Unterflurradsatzdrehmaschine

Die Erfindung betrifft eine Unterflurradsatzdrehmaschine zum Bearbeiten der jeweiligen Profile von Rädern und Bremsscheiben von Radsätzen für Eisenbahnfahrzeuge mit Hilfe von Werkzeugen, während der Radsatz in Achslagergehäusen um seine Drehachse drehbar gelagert ist. Die Unterflurradsatzdrehmaschine weist Spannorgane zum Angreifen an den Achslagergehäusen des Radsatzes auf, von denen jeweils eines in einem Maschinenständer an jeder Stirnseite des Maschinenbetts der Unterflurradsatzmaschine vorgesehen ist sowie jeweils zwei Antriebsrollen, die ein Rollenpaar bilden, für jedes der beiden Räder des Radsatzes zum Anheben, Antreiben und Absetzen des Radsatzes vor, während bzw. nach der Bearbeitung.

Der Anlass für die vorliegende Anmeldung ist eine Unterflurradsatzdrehmaschine, die mit der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 001 220 A1 veröffentlicht wurde. Die bekannte Unterflurradsatzdrehmaschine zeichnet sich durch eine besonders niedrige Bauhöhe aus, wodurch sie dazu geeignet ist, in vorhandenen Arbeitsgruben aufgestellt zu werden. Die niedrige Bauweise der bekannten Unterflurradsatzdrehmaschine erfordert einen entsprechend angepassten Antrieb.

Ein Antrieb für eine Unterflurradsatzdrehmaschine in niedriger Bauweise ist auch aus dem Gebrauchmuster DE 20 2007 016 469 U1 mit der Bezeichnung „Unterflurradsatzdrehmaschine" derselben Anmelderin bekannt; das Gebrauchsmuster wurde am 13.03.2008 eingetragen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, den bekannten Antrieb weiter zu verbessern und insbesondere eine geringere Beanspruchung der Komponenten des Antriebs wie auch der Werkzeuge und des Werkstücks Radsatz herbeizuführen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst.

Eine vergleichbare Antriebseinrichtung ist beispielsweise aus dem europäischen Patent EP 0 332 823 B1 bekannt. Hierbei handelt es sich allerdings um eine „Drehmaschine zur Bearbeitung der Bremsscheiben eines aus einem Schienenfahrzeug ausgebauten Radsatzes". Bei der bekannten „Drehmaschine" handelt es sich um eine Einrichtung zur Bearbeitung ausschließlich von Bremsscheiben von Radsätzen, die aus dem Eisenbahnfahrzeug ausgebaut und der Bearbeitung überflur zugeführt werden. An eine niedrige Bauweise der Antriebsorgane ist bei der bekannten Drehmaschine nicht gedacht worden.

Bei der Unterflurradsatzdrehmaschine der vorliegenden Erfindung sind Rollenträgerschwingen vorgesehen, an deren Enden jeweils eine Antriebsrolle angeordnet ist zum Anheben, Antreiben und Absenken des Radsatzes. Insgesamt sind vier identische Rollenträgerschwingen an der Unterflurradsatzdrehmaschine vorgesehen. Zwei Antriebsrollen bilden jeweils ein Rollenpaar zum Angreifen an jeweils einem der beiden Räder eines Radsatzes. Dementsprechend sind jeweils zwei Rollenträgerschwingen einander gegenüberliegend an jedem stirnseitigen Ende der Unterflurradsatzdrehmaschine vorhanden. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Darstellung einer einzelnen Rollenträgerschwinge bzw. auf das Zusammenwirken von zwei aneinander angrenzenden Rollenträgerschwingen.

Mehrere annähernd horizontal verlaufende Hubzylinder sind dazu vorgesehen, die Antriebsrollen an den Enden der Rollenträgersehwingen in die Arbeitsstellung zu bringen und wieder außer Eingriff zu nehmen. Für jedes Rad eines eingespannten Radsatzes sind ein Spannorgan und zwei Antriebsrollen vorgesehen.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ebenso vorgesehen, dass die Spannorgane zum Festhalten des Radsatzes an den Achslagergehäusen eine horizontale Bewegung des Radsatzes zulassen, die zwischen 1 und 5 mm vorzugsweise 2 bis 3 mm beträgt.

Nachdem die Antriebsrollen am Umfang der beiden Räder des Radsatzes, sei es jeweils an der Lauffläche oder am Spurkranz, angelegt haben, wird der Radsatz mit Hilfe der Rollenträgerschwingen noch um ein begrenztes Maß vertikal angehoben. Dadurch werden Einlaufschienen frei, über die„ das Eisenbahnfahrzeug über die Unterflurradsatzdrehmaschine gerollt ist, und können entfernt werden, damit die

Bearbeitungswerkzeuge der Unterflurradsatzdrehmaschine die Räder oder Bremsscheiben des Radsatzes reprofilieren können.

Eine raumsparende Anordnung ergibt sich dadurch, dass an jeder Rollenträgerschwinge der Antriebsmotor für die zugehörige Antriebsrolle vorgesehen ist. Neben dem Antriebsmotor enthält die Rollenträgerschwinge auch noch ein Reduziergetriebe für den Antrieb der Antriebsrolle. Alle Antriebsmotoren sind miteinander synchronisiert.

Das freie Ende eines ersten Schwingenhebels ist mit einem annähernd horizontalen Hubzylinder über ein erstes Gelenk gelenkig verbunden, wobei der Hubzylinder zugleich an einem zweiten Hebel angreift, der in einem der beiden Maschinenständer der Unterflurradsatzdrehmaschine in einer Lagerung schwenkbar gelagert und mit dem anderen zweiten Hebel der angrenzenden Rollenträgerschwinge drehfest verbunden ist. Die drehfeste Verbindung erfolgt über eine Verzahnung, beispielsweise Evolventenverzahnung. Die Verzahnung an den Enden der beiden zweiten Hebel umgibt deren Lagerung im Maschinenständer jeweils konzentrisch. Ausreichend ist hier bereits eine Verzahnung, die sich im Umfang über nicht mehr als einen Halbkreis erstreckt.

Aufgrund der drehfesten Verbindung der beiden zweiten Hebel miteinander würde an sich bereits ein einzelner horizontaler Hubzylinder ausreichen, um die beiden aneinander angrenzenden Rollenträgerschwingen in die bzw. aus der Arbeitsstellung zu bewegen. Ein zweiter horizontaler Hubzylinder, wie er im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, verringert vorteilhaft die Beanspruchung der bewegten Teile beim Einfahren in die Arbeitsstellung. Die Verzahnung synchronisiert auch hier die Bewegungen der Hubzylinder.

Im Sinne einer Verringerung der Beanspruchung der Schwingen der Schwingenhebel, Antriebsrollen und des eingespannten Radsatzes ist die Schwinge am Schwingenhebel drehelastisch befestigt. Diese Befestigung wird durch einen Torsionsstab bewirkt, der zwischen dem Schwingenhebel und der Schwinge drehfest angeordnet ist. Für die drehfeste Anordnung sorgt z.B. eine Vielkeilverzahnung, wie sie an sich bekannt ist. Infolge der drehelastischen Befestigung der Schwinge kann

sich der Anpressdruck zwischen den Antriebsrollen und dem Radsatz in jeder Phase des Arbeitsspiels ausgleichen.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Es zeigen jeweils in verkleinertem Maßstab die

Fig. 1 eine Unterflurradsatzdrehmaschine in der Seitenansicht, - Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie ll-ll der Fig.1 ,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Rollenträgerschwinge

Jede Antriebsrolle 1 (Fig. 2 und 3) eines Rollenpaares ist am freien Ende 21 , 21' einer Rollenträgerschwinge 12, 12' dreh- und antreibbar gelagert. Die Rollenträgerschwinge 12, 12' besteht jeweils aus einer Schwinge 13, 13' und einem ersten Schwingenhebel 4, 4'. Die Schwinge 13, 13' und der erste Schwingenhebel 4, 4' sind an einem ersten Ende 14, 14' des Schwingenhebels 4, 4' fest miteinander verbunden. Die beiden aneinander angrenzenden Schwingen 13, 13' sind jeweils um eine Drehachse A bzw. B schwenkbar im Maschinenständer 10 gelagert. Die Drehachsen A, B verlaufen in einem radialen Abstand 24 parallel zur Drehachse Z, Z' des Radsatzes 22, 22', wobei der Radsatz Z das Werkstück mit dem größtmöglichen Raddurchmesser und der Radsatz Z' das Werkstück mit dem kleinstmöglichen Raddurchmesser darstellt, das auf der Unterflurradsatzdrehmaschine 20 bearbeitet werden kann. Entsprechend den Raddurchmessern 22, 22' ist die Lage der Schwingen 13, 13' für die Bearbeitung von großen Raddurchmessern 22 annähend horizontal, während sie für die Bearbeitung von kleinen Raddurchmessern 22' eine aus der Vertikalen leicht nach oben weisende Stellung einnimmt, die durch unterbrochene Linien dargestellt ist, sowohl der Schwingen 13, 13' als auch der Schwingenhebel 4, 4', der Hubzylinder 5, 5', der zweiten Hebel 34, 34 und der Zwischenhebel 36, 36'.

Die beiden freien zweiten Enden 15, 15' des Schwingenhebels 4, 4' sind jeweils mit einem annähernd horizontalen Hubzylinder 5, 5' und erste Gelenke 16, 16' gelenkig verbunden. An den Gelenken 16, 16' greift zugleich jeweils ein Zwischenhebel 36, 36' gelenkig an. Die Zwischenhebel 36, 36' sind andererseits über zweite Gelenke 37, 37' jeweils mit dem freien äußeren Ende 35, 35' eines zweiten Hebels 34, 34'

gelenkig verbunden. Diese zweiten Hebel 34, 34' sind ihrerseits aneinander angrenzend in Lagerungen 38, 38' im Maschinenständer 10 schwenkbar gelagert. Konzentrisch werden die Lagerungen 38, 38' von einer Verzahnung 39, 39' umgeben, die jeweils den beiden zweiten Hebeln 34, 34' zugeordnet ist. Die beiden Verzahnungen 39, 39' greifen formschlüssig ineinander ein (nicht gezeigt).

In der Darstellungsweise der Fig. 1 sind die gesamten Rollenträgerschwingen 12, 12' und deren jeweiligen Hubantriebe 4, 4'; 5, 5'; 16, 16'; 34, 34'; 36, 36' in der jeweiligen Arbeitsstellung mit durchgehenden oder unterbrochenen Linien wiedergegeben; das unmittelbare Anheben und Absenken eines Radsatzes Z, Z' in die bzw. aus der Arbeitsstellung wird dabei nicht gezeigt, weil es für den Fachmann an sich selbstverständlich ist.

über ein erstes Gelenk 33, 33' leitet der jeweilige horizontale Hubzylinder 5, 5' die Bewegung in den jeweiligen zweiten Hebel 34, 34' ein. Von dort setzt sich die Bewegung über die jeweiligen Gelenke 37, 37', die Zwischenhebel 36, 36' und die ersten Gelenke 16, 16' sowie die ersten Schwingenhebel 4, 4' in die jeweilige Rollenträgerschwinge 12, 12' fort, um die an deren äußeren Enden 21 , 21' befindlichen Antriebsrollen 1 vertikal in die Arbeitsstellung einzuschwenken bzw. daraus außer Eingriff zu bringen.

Beim Einschwenken in die Arbeitsstellung greifen die Antriebsrollen 1 an den Rädern 22 oder 22' des Radsatzes Z, Z' an; sei es an deren Lauffläche (nicht gezeigt) oder an deren Spurkranz (nicht gezeigt). Der Angriff der Antriebsrollen 1 an den Rädern 22, 22' erfolgt elastisch unter weitgehendem Ausgleich der Anpressdrücke der beiden Antriebsrollen 1.

Jede Rollenträgerschwinge 12 ist im Maschinenständer 10 an zwei Stellen 42, 42' schwenkbar gelagert (Fig. 2). Eine Drehmomentstütze (nicht gezeigt) begrenzt den Schwenkwinkel der Rollenträgerschwinge 12. Die Rollenträgerschwinge 12 besteht aus der Antriebsrolle 1 und deren Lagerung 43, 43' in einer Hülse 44. Zwischen der Welle 45 und der Antriebsrolle 1 und deren Antriebsmotor 3 ist ein Getriebe 2 geschaltet, von dem in der Figur 2 nur das Gehäuse 46 dargestellt ist. Das Gehäuse 46 ist außen mit Kühlrippen 47 versehen.

Die Hülse 44 ist in einem Rahmenträger 48 befestigt. Parallel zur Hülse 44 und im Abstand 49 dazu befinden sich der Rahmenträger 48 und eine zweite Hülse 50. Wie in der Darstellung erkennbar, sind die beiden Hülsen 44 und 50 im Wesentlichen zylindrisch, allerdings von unterschiedlicher Länge. Durch die Mitte 51 der Hülse 50 verläuft die Drehachse A bzw. B.

In der Hülse 50 ist ein Torsionsstab 40 angeordnet, der mit der Hülse 50 an einem ersten Ende 52 über eine Vielkeilverzahnung 41 drehfest verbunden ist, während der Torsionsstab 40 mit seinem anderen zweiten Ende 53 in der Hülse 50 drehbar geführt ist. Zur drehbaren Führung des Torsionsstabs 40 in der Hülse 50 ist eine Führungshülse 54 vorgesehen. Fest verbunden mit dem Torsionsstab 40 ist hingegen der Schwingenhebel 4.

Der Kraftverlauf in der Rollenträgerschwinge 12 lässt sich wie folgt beschreiben: Die Anpresskraft der Antriebsrolle 1 an das Rad 22 wird vom Hubzylinder 5 erzeugt. über den Zwischenhebel 36, den Schwingenhebel 4 und die Schwinge 13 setzt sich die Anpresskraft in die Rollenträgerschwinge 12 fort. Vom Schwingenhebel 4 wird die Anpresskraft zunächst in den Torsionsstab 40 eingeleitet. Der Torsionsstab 40 gibt die Anpresskraft über die Vielkeilverzahnung 41 an die zweite Hülse 50 weiter. Die zweite Hülse 50 wiederum überträgt die Anpresskraft über den Rahmenträger 48 und die erste Hülse 44 sowie die Lagerung 43 auf die Antriebsrolle 1.

Die Rollenträgerschwinge 12 besteht aus dem Schwingenhebel 4, dem Torsionsstab 40, der Hülse 50, dem Rahmenträger 48, der Hülse 44 und der darin gelagerten Antriebsrolle 1 mit ihrer Welle 45. Das Getriebegehäuse 46 erstreckt sich von der Welle 45 her parallel zum Rahmenträger 48 in Richtung des Schwingenhebels 4. ähnlich verhält es sich mit dem Motor 3, der sich vom Getriebegehäuse 46 her in Richtung auf die Hülse 50 und parallel dazu erstreckt. Damit wird eine besonders raumsparende Anordnung erzielt. Die Anordnung als solche, bestehend aus der Rollenträgerschwinge 12, dem Getriebegehäuse 46 und dem Motor 3 wird im Sinne der Erfindung als Schwinge 13 bezeichnet.

Bezugszeichenliste

Antriebsrolle Reduziergetriebe Antriebsmotor , 4' Schwingenhebel , 5' Hubzylinder 0 Maschinenständer 2, 12' Rollenträgerschwinge 3, 13' Schwinge 4, 14' erstes Ende vom Schwingenhebel (4, 4')5, 15' zweites Ende vom Schwingenhebel (4, 4')6, 16' erste Gelenke 0 Unterflurradsatzdrehmaschine 1 , 21' freies Ende von Rollenträgerschwinge (12, 12')2,22' Radsatz 4 radialer Abstand 3, 33' erstes Gelenk 4, 34' zweiter Hebel 5, 35' äußeres Ende 6, 36' Zwischenhebel 7, 37' zweites Gelenk 8, 38' Lagerung 9, 39' Verzahnung 0 Torsionsstab 1 Vielkeilverzahnung 2,42' Lagerung 3,43' Lagerung 4 Hülse 5 Welle der Antriebsrolle 6 (Getriebe-) Gehäuse 7 Kühlrippe 8 Rahmenträger 9 Abstand

50 zweite Hülse

51 Mitte der zweiten Hülse

52 erstes Ende

53 zweites Ende

54 Führungshülse

A Drehachse

B Drehachse

Z Drehachse