DE3012996C2 - Rollenanordnung in Drehmaschinen zum Reprofilieren von Radsätzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenanordnung in Drehmaschinen zum Reprofilieren von Radsätzen mit am Umfang jedes Rades eines Radsatzes anlegbaren Stützrollen, von denen jeweils mindestens sine angetrieben ist.

Maschinen der oben genannten Art sind z. B. als Unterflurradsatzdrehmaschinen nach der DE-AS 11 24 782 oder nach der DE-PS 20 21 820 bekanntgeworden. Sie weisen am Umfang jedes Rades eines Radsatzes anlegbare Stützrollen auf, von denene jeweils mindestens eine angetrieben ist, wobei die Achsen dieser Rollen parallel zu sich selbst und zur Richtung der Radsatzachse verlaufen.

Die Mängel des zu reprofilierenden Radsatzes und die notwendig toleranzbehaftete Ausführung der Radsatzdrehmaschine verhindern, daß diese ideale Lage von Radsatzachse und Rolknachsv ι erreicht wird.

Dies führt dazu, daß die Achsen der am Umfang der Räder anlegbaren Rollen nicht: arallel zur Radsatzachse und auch nicht parallel zu sich selbst liegen. Das wiederum führt dazu, daß beim Antrieb des Radsatzes durch die am Umfang der Räder anlegbaren Rollen außer der tangentialen Reibkraft eine axiale Reibkraft entsteht mit einem Reibwert μ, der einem Schlupf von 100% entspricht. Während eine möglichst große tangentiale Reibkraft für den Antrieb des Radsatzes erwünscht ist, ist die axiale Reibkraft unerwünsc'ni. Je nach Richtung der Abweichung der Rollenachsen von der Parallelität mit der Radsatzachse kann auch die Richtung dieser axialen Reibkraft verschieden sein. Infolge von Exzentrizitäten und/oder Formabweichungen der Räder des Radsatzes kann die Richtung der Abweichung von der Parallelität mit jeder Umdrehung eines Rades (also periodisch) wechseln. Diese axialen Reibkräfte sind weitgehend gleich groß, weil die Andrückkraft jeder Treibrolle in etwa gleich groß ist und weil infolge der gleichen Oberflächenbeschaffenheit beider Reibpartner und infolge gleicher Umwelteinflüsse und infolge gleichen Schlupfes von 100% der Reibwert μ aller am Umfang der Räder anliegenden Rollen annähernd gleich groß ist. Die Größe des Schlupfes ist in dem gegebenen Falle unabhängig von der Größe der Richtungsabweichung von der Parallelität, so daß diese axiale Reibkraft in gleicher Größenordnung auftritt, auch unabhängig von der Größe der tangentialen Reibkraft (Antrieb). Das Auftreten der geschilderten axialen Reibkraft kann auch nicht dadurch verhindert werden, daß eine Rollenanordnung nach dem Prinzip eines Kegelrollenlagers verwendet wird, weil die Kegelwinkel der Laufflächen der Räder sich von Rad zu Rad und von Radsatz zu Radsatz auch während einer Umdrehung eines verschlissenen Rades ändern. Ein Kegelgetriebe ist somit nicht zu realisieren. Die axiale Reibkraft kann daher auf den Radsatz folgende Wirkung ausüben:

1. Die Rollen eines Rades üben gleichgerichtete axiale Reibkräfte gleicher oder periodisch wechselnder Richtung aus.

2. Die Rollen eines Rades üben unterschiedlich gerichtete axiale Reibkräfte gleichbleibender oder periodisch wechselnder Richtung aus.

Unbekannte Richtungen oder Änderungen der Richtungen der Axialkräfte während einer Umdrehung des Radsatzes oder während eines Arbeitsganges verursachen, da sie nicht abgestützt werden können, Ungenauigkeiten des bearbeiteten Profils und Vibrationen der Maschine, die deren Zerspanungsleistung mindern.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die bei solchen Maschinen unvermeidlich auftretenden Axialkräfte auf den Radsatz bewußt so zu richten, daß sie sich gegenseitig möglichst weitgehend aufheben.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß je Rad alle Achsen der am Umfang des Rades anlegbaren Rollen windschief zur Radsatzachse und — bezogen auf eine zur Radsatzachse senkrechte Ebene — spiegelbildlich symmetrisch angeordnet sind.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Hälfte einer erf'ndungsgemäßen Maschine in Seitenansicht,
Fig. 2den Schnitt A-A aus Fig. 1,

F i g. 3 die Di aufsieht der Maschine nach Fig. 1,
F i g. 4 schematisch in einer Vorderansicht die Lage des Radsatzes und einer möglichen Lage der Rollenachsen,

F i g. 5 eine Seitenansicht des in F i g. 4 Dargestellten, F i g. 6 die Draufsicht des in F i g. 4 Dargestellten,
Fig. 7 die Draufsicht auf die Ebene B-B aus Fig. 4 und

Fig. 8—10 eine zu den Fig. 4 —7 alternative Lage der Rollenachsen.

Die Beschreibung umfaßt nur die eine Hälfte der Maschine, die andere Hälfte ist spiegelbildlich symmetrisch.

In der Maschine wird ein Radsatz an seinen Lagergehäusen 2 mittels einer Stütze 28 abgestützt. Die Stütze 28 lagert auf einer Plattform 29, die am Ständer 4 angegossen ist. An seiner Lauffläche wird das Rad 1 des Radsatzes abgestützt von Rollen 6, 6'. Die Rollen 0, 6' sind befestigt ajf Achsen 16, 16', die drehbar und axial unverschiebbar in einem Rollenträger 7 gelagert sind und mit einer veritkalen Symmetrieebene 41 einen Winkel 17 einschließen. Auf jeder Achse 16, 16' ist ein Kettenrad befestigt, das über eine Kette 15, 15' mit einem auf einer Getriebewelle eines Getriebes 13, 13' befestigten Kettenrades in Verbindung steht. Das Getriebe 13,13' ist auf dem Rollenträger 7 befestigt. Auf jedem Getriebe 13, 13' ist ein Motor 12, 12' befestigt.

Auf der Welle jedes Motors 12, 12' ist ein Kettenrad befestigt, das je mit einem auf einer Getriebewelle des Getriebes 13, 13' befestigten Kettenrades über eine Kette 14,14' in Verbindung steht.

Das hintere Ende des Rollenträgers 7 ist über einen horizontalen Zapfen eines Kreuzgelenkes 11 gelagert. Der vertikale Zapfen des Kreuzgelenkes 11 ist im Ständer 4 gelagert. Das vordere Ende des Rollenträgers 7 wird abgestützt von zwei Stangen 8a. die in einer Stütze 8 befestigt sind. Stütze 8 wiederum wird abgestützt von der Kolbenstange 9a eines Kolbens 9,

der in einem Zylinder 10 gleitet Der Zylinder 10 ist im Ständer 4 befestigt Das freie Ende der in der Stütze 8 befestigten Stangen 8a und der Kolbenstangen 9a des Kolbens 9 sind kugelig ausgebildet und lagern in kugeligen Pfannen des Rollenträgers 7 und der Stütze 8.

Mit der inneren Seitenfläche des Rades 1 steht eine Seitenstützrolle 30 in Kontakt, die um einen vertikal angeordneten Zapfen 31 drehbar gelagert ist Der Zapfen 31 ist in einem hebel 32 befestigt, der um einen horizontal angeordneten Zapfen 33 schwingbar gelagert ist Der Zapfen 33 ist im Ständer 4 so befestigt, daß seine Achse in einer Ebene 23 liegt die von der inneren Seitenfläche des Rades 1 gebildet wird.

In dem Hebel 32 ist eine Welle 37 drehbar gelagert, auf der ein Zahnrad 34 und ein Handrad 36 mit seiner langen Nabe 37a undrehbar und unverschiebbar befestigt ist Ein Bund 22 am freien Ende der Welle 37 verhindert eine Längsbewegung. Das Zahnrad 34 kämml mit einem Zahnsegment 35, das an dem Ständer 4 befestigt ist An dem Ständer 4 ist ein Klemmzylinder 38 befestigt in dem eine Kolbenstange 39 gleitet. Die Kolbenstange 39 gleitet auch in einer Bohrung 21, 20 des Ständers 4 und in einem Schlitz 40 oes Hebels 32. Der Schlitz 40 ermöglicht eine Schwingbowegung des Hebels 32 um den Zapfen 33. Wird die Kolbenstange 39 vom Klemmzylinder 38 in diesen hineingezogen, so kiemmt sie hierdurch über einen Bund 19 und eine Anlagefläche 18 den Hebel 32 fest.

In den senkrecht zur Zeichenebene stehenden Ebenen B-Bimd B-B'(F i g. 4—7), welche mit einer Längsmittenebene C-Ceinen rechten Winkel bilden, sind die Achsen 16, 16' so gespreizt, daß das Maß a am antriebseitipen Ende größer ist als das Maß b am rollenseitigen Ende. Der Winkel α der z. B. in der Ebene B-B gebildet wird von der Ebene C-Cund der Achse 16, ist hierbei größer als die Summe der maximalen Abweichungen in der Ebene B-B, die sich aus natürlichen und toleranzbedingten Lagefehlern sowohl des Radsatzes als auch der Achse 16 ergeben. Es ist wichtig dies au beachten, da andernfalls die Wirkung der konstruktiven Maßnahmen nach der Erfindung durch die genannten Lagefehler zunichte gemacht werden könnten.

In Fig.8—10 ist als mögliche Alternative eine Anordnung der Achsen 16, 16' dargestellt, die ebenfalls der Lehre der Erfindung entspricht. In den Ebenen B-B und B-B', welche die bereits beschriebene Lage aufweisen, sind die Achsen 16,16' mit ihren antriebsseitigen Enden in der Zeichnungsebene nach rechts verschoben. Auch hier gilt für die Winkellage der Achsen 16, 16' das bereits für den Winkel λ bezüglich des Beispiels nach den Fig.4—7 erläuterte. Die Drehrichtung für die Rollen 6, 6' wird durch die Drehrichtungspfeile 42 und 44 angedeutet. Es ergibt sich dann für das Rad 1 des Radsatzes und damit für den ganzen Radsatz die Drehrichtung nach Drehrichtungspfeil 43. Jede Rolle 6,6' erzeugt in diesem Beispiel eine in axialer Richtung zur Radsatzmittelebene hin zeigende Kraft, welche z. B. von der Seitenstützrolle 30 aufgenommen werden kann.

Zur weiteren Erläuterung soll nun noch die grundsätzliche Funktionsweise einer Maschine nach der Erfindung beschrieben werden.

Ein nicht dargestelltes Schienenfahrzeug mit einem zu bearbeitenden Radsatz fährt auf nicht dargestellten, rückziehbaren Schienen in die Maschine ein. Die Rollen 6,6' v.erden mittels des Zylinders 10 und der Stangen 8a angehoben, kommen mit dem './'mfang des Rades 1 in Kontakt und heben den Radiate an. Die Schienen werden zurückgezogen. Auf die Plattform 29 wird für das Lagergehäuse 2 eine Stütze 28 gelegt. Auf diese Stütze 28 wird das Lagergehäuse 2 aufgesetzt. Der Dr,ick im Zylinder 10 wird soweit abgesenkt, bis die gewünschte Stützkraft auf die Rollen 6,6' hergestellt ist. In dieser Betriebslage der Maschine ist der Klemmzyünder 38 entspannt Mittels des Handrades 36 wird die Seitenstützrolle 30 an die innere Stirnseite des Rades 1 angelegt und der Klemmzylinder 38 gespannt Der Hebel 32 wird dadurch reibschlüssig mit dem Gestell 4 verbunden und kann sich nicht mehr bewegen. Dieser Zustand der Maschine ist in den Fig. 1—3 dargestellt.

Der Radsatz wird mittels der Motoren 12, 12' in Rotation versetzt und von einem Drehwerkzeug 24, welches von einem aus Längsschlitten 25 und Querschlitten 26 bestehenden Kreuzsupport bewegt wird, bearbeitet. Der Querschlitten 26 des, Krejzsupportes gleitet hierbei in der am Ständer 4 angeordneten Führung 27. Das Ausbringen des Radsatzes erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge. Während des Bearbeitens des Radsatzes treten die erwarteten Axialkräfte auf das Rad 1 auf, welche stets von der Seitenstützrolle 30 aufgenommen werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnuneen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Rollenanordnung in Drehmaschinen zum Reprofilieren von Radsätzen mit am Umfang jedes Rades eines Radsatzes anlegbaren Stützrollen, von denen jeweils mindestens eine angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß je Rad (1) alle Achsen (16, 16') der am Umfang des Rades (1) anlegbaren Rollen (6,6') windschief zur Radsatzachse (3) und — bezogen auf eine zur Radsatzachse (3) senkrechte Ebene — spiegelbildlich symmetrisch angeordnet sind.