DE935732C - Radsatzfuehrung fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

• Radsatzführung für Schienenfahrzeuge Bekanntlich führen Radsätze von Schienenfahrzeugen mit kegelig abgedrehten Laufflächen in der Geraden einen Sinuslauf aus, dessen Wellenlänge L sich aus der Laufflächenneigung y, dem Laufkreishalbmesser y und der halben Aufstandsbreite s zu errechnet. Mit dieser Wellenlänge und einer bei gegebener Fahrgeschwindigkeit sich daraus errechnenden Frequenz läuft der Radsatz dann, wenn er die auf Grund seiner kegehgen Lauffläche sich ergebende Rollbewegung ausführen kann, z. B. wenn er mit ausreichendem Längs- und Querspiel im Fahrzeugrahmen geführt ist.
• Wenn dagegen ein solcher Radsatz mittels einer starren Führung in einem Fahrzeug- oder Drehgestellrahmen am Ausrollen seines eigenen Sinuslaufes gehindert wird, so entsteht eine Sinusbewegung mit einer verlängerten Wellenlänge. Beispielsweise beträgt im zweiachsigen Fahrzeug- oder Drehgestell der Verlängerungsfaktor wobei a der Achsstand des Fahrzeuges oder Drehgestelles ist. Entsprechend der größeren Wellenlänge wird bei gleicher Fahrgeschwindigkeit die Frequenz der Sinusbewegung verringert, d. h. der Lauf des Fahrzeuges ruhiger. Diese Tatsache macht man sich bei neuen Konstruktionen von schnell laufenden Fahrzeugen zunutze, indem man bei diesen die Radsätze starr im Fahrzeug- bzw. Drehgestellrahmen führt.
• Es ist jedoch zu beachten, daß die beschriebene Verlängerung der Wellenlänge nur dann zustande kommt, wenn die Radsätze sowohl in Längs- als auch in Querrichtung spielfrei und fest geführt sind. Wenn die Radsätze nur in Längsrichtung spielfrei geführt sind, können sie auch dann noch ihre eigenen Sinuswellen ausrollen - und zwar synchron -, wenn die Summe ihrer Querspiele Zu, = a a, ist, wobei a der Achsstand und, a, der Winkel der größten Schrägstellung der Radsätze ist. Das fehlende Längsspiel wird in diesem Fall durch entsprechende Drehung des Rahmens um die Hochachse ausgeglichen. Eine Hinderung dieses synchronen Sinuslaufes beider Radsätze tritt hierbei nur durch die Massenwirkung des Rahmens auf, der der Winkelstellung der Radsätze folgen muß, und durch die bei der Querverschiebung der Radsätze entstehende Reibung zwischen Radsatz und Führung.
• Andererseits hat eine völlig starre Führung der Radsätze den Nachteil, daß auf schlechtem Oberbau seitliche Stöße, die von den Schienenflanken über die Spurkränze auf die Radsätze ausgeübt werden, ohne j ede Dämpfung auf die Rahmenteile üb ertragen werden, wodurch unangenehme Massenwirkungen, unter Umständen Zerstörungen und Dauerbrüche hervorgerufen werden können. Diesem Mangel hat man bisher dadurch abzuhelfen gesucht, daß man die Radsätze durch eingebaute Federn quer zur Fahrtrichtung nachgiebig führte. In einer weiteren bekannten Anordnung wird eine Pendelaufhängung des Radsatzes verwendet, wobei eine Vorspannkraft fehlt. Durch derartige Konstruktionen werden zwar die Wirkungen der Seitenstöße gemildert, aber es ist nirgendwo beachtet, daß nunmehr die obenerwähnte Verlängerung der Sinuswelle zur Erzielung einer größtmöglichen Laufruhe bei schnell fahrenden Fahrzeugen nicht mehr sichergestellt ist.
• Durch die bekannten quer nachgiebigen Radsatzführungen ist also das Problem der Laufruhe nicht gelöst worden. Andererseits haben die bekannten völlig starren Führungen, besonders bei schlechtem Oberbau, die nachteilige Eigenschaft .der unverminfierten Übertragung von seitlichen Stößen.
• Hier setzt der Gedanke der Erfindung ein, der folgende Überlegung zugrunde liegt: Um den Radsatz am Ausrollen seiner eigenen Sinuswelle zu hindern, muß er durch den Rahmen am reinen Rollen gehindert und wie bei der völlig starren Führung zu zusätzlichem Gleiten auf der Schiene gezwungen werden. Ist ,u die Reibzahl zwischen Rad und Schiene und Q die auf dem einzelnen Rad ruhende Last, so muß also bei der Verschiebung des Radsatzes quer zur Fahrtrichtung auf jedes Rad eine Kraft ausgeübt werden, die etwas größer ist als die Reibkraft u - Q, mit der das Rad an der Schiene haftet. Führt man demnach den Radsatz in Längsrichtung völlig Starr, in Querrichtung jedoch mit einer Kraft von der ;enannten Mindestgröße, so wird er die ihm vom Rahmen her aufgezwungene Bewegung ausführen, 3. h. die verlängerte Sinusbahn ausrollen. Mit anderen Worten: Eine die Querverschiebung des Radsatzes ündemde Kraft, die etwas größer ist als 2 ;u - Q ;Faktor 2, weil der Radsatz -zwei Räder hat), stellt dieselbe Laufberuhigung sicher, wie sie bei völlig starrer Führung erzielbar -ist. Wird im übrigen ein Querstoß auf den Radsatz ausgeübt, der die Größe 2 ,u - Q stärker überschreitet, so darf der Radsatz gegenüber dieser großen Kraft ohne weiteres nachgiebig sein und dadurch die Stoßwirkung mildern. Durch die Erfindung lassen sich also die einzelnen Vorteile der bisher bekannten Konstruktionen (Beruhigung des Sinuslaufes in der Geraden und Dämpfung der Seitenstöße) erhalten und miteinander vereinigen, ohne daß deren Nachteile (Unsicherheit der Laufberuhigung und ungedämpfte Übertragung der Seitenstöße) übernommen werden.
• Erfindungsgemäß wird also eine Radsätzführung für Schienenfahrzeuge vorgeschlagen, bei der der Radsatz in Längsrichtung völlig unnachgiebig und in Querrichtung spielfrei, aber gegenüber Stößen, die die Kraft 2 y - Q überschreiten, nachgiebig geführt ist. Die Nachgiebigkeit kann durch vorgespannte Federn oder sonstige Elemente erzeugt werden. In diesem Fall muß die Vorspannung der Federn eines Radsatzes etwas über dem Wert 2 ,u - Q liegen. Die nachgiebigen Elemente können im übrigen innerhalb des Achslagers, zwischen Achslager und Achslagerführung, in der Achslagerführung oder einer sonstigen geeigneten Stelle angebracht werden.
• Zur Erzielung der Nachgiebigkeit können auch stark dämpfende Federelemente verwendet werden, um das Übertragen von Querschwingungen zu unterbinden.
• Anspruch i schützt ausschließlich die Gesamtkombination seiner sämtlichen Merkmale. Die Ansprüche 2 und 3 gelten ausschließlich in Verbindung mit Anspruch i.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Radsatzführung für Schienenfahrzeuge, die in Längsrichtung spielfrei und unnachgiebig und in Querrichtung spielfrei und nachgiebig ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie gegenüber Querkräften unterhalb eines Wertes, der über dem Betrag 2p-Q liegt, unnachgiebig, jedoch gegenüber Kräften oberhalb dieses Wertes nachgiebig ist, wobei li die Reibzahl zwischen Rad und Schiene und Q die Radlast ist.
2. 2. Radsatzführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeit in Querrichtung durch entsprechend vorgespannte Federn erzielt ist. .
3. 3. Radsatzführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeit in Querrichtung durch entsprechend vorgespannte stark dämpfende Federn erzielt ist. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 887 664, 840 104, 898 oo7; deutsche Patentanmeldungen W 515511/20d, W 8956 11 /20d; USA.-Patentschrift Nr. 2 672 381; Glasus Annalen, 1950, S. 99 bis ioi.