je einem 35 Lenkerhebel 65, 65' angelenkt. Dieser Lenkerhebel 65, 65' ist im Festpunkt 64, 64' am Drehgestellrahmen 15 schwenkbar gelagert. Der Festpunkt 64, 64' liegt im wesentlichen mittig zwischen den An-lenkstellen 67 und 68 bzw. 67' und 68' der Lenkerstangen 62 und 63 bzw. 62' und 63'. Je ein vertikaler Steuerhebel 69, 69' ist im Fest-40 punkt 64, 64' drehfest mit dem Lenkerhebel 65, 65' und im Gelenk 70, 70' schwenkbar mit einer Steuerstange 71,71' verbunden, die sich ihrerseits in Drehgestellängsrichtung erstreckt und mit einem wagenkastenseitigen Betätigungspunkt 72, 72' in Verbindung steht. Hierbei sind sämtliche Drehpunkte des Lenker-Hebel-Systems 73, 45 73' als wartungsfreie Gelenke 70, 70' ausgeführt.

Das in Fig. 8 gezeigte Drehgestell 22' weist die Achslenkerlagerung der Radsatzführung gemäss dem Anspruch 1 auf. Zusätzlich ist hier die mit der erfindungsgemässen Radsatzführung zusammenwirkende Einstellbarkeit der Radsätze 5, 6 als gegenseitige Selbststeueso rung nach den Ansprüchen 12 und 13 ausgebildet. Hiezu ist jedem Radsatz 5, 6 ein im wesentlichen C-förmiger Steuerrahmen 75, 76 zugeordnet, der den zugehörigen Radsatz 5, 6 zur Drehgestellquermittelebene hin umfasst. Die C-förmigen Steuerrahmen 75, 76 sind einerseits in beliebiger Weise steif an den zugehörigen Achslagerstel-55 len 11 und 11' bzw. 12 und 12' angeschlossen. Andererseits besitzen die C-förmigen Steuerrahmen 75, 76 im Bereich der Drehgestellängs-achse je einen konisch auf das Drehgestellzentrum zusammenlaufenden Verbindungssupport 85, 86, deren Scheitelpunkte mittels eines gemeinsamen Drehgelenks 88 um die Vertikalachse schwenk-60 bar miteinander verbunden sind. Die mit den jeweiligen C-förmigen Steuerrahmen 75, 76 zusammenwirkenden Elemente, nämlich die Verbindungssupporte 85, 86, und die Befestigung der C-förmigen Steuerrahmen 75, 76 an den betreffenden Achslagerstellen 11 und 11' bzw. 12 und 12' sind so ausgebildet, dass sie in sich in Längs-65 und Querrichtung ausreichend steif ausgeführt sind, um die beiden Radsätze 5, 6 bei Kurvenfahrt radial auf den Kurvenmittelpunkt hin einzustellen, wobei sich die beiden, mit den Verbindungssupporten 85, 86 verbundenen C-förmigen Steuerrahmen 75, 76 um die Verti

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kalachse im gemeinsamen Drehgelenk 88 drehen sowie einstellen können.

Die Funktion des erfindungsgemässen Achslenkerlagers 23, 23' bzw. 24, 24' ist aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich. Dabei wird von der physikalischen Erkenntnis Gebrauch gemacht, dass sich die elastische Kennung eines elastischen Stoffes, wie z. B. Gummi, durch das Anbringen einer Vorspannung in gewissen Grenzen verändern lässt.

Demzufolge weisen die ringförmigen elastischen Scheiben 47 unterschiedliche Druck- und Schubfederkonstanten auf, je nachdem, wie stark sie zwischen den Lagertellern 45 und 46 und dem Steg 53 des Achslenkerauges 28 auf Druck vorgespannt sind. Wird die Dehnschraube 48 angezogen, dann rücken die beiden Lagerteller 45 und 46 näher zusammen, wodurch die Pressung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 vergrössert wird und damit auch anteilsmäs-sig deren Schub- und Druckfederkonstanten, die in Drehgestellängs-bzw. Drehgestellquerrichtung wirksam sind. Wird dagegen die Dehnschraube 48 gelöst, dann rücken die beiden Lagerteller 45 und 46 auseinander, was die Pressung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 reduziert und anteilsmässig auch deren Schub- und Druckfederkonstanten. Aufgrund der Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes Gummi ist bekanntlich die Schubfederkonstante kleiner als die Druckfederkonstante, so dass sich in Drehgestellängsrichtung eine weiche und in Drehgestellquerrichtung eine harte bzw. mässig harte Radsatzführung ergibt. Mit den selbstzentrierenden Distanzringen 50 kann die Distanz zwischen den beiden Lagertellern 45 und 46 so festgelegt werden, dass die Pressung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 einen vorausbestimmten, genau definierten Wert annimmt. Hiezu wird die Dehnschraube 48 angezogen, bis die Lagerteller 45 und 46 auf den selbstzentrierenden Distanzringen 50 auflaufen. Damit ist die genaue Einstellung einer gewünschten Vorspannung unkritisch und gegen irrtümliches oder missbräuchliches Nachstellen, über den vorgegebenen Wert hinaus, gesichert.

Für die Funktion eines nach dem Erfindungsgegenstand vollkommen umgerüsteten Drehgestelles 22 bzw. 22' sei auf die Fig. 7 und 8 verwiesen.

In Fig. 7 erfolgt die radiale Einstellung der beiden Radsätze 5, 6 eines Drehgestelles 22 bei Kurvenfahrt auf den Kurvenmittelpunkt hin durch eine kastenseitige Zwangssteuerung über je ein Lenker-Hebel-System 73, 73'. Hierbei werden die Radsätze 5, 6 einerseits über die Achslenker 18 und 19 bzw. 18' und 19' mit den erfindungsgemässen Achslenkerlagern 23 und 24 bzw. 23' und 24' geführt und andererseits durch die beidseits am Drehgestell 22 angeordneten Lenker-Hebel-Systeme 73, 73' kurvenabhängig durch den Wagenkasten 1 zwangsgesteuert.

In Fig. 8 erfolgt die radiale Einstellung der beiden Radsätze 5, 6 eines Drehgestelles 22' bei Kurvenfahrt auf den Kurvenmittelpunkt hin durch eine gegenseitige Selbststeuerung.

Hierbei werden die Radsätze einerseits über die Achslenker 18 und 19 bzw. 18' und 19' mit den erfindungsgemässen Achslenkerlagern 23 und 24 bzw. 23' und 24' geführt und andererseits durch die beiden, an den Achslagerstellen 11 und 12 bzw. 11' und 12' angreifenden und um die Vertikalachse drehbar und einstellbar im Drehgelenk 88 miteinander verbundenen C-förmigen Steuerrahmen 75, 76 kurvenabhängig gegenseitig gesteuert.

Sowohl die kastenseitige Zwangssteuerung gemäss Fig. 7 wie die gegenseitige Selbststeuerung gemäss Fig. 8 erfordern für ein gutes Spuren eine weiche Längsführung der Radsätze 5, 6. Gerade die Möglichkeiten der Elastizitätsabstimmung des unter den Fig. 5 und 6 beschriebenen Achslenkerlagers 23, 23' bzw. 24, 24' erlauben in hervorragender Weise die Kombination mit einer der beiden genannten Betriebsweisen für die radiale Einstellung der Radsätze 5 und 6, nämlich der kastenseitigen Zwangssteuerung gemäss Fig. 7 oder der gegenseitigen Selbststeuerung gemäss Fig. 8.

In beiden Fällen werden deshalb die Achslenkerlager 23 und 24 bzw. 23' und 24' mittels der Dehnschrauben 48 so vorgespannt, dass sich daraus das gewünschte Steifigkeitsverhältnis längs zu quer ergibt. Für Fahrten mit hohen Geschwindigkeiten, insbesondere im

Gleisbogen, bedeutet dies für die Achslenkerlager eine weiche Längsfederung bei einer harten bis mässig harten Querfederung.

Gemäss einer nicht dargestellten Variante der Erfindung sind die ringförmigen elastischen Scheiben 47 beidseitig mit aufvulkanisierten Blechen versehen, wobei diese Bleche zwecks besserer Zentrierung und der dadurch bedingten Vereinfachung des Montagevorganges an den inneren und äusseren Lagerstellen eine konische Form aufweisen. Gemäss einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die ringförmigen elastischen Scheiben 47 mit einem oder mehreren einvulkanisierten Zwischenblechen ausgeführt. Durch diese Massnahme kann praktisch ohne Veränderung der in Fahrtrichtung wirkenden Schubfederkonstanten die für die Querfederung dienende Druckfederkonstante wesentlich beeinflusst werden.

Die Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt, die Vorspannung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 unveränderbar eingestellt zu halten. Vielmehr wird in einer alternativen Weiterbildung der Erfindung ein z. B. mittels eines Energieträgers betätigbares Drackelement, es kann auch eine Dehnschraube 48 sein, verwendet, mit dem die Vorspannung der ringförmigen elastischen Scheiben 47 auch während der Fahrt verändert werden kann, was erlaubt, die Elastizitätsabstimmung der Radsatzführung zu variieren, um für bestimmte Streckenverhältnisse die optimale Einstellung zu erlangen. Für die Betätigung des Druckelementes kann ein Fluidum, z. B. Druckluft, Drucköl oder aber eine elektromotorische Kraft verwendet werden, wobei hiezu eine nicht näher umschriebene mechanische oder elektrische Steuerung vorgesehen ist. Es besteht somit die Möglichkeit, die Lenkerführung streckenabhängig härter oder weicher einzustellen, je nachdem, ob es sich um die Fahrt im geraden Gleis oder in der Kurve handelt. Damit ist bei Geradeausfahrt eine exakte, spielfreie Parallelführung der Radsätze gewährleistet, während bei Kurvenfahrt eine radiale Einstellung derselben möglich ist.

Die Erfindung betrifft im weiteren auch ein Verfahren zum Modifizieren bestehender Drehgestelle, welche, mit den erfindungsgemässen Mitteln ausgerüstet, bei Kurvenfahrt eine kontrollierte radiale Einstellung der Radsätze auf den Kurvenmittelpunkt hin aufweisen.

Hierbei wird vorzugsweise von einer Drehgestellbauart mit einer als Lenkerversion ausgebildeten Primärstufe ausgegangen, bei der die Radsatzführung über am Drehgestellrahmen in x- und y-Rich-tung spielfrei und elastisch gelagerte Achslenker erfolgt und die Abfederung in z-Richtung von unmittelbar über oder neben den Achslagern angeordneten Primärfedern übernommen wird. Wie aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, lassen derartige Radsatzführungen durch ihren stabilen Geradeauslauf zwar höhere Fahrgeschwindigkeiten in der Geraden zu, verfügen jedoch auf kurvenreichen Strecken nur über eine ungenügende und unkontrollierte radiale Einstellbarkeit der Radsätze, wobei es unter ungünstigen Verhältnissen sogar zu einer antiradialen Einstellung beispielsweise des führenden Radsatzes im Gleisbogen kommen kann.

Mit den Mitteln der vorliegenden Erfindung werden nicht nur derartige Nachteile beseitigt, sondern es sind die erfindungsgemässen Mittel darüber hinaus so gestaltet, dass sie sich zur nachträglichen Umrüstung eines Drehgestelles der zuvor beschriebenen Bauart eignen. Hiezu wird mit dem angegebenen Verfahren die herkömmliche Längs- und Querlenkung eines umzurüstenden Drehgestelles durch die erfindungsgemässe Lenkerführung ersetzt und dieselbe auf eine zusätzliche einzubauende Radiallenkung abgestimmt. Dazu kann man sich wahlweise der jeweiligen Mittel für eine von zwei Radiallenkungen bedienen, nämlich der kastenseitigen Zwangssteuerung oder der gegenseitigen Selbststeuerung der Radsätze.

Das Verfahren zum Umrüsten bestehender Drehgestelle führt dann auch bei herkömmlichen Drehgestellen der vorstehend charakterisierten Bauart zu einer im positiven Sinne wirksamen Veränderung der Radialeinstellbarkeit der Radsätze, welche nun entweder zwangsweise durch den Fahrzeugaufbau oder durch gegenseitige Selbststeuerung der Radsätze herbeigeführt wird, ohne das stabile

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Laufverhalten in der Geraden nachteilig zu beeinflussen. Das erfindungsgemässe Verfahren erfüllt somit ein seit langem bestehendes, unbefriedigtes Bedürfnis, zielt es doch darauf ab, die in grosser Zahl vorhandenen Drehgestelle der beschriebenen Bauart mit vergleichsweise geringem Aufwand so zu modifizieren, dass deren Fahrzeuge 5 im Betriebsprogramm eines hochwertigen und schnellen Reisezugverkehrs auch auf kurvenreichen Strecken die heutigen, vergleichsweisen Anforderungen erfüllen können, wie sie an Neubaufahrzeuge bezüglich Laufgüte, Schallabstrahlung und Verschleissreduktion gestellt werden.

Die Anwendung oder Nachrüstung der vorliegenden Erfindung kann unabhängig von der jeweiligen Spurweite ausser bei einem hier gezeigten Laufdrehgestell auch an einem analog konzipierten Trieboder Motordrehgestell erfolgen.

3 Blätter Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Radsatzführung für schnellfahrfahige Drehgestelle (2) von Schienenfahrzeugen mit einer Längs- und Queranlenkung der Radsätze, bei welcher zwischen den Achslagerstellen (11, 11', 12, 12') zweier Radsätze (5, 6) und einem Drehgestellrahmen (15) je ein biegesteifer Achslenker (18,18', 19, 19') vorgesehen ist, der mit den Achslagerstellen (11, 11', 12, 12'), auf denen sich der Drehgestellrahmen (15) über Primärfedern (16,16', 17,17') abstützt, eine lösbare Einheit bildet und der an seinem dem Drehgestellrahmen (15) zugewandten Ende in einem Achslenkerlager (23,23', 24, 24') um eine horizontale Achse schwingbar elastisch mit dem Drehgestellrahmen (15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder biegesteife Achslenker (18, 18', 19, 19') an seinem dem Drehgestellrahmen (15) zugewandten Ende ein Achslenkerauge (28) aufweist, an dem beidseits, koaxial mit der zu den Radsatzwellen (9, 10) parallel verlaufenden Achslenkeraugenachse (52), ringförmige, elastische Scheiben (47) angeordnet und zwischen zwei von beidseits des Achslenkerauges (28) konzentrisch ineinandergleitbaren Lagertellern (45, 46) in Drehgestellquerrichtung auf Druck vorgespannt sind, wobei die Lagerteller (45, 46) mit ihren Enden (55, 56) in einem zweiteiligen Support (26, 26') mittels je einer Bride (57, 57') und der Schrauben (58, 58', 59, 59') kraftschlüssig am Drehgestellrahmen (15) befestigt sind, und dass zur Führung der Radsätze (5, 6) die jeweiligen Längsund Quersteifigkeiten eines Achslenkerlagers (23, 23', 24, 24') untereinander abstimmbar sind.
2. Radsatzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Druckvorspannung der Scheiben (47) ein insbesondere fluidbetätigbares Druckelement oder eine Dehnschraube (48) und selbstzentrierende Distanzringe (50) vorgesehen sind.
3. Radsatzführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen elastischen Scheiben (47) aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder sonstigen elastomeren Werkstoffen bestehen.
4. Radsatzführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die am Steg (53) des Achslenkerauges (28) sowie an den Lagertellern (45,46) direkt aufliegenden ringförmigen elastischen Scheiben (47) eine konische Form besitzen.
5. Radsatzführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen elastischen Scheiben (47) beidseitig aufvulkanisierte Bleche aufweisen.
6. Radsatzführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aufvulkanisierten Bleche der am Steg (53) des Achslenkerauges (28) sowie an den Lagertellern (45, 46) direkt aufliegenden ringförmigen elastischen Scheiben (47) eine konische Form besitzen.
7. Radsatzführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen elastischen Scheiben (47) ein oder mehrere einvulkanisierte Zwischenbleche aufweisen.
8. Radsatzführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steg (53) des Achslenkerauges (28) und den Lagertellern (45, 46) eine in deren Ausdrehung (54) geführte ringförmige Beilage (51) aus elastischem Material als Endanschlag zur beidseitigen Begrenzung der Längsfederung des Achslenkers (18, 18', 19,19') angeordnet ist.
9. Radsatzführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Einstellbarkeit der Radsätze (5, 6) durch eine wagenkastenseitige Zwangssteuerung erfolgt, bei welcher die Achslagerstellen (11,11', 12,12') beidseits paarweise über je ein seitlich am Drehgestellrahmen (15) angeordnetes, durch die Relativbewegung zwischen Wagenkasten (1) und Drehgestell (22) betätigtes Lenker-Hebel-System (73, 73') miteinander verbunden sind.
10. Radsatzführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lenker-Hebel-System (73, 73') einen auf dem Drehgestellrahmen (15) im Festpunkt (64, 640 schwenkbar montierten vertikalen Steuerhebel (69) mit drehfest verbundenem Lenkerhebel (65) enthält, wobei der vertikale Steuerhebel (69) über eine Steuerstange (71) mit einem Betätigungspunkt (72) des Wagenkastens (1) in Verbindung steht, und der Lenkerhebel (65) über die Gelenke (67, 68)

mit den einstellbaren Lenkerstangen (62, 63) verbunden ist, die ihrerseits mit den entsprechenden Achslagerstellen (11, 12) gekoppelt sind.
11. Radsatzführung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass, um die Relativbewegungen zwischen Wagenkasten (1) und Drehgestell (22) zu ermöglichen, das Lenker-Hebel-System (73, 73') an allen seinen Drehpunkten wartungsfreie Gelenke (70, 70') aufweist.
12. Radsatzführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- . zeichnet, dass die radiale Einstellbarkeit der Radsätze (5, 6) durch eine gegenseitige Selbststeuerung erfolgt, bei welcher die beiden Radsätze (5, 6) von je einem horizontal quer verlaufenden C-förmi-gen Steuerrahmen (75, 76) umgriffen werden, wobei diese Steuerrahmen (75, 76) einerseits steif an den zugehörigen Achslagerstellen (11, 11', 12, 12') angeschlossen sind und andererseits je einen gegen die Drehgestellmitte hin weisenden Verbindungssupport (85, 86) besitzen, deren Scheitelpunkte in einem gemeinsamen elastischen Drehgelenk (88) um die Vertikalachse schwenkbar und einstellbar miteinander verbunden sind.
13. Radsatzführung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das elastische Drehgelenk (88) in einer Höhe oberhalb oder unterhalb der Radsatzwellen (9, 10) befindet, und z. B. als elastisches Lager ausgebildet ist.
14. Verfahren zum Umrüsten von Drehgestellen (2) auf die Radsatzführung gemäss den Ansprüchen 1 bis 11 oder 1 bis 8 und 12, 13, dadurch gekennzeichnet,

— dass an einem bestehenden Drehgestell (2) die Achslenkerlager herkömmlicher Bauart (13, 13', 14,14') nach Öffnen der Briden (37, 37') ausgepresst und durch ringförmige elastische Scheiben (47) ersetzt werden, welche sich auf einen im Achslenkerauge (28) mittig vorzusehenden Steg (33) flächig abstützen;

■— dass die ringförmigen elastischen Scheiben (47) über die konzentrisch ineinandergleitbaren Lagerteller (45, 46) vorgespannt werden;

— dass die durch die Enden der über ihre Führungsflächen (44) koaxial miteinander verbundenen Lagerteller (45, 46) gebildeten fluchtenden Achsen mit ihren Lagertellerenden (55, 56) in den zweiteiligen Support (26) eingelegt und mit je einer Bride (57, 57') und den Schrauben (58, 58', 59, 59') kraftschlüssig am Drehgestellrahmen (15) befestigt werden;

— dass man für die radiale Einstellbarkeit der beiden Radsätze (5, 6) entweder für eine wagenkastenseitige Zwangssteuerung beidseits am Drehgestellrahmen (15) je ein Lenker-Hebel-System (73, 73') anbringt oder für eine gegenseitige Selbststeuerung der beiden Radsätze (5, 6) diese mit je einem C-förmigen Steuerrahmen (75, 76) versieht und letztere über je einen Verbindungssupport (85, 86) in einem gemeinsamen Drehlager (88) um die Vertikalachse schwenkbar und einstellbar miteinander verbindet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

—■ dass man zur Montage des Lenker-Hebel-Systems (73, 73')

beidseits am Drehgestellrahmen (15) je einen nach aussen hin weisenden Festpunkt (64) anbringt, auf dem je ein Lenker-Hebel-System (73, 73') für die Radsatzsteuerung drehbar mittels wartungsfreier Gelenke (70, 70') gelagert wird;

— dass man jede der beiden einstellbaren Lenkerstangen (62, 63) einer Drehgestellseite an der jeweils zugeordneten Achslagerstelle (11, 12) eines jeden Radsatzes (5, 6) unter Verwendung von wartungsfreien Gelenken (70) anschliesst;

— dass man den vertikalen Steuerhebel (69) über eine Steuerstange (71) am Wagenkasten (1) unter Verwendung von wartungsfreien Gelenken (70) anschliesst.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Montage der C-förmigen Steuerrahmen (75, 76) dieselben so an den Achslagerstellen (11,11', 12,12') eines Radsatzes (5, 6) anordnet, dass diese den jeweiligen Radsatz zur Drehgestellmitte hin umgreifen, und dass man die Verbindungssupporte (85, 86) der beiden C-förmigen Steuerrahmen (75, 76) in der Drehgestellmitte in einem gemeinsamen Drehlager (88), um die Vertikalachse schwenkbar und einstellbar, elastisch miteinander verbindet.

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