Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Primärfederanordnung, insbesondere für Wagen¬ drehgestelle von Schienenfahrzeugen, umfassend ein glockenartiges Metall¬ außengehäuse sowie einen kegeligen Metallinnendorn, welche Teile mitein¬ ander über eine trichterförmige Gummischicht vulkanisiert sind und wobei der sich ergebende Elastomerkörper mit Zwischenblechen armiert ist und das Gehäuse einen Befestigungsansatz aufweist, sowie einen innerhalb des Gehäuses befindlichen Hohlraum, in welchen der Metallinnendorn bei ver¬ tikaler Belastung federnd eintaucht, gemäß Oberbegriff des Patentan¬ spruchs 1.

Bei Güterwagendrehgestellen in drei- oder mehrachsiger sogenannter Y 25- Form kommen sowohl Lagergehäuse mit Blattfederaufhängung als auch Ge¬ häuse zum Einsatz, welche dornförmige Fortsätze besitzen, die der Auf¬ nahme von Schraubenfedern dienen.

Im Regelfall ist beidseitig eines Radsatzlagers eine Schraubenfeder vorge¬ sehen, welche sich zum Langträger abstützt. Zur Dämpfung sind soge¬ nannte Lenoir-Elemente oder hydraulische Einrichtungen vorhanden. Bei Drehgestellen von Typ ELH 3-25 S für eine Belastbarkeit von 25 t Rad¬ satzlast und eine Höchstgeschwindigkeit von bis zu 120 km/h werden pro¬ gressive Radsatzfedern der Bauart TKS verwendet. TKS-Federn sind Trapez- Kreisquerschnitt-Anordnungen in Form zylindrischer Schrauben-federn mit konstantem Innen- und Außendurchmesser. Durch Auswalzen der Federen¬ den ergibt sich eine progressive Federkennlinie. Mit Hilfe dieser Federn können die ansonsten bei Y ^' 25-Drehgestellen üblichen zweiteiligen Feder¬ sätze entfallen .

Der Trend bei der Entwicklung von Drehgestellen geht unter Umweltas¬ pekten zu einer größeren Laufruhe, einer geringeren Masse und insgesamt in Richtung akustischer Optimierung. So wurden herkömm liche Klotzbrem-

sen durch Scheibenbremsen ersetzt und es kommen pro Radsatz in jeder Primärfederstufe anstelle von Schraubenfedern Gummielemente zum Ein¬ satz. Die eingesetzten Gummielemente geben dem Radsatz genügend Spiel, sich im Bogenverlauf in Grenzen einstellen zu können . Dieses unter dem Begriff „Leila" entwickelte Drehgestell soll anstelle konventioneller Y 25- Drehgestelle im Binnenverkehr zum Einsatz kommen .

Zur Lagerung der Radsätze ist die von der Firma SKF - Contitech Railway Engineering entwickelte Gigabox bekannt geworden, welche auch zum Nachrüsten von Y 25-Drehgestellen Verwendung findet. Die Gigabox be¬ steht aus einer Hydrofeder, einem Gummifederelement mit integriertem Dämpfer und einer speziellen Lagereinheit. Mit dem Gummifederelement und integriertem Dämpfer können bisherige Primärschraubenfedern ersetzt werden . Durch die Hydrofeder sollen bessere akustische Eigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Schraubenfedern gegeben sein.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bei der Gigabox verwendete hydrauli¬ sche Dämpfungsflüssigkeit bei extremen Temperaturbelastungen, denen rollendes Material auf der Schiene grundsätzlich ausgesetzt ist, zu uner¬ wünschten Veränderungen in der Dämpfungscharakteristik und damit der Gesamteigenschaften der entsprechenden Radsatzlagerung führt.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ausgehend von einer bekannten Konuslager-Primärfederanordnung, welche einen kegeligen Metallinnendorn und ein glockenartiges Gehäuse aufweist, wobei die vorer¬ wähnten Teile über eine trichterförmige Gummischicht vulkanisiert sind und im sich ergebenden Elastomerkörper Zwischenbleche als Armierung einge¬ setzt werden, diese so weiterzubilden, daß nach Möglichkeit über die ge¬ samte Lebensdauer konstante und reproduzierbare Federeigenschaften und Federkennlinien gegeben sind und gleichzeitig eine akustische Optimie¬ rung möglich wird.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Primärfederanord¬ nung, insbesondere für Wagendrehgestelle von Schienenfahrzeugen gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprü-

che mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen dar¬ stellen.

Die erfindungsgemäße Primärfederanordnung umfaßt ein glockenartiges Metallaußengehäuse sowie einen kegeligen Metallinnendorn, welche mitein¬ ander über eine trichterförmige oder konische Gummischicht vulkanisiert sind und wobei der sich ergebende Elastomerkörper eine Zwischenblech- Armierung aufweist. Das Gehäuse besitzt einen flanschartigen Befesti¬ gungsansatz und es ist innerhalb des Gehäuses ein Hohlraum vorhanden, in welchen der Metallinnendorn bei vertikaler Belastung federnd eintaucht.

Erfindungsgemäß weist das Metallaußengehäuse einen den Hohlraum ver¬ größernden zylindrischen Abschnitt auf, wobei in diesem vergrößerten Hohlraum ein mit der Unterseite des Metallinnendorns und/oder Abschnit¬ ten des Elastomerkörpers in Kontakt stehender oder in Kontakt kommender Federkörper angeordnet ist.

Dieser Federkörper ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er-fin- dung eine Ein- oder Mehrwindungen aufweisende Stahlschrauben-Elasto¬ mer-Verbundfeder. Die Stahlschrauben-Elastomer-Verbundfeder umfaßt eine Befestigungsfläche zum stoff- oder formschlüssigen Verbinden mit ei¬ nem komplementären Abschnitt des Metallinnendorns, Abschnitten des Elastomerkörpers und/oder den Armierungs-Zwischenbiechen. Auch können im Elastomerkörper Befestigungselemente einvulkanisiert werden, die der Kraftübertragung hin zur Stahlschrauben-Elastomer-Verbundfeder dienen .

Bevorzugt ist die Stahlschrauben-Elastomer-Verbundfeder konzentrisch zum kegeligen Metallinnendorn befindlich angeordnet.

Der Federkörper kann eine Vorrichtung zum Einstellen einer Federvorspan¬ nung aufweisen .

Die Federvorspannung kann ausgestaltend über eine an der Unterseite der Verbundfeder wirkende Verstellschraube oder dergleichen Mittel vorgege¬ ben werden .

Eine Ausführungsform der Erfindung weist einen Metallinnendorn auf, der einen in den Hohlraum hineinreichenden bolzenartigen Verlängerungszap¬ fen besitzt, welcher eine Führung für die Verbundfeder bildet.

Die Verbundfeder ist allseitig mit einem Elastomer umgeben, so daß insge¬ samt eine Elastomerhülse mit im Inneren befindlicher Stahlfeder entsteht.

Anstelle der vorerwähnten Stahlschrauben-Elastomer-Verbundfeder kann auch eine Tellerfeder zum Einsatz kommen, die sich im vergrößerten Hohl¬ raum befindet und deren Federzungen zur Beeinflussung der Federcha¬ rakteristik z.B. mit der Unterseite des Metallinnendorns beim Einfedern desselben in Kontakt gelangen.

Mit der vorgestellten Primärfederanordnung werden Setzerscheinungen na¬ hezu ausgeschlossen bzw. durch die im Inneren des Hohlraums befindliche Federanordnung oder den dortigen Federkörper kompensiert. Aufgrund nicht gegebener Metall-Metall-Kontakte tritt eine vorteilhafte akustische Optimierung im Sinne einer Geräuschminderung beim Betrieb eines mit derartigen Primärfedern ausgerüsteten Drehgestells ein. Der Innendorn kann in an sich bekannter Weise mittels Schrauben oder dergleichen Be¬ festigungsmittel am Radsatzlagergehäuse fixiert werden . Entsprechend der gewählten Geometrie von Federgehäuse und Dorn bzw. der Vorspannung des Elastomerkörpers ist es möglich, der Primärfederanordnung eine line¬ are bis leicht progressive Axialfederkennlinie vorzugeben. Für die Elasto¬ mer-Gummikörper kommen hochwertige Naturkautschukqualitäten zum Einsatz. Das Federgehäuse kann als Stahlgußstück ausgeführt und der Fe¬ derdorn gewalzt oder geschmiedet werden. Die Armierungs-Zwischenbleche können aus Stahl gefertigt werden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.

Die Figur zeigt hierbei eine Längsschnitt-Darstellung durch eine Ausfüh¬ rungsform einer erfindungsgemäßen Primärfederanordnung für Wagen¬ drehgestelle von Schienenfahrzeugen .

Gemäß der figürlichen Darstellung weist die Primärfederanordnung ein glo¬ ckenartiges Metallaußengehäuse 1 sowie einen kegeligen Metallinnendorn 2 auf.

Das Metallaußengehäuse 1 und der kegelige Metallinnendorn 2 sind mitein¬ ander über eine trichterförmige Gummischicht 3 vulkanisiert und damit ver¬ bunden.

Der sich ergebende Elastomerkörper ist mit Zwischenblechen 4 armiert und es weist das Metallaußengehäuse 1 einen z.B. flanschartigen Befestigungs¬ ansatz 5 auf. Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich ein Hohlraum 6, in welchen der Metallinnendorn 2 bei vertikaler Belastung federnd eintaucht. Zur Befestigung des Metallinnendorns 2 besitzt dieser eine Gewindeboh¬ rung 7. Über diese Gewindebohrungen 7 kann die Primärfederanordnung mit Hilfe einer Schraube an einem nicht gezeigten Radsatzlagergehäuse befestigt werden.

An einem stufenartigen Absatz des Metallinnendorns 2 besteht die Möglich¬ keit, Beilagscheiben 8 anzuordnen, deren Dicke beispielsweise im Bereich von 1 mm bis 10 mm liegt, so daß ein Einstellen der Federlänge möglich wird.

Das Metallaußengehäuse 1 ist so ausgebildet, daß der Hohlraum 6 eine sol¬ che Gestalt aufweist, daß im Hohlraum 6 ein zusätzlicher Federkörper ein¬ setzbar ist. Dieser zusätzliche Federkörper steht kraftseitig über die Scheibe 12 und den Bolzen 13 mit der Unterseite des Metallinnendorns 2 und/oder Abschnitten des Elastomerkörpers 3 in Kontakt.

Gemäß Ausführungsbeispiel ist der Federkörper in Form einer Stahlschrau¬ ben-Elastomer-Verbundfeder 9 ausgeführt.

Diese Verbundfeder weist eine Stahlfeder 10 auf, welche vollständig von einem Elastomermaterial 11 umhüllt ist, so daß sich eine zylindrische Hülse bildet.

An der Oberseite besitzt die Stahlschrauben-Elastomer-Verbundfeder 9 die erwähnte Scheibe 12 als Befestigungsfläche zum Stoff- oder form-schlüssi- gen Verbinden mit einem komplementären Abschnitt des Metall-innendorns 2 z.B. mittels Bolzen 13, den vorerwähnten Abschnitten des Elastomerkör¬ pers 3 und/oder den Zwischenblechen 4. Neben einer Druck-Zug-Beanspru- chung ^' der Verbundfeder 9 durch entsprechenden Kraftschluß ist es auch möglich, die Verbundfeder nur auf Druck bei eintauchendem Metallinnen- dorn 2 zu belasten .

Wie aus der Figur ersichtlicht, ist die Stahlschrauben-Elastomer-Verbund¬ feder 9 konzentrisch zum kegeligen Metallinnendorn 2 angeordnet.

Der Federkörper kann ergänzend eine nicht gezeigte Vorrichtung zum Ein¬ stellen einer Federvorspannung aufweisen .

Die Federvorspannung kann beispielsweise über eine an der Unterseite der Verbundfeder wirkende Verstellschraube oder dort bezogen auf eine Gegen¬ fläche angeordnete Beilagscheiben vorgegeben werden .

Der Metallinnendorn nimmt bei einer Ausführungsform den Bolzen 13 auf und besitzt hierfür eine Führung für die Verbundfeder 9.

Bei einer figürlich nicht dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfin¬ dung weist die Oberseite der hülsenartigen Verbundfeder ein Einsatz- oder Abschlußteil auf, welches einen Anschlag zum Metallinnendorn oder einer Gegenfläche am Elastomerkörper darstellt. Bei dieser Ausführuπgsvariante werden Beschädigungen des Elastomerkörpers durch das Inkontaktkommen mit der Verbundfeder, insbesondere bei schlag- oder stoßartiger Belastung vermieden.

Bezugszeichenliste

1 Metallaußengehäuse

2 Metallinnendorn

3 Elastomerkörper

4 Armierungs-Zwischenblech

5 Befestigungsflansch

6 Hohlraum

7 Gewindebohrung Beilagscheibe Verbundfeder

10 Stahlschraubenfelder

11 Elastomermaterial der Verbundfeder

12 Scheibe

13 Bolzen