Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

[0002] Eine solche Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge ist bekannt (DE-PS 31 11 087). Dabei ist der Bremselementträger der Bremse beispielsweise über einen am Fahrzeugrahmen drehbar gelagerten Schwenkhebel und einen Bowdenzug mit einem Winkelhebel des Achsschenkels des Rades verbunden. Am zweiarmigen Schwenkhebel greift einerseits der Bremselementträger und andererseit der Bowdenzug an. Dessen anderes Ende ist am freien Ende des senkrecht zur Radschwenkachse verlaufenden Winkelhebels des Achsschenkels gelenkig befestigt, auf dem das Rad drehbar gelagert ist und der seinerseits am Fahrzeugrahmen um die auf der der mittleren Fahrzeuglängsachse abgewandten Seite neben dem Rad verlaufende Radschwenkachse drehbar gelagert ist. Das beim Bremsen auf den Bremselementträger einwirkende Reaktionsmoment bzw. die entsprechende Reaktionskraft wird über den Schwenkhebel und den Bowdenzug auf den Winkelhebel des Achsschenkels übertragen, um das Rad mit einem Drehmoment zu beaufschlagen, welches dem beim Bremsen auf das Rad von der Schiene her einwirkenden Drehmoment um die Radschwenkachse entgegengerichtet ist und es kompensiert, so daß es das Rad nicht aus der jeweiligen Sollstellung herausdreht.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher die Verbindung des Bremselementträgers der Bremse mit dem Achsschenkel des Rades und dem Fahrzeugrahmen insbesondere im Hinblick auf einfachen und kompakten Aufbau, stets zuverlässige Funktionsweise und leichte Anpaßbarkeit an die verschiedensten Ausgestaltungen der Einzelradanordnung noch weiter verbessert ist.

[0004] Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge sind in den restlichen Patentansprüchen angegeben.

[0005] Nachstehend ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt schematisch:

Fig. 1 den senkrechten Längsschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 die Draufsicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1; und

Fig. 3 die Seitenansicht in Richtung des Pfeils III in Fig. 1.

[0006] Das auf einer Schiene 1 laufende Rad 2 eines Eisenbahnfahrzeugs ist um eine Achse A drehbar und um eine Achse B schwenkbar. Die Radschwenkachse B verläuft im wesentlichen senkrecht zur Raddrehachse A und zu der nicht dargestellten, sich in Fig. 1 und 2 links vom Rad 2 erstreckenden mittleren Fahrzeuglängsachse, und zwar rechts neben dem Rad 2 im Abstand x vom Aufstandpunkt RS des Rades 2 auf der Schiene 1. Für das Rad 2 ist eine Bremse 3 vorgesehen.

[0007] Das Rad 2 ist auf einem zur Raddrehachse A konzentrischen Achsschenkel 4 drehbar gelagert, von welchem ein zur Radschwenkachse B konzentrischer Zapfen 5 absteht, der seinerseits am Fahrzeugrahmen 6 drehbar gelagert ist. Am anderen Ende ist der Achsschenkel 4 ebenfalls mit einem Zapfen 7 versehen, welcher sich parallel zum Achsschenkel 4 auf der der Schiene 1 abgewandten Seite desselben erstreckt und von einem am Achsschenkel 4 befestigten Arm 8 absteht.

[0008] Die Bremse 3 ist als Scheibenbremse ausgebildet und besteht aus einer Bremsscheibe 9 am Rad 2, mit derselben zusammenwirkenden Bremselementen 10 und einem die Bremsscheibe 9 übergreifenden Bremselementträger 11, in welchem die Bremselemente 10 verschiebbar sind, um mit Bremsbelägen an der Bremsscheibe 9 im Bereich von deren Umfang zur Anlage zu kommen. Der Bremselementträger 11 ist im Bereich der Bremselemente 10 auf dem exzentrischen Zapfen 7 des Achsschenkels 4 um eine mit der Zapfenlängsachse zusammenfallende Achse C drehbar gelagert und zwischen dem Achsschenkel 4 und der Schiene 1 mittels einer Stange 12 an den Fahrzeugrahmen 6 angelenkt, welche im wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsachse verläuft und am freien Ende 13 eines Armes 14 des Bremselementträgers 11 angreift, der vom exzentrischen Zapfen 7 des Achsschenkels 4 weg auf den Radaufstandpunkt RS zu gerichtet ist.

[0009] Wenn bei einer Kurvenfahrt des Eisenbahnfahrzeugs das Rad 2 aus der dargestellten Normalstellung in Richtung des Pfeils B₁ oder des Pfeils B₂ in Fig. 2 um die Radschwenkachse B schwenkt, dann dreht sich der Bremselementträger 11 aus der dargestellten Normalstellung in Richtung des Pfeils C₁ bzw. des Pfeils C₂ in Fig. 3 um seine Drehachse C.

[0010] Wie in Fig. 2 veranschaulicht, wirkt bei Betätigung der Bremse 3 am Radaufstandpunkt RS eine entgegengesetzt zur Fahrtrichtung F des Eisenbahnfahrzeugs gerichtete Kraft K von der Schiene 1 her auf das Rad 2 ein, welche ein Drehmoment M₁ = K . x um die Radschwenkachse B bewirkt. Dieses Drehmment M₁ hat jedoch deswegen kein Verschwenken des Rades 2 um die Radschwenkachse B zur Folge, weil es durch ein entsprechendes Gegendrehmoment M₂ um die Radschwenkachse B kompensiert wird, welches ebenfalls auf das Rad 2 einwirkt.

[0011] Gemäß Fig. 3 resultiert das Gegendrehmoment M₂ aus der auf den Bremselementträger 11 beim Bremsen einwirkenden Reaktionskraft R₁, welche den Bremselementträger 11 um seine Drehachse C auf dem exzentrischen Zapfen 7 des Achsschenkels 4 in Richtung des Pfeils C₂ zu drehen bestrebt ist. Dem wirkt jedoch die Stange 12 entgegen, an welcher der Arm 14 des Bremselementträgers 11 zieht und welche auf den Arm 14 mit einer entsprechenden Kraft R₂ einwirkt.

[0012] Die Abstände y und z zwischen der Drehachse C des Bremselementträgers 11 am Achsschenkel 4 einerseits und dem Angriffspunkt der Reaktionskraft R₁ bzw. der Stangenkraft R₂ am Bremselementträger 11 andererseits und der Winkel α , den die beiden jeweils die Raddrehachse A und die Radschwenkachse B bzw. Drehachse C des Bremselementträgers 11 enthaltenden Ebenen miteinander einschließen, sind so gewählt, daß das Drehmoment M₁ durch das Gegendrehmoment M₂ genau kompensiert wird, was sich mit den unterschiedlichsten Werten für die Parameter y, z und α erreichen läßt.

[0013] Je kleiner der Winkel α ist, desto größer ist die zu der die Raddrehachse A und die Radschwenkachse B enthaltenden Ebene senkrechte Horizontalkomponente der beim Bremsen auf den Bremselementträger 11 einwirkenden Reaktionskraft R₁ und somit der Einfluß der letzteren auf das Gegendrehmoment M₂. Je kleiner der Abstand y und je größer der Abstand z ist, desto weniger dreht sich der Bremselementträger 11 um seine Drehachse C entsprechend deren Exzentrizität bezüglich der Raddrehachse A, wenn das Rad 2 um die Radschwenkachse B schwenkt, und umso weniger verändern somit auch die Bremselemente 10 des Bremselementträgers 11 dabei ihre Position bezüglich der Bremsscheibe 9, weswegen ein möglichst kleiner Abstand y und ein möglichst großer Abstand z günstig und umso vorteilhafter sind, je größer die Exzentrizität der Drehachse C des Bremselementträgers 11 bezüglich der Raddrehachse A ist.

[0014] Abwandlungen von der dargestellten und geschilderten Ausführungsform sind in mehrfacher Hinsicht möglich. So muß die Stange 12 nicht unmittelbar am Fahrzeugrahmen 6 angreifen, sondern kann sie auch an ein die beiden Achsschenkel 4 zweier benachbarter Räder 2 eines Eisenbahnfahrzeugs verbindendes Spurstangensystem angeschlossen werden. Auch ist es möglich, den Bremselementträger 11 bzw. dessen Arm 14 am freien Ende 13 über miteinander kämmende Zahnradsegmente abzustützen und insbesondere mit einem zu seiner Drehachse C am Achsschenkel 4 konzentrischen Kegelradsegment zu versehen, welches mit einem mit dem Fahrzeugrahmen 6 unmittelbar oder mittelbar verbundenen und zur Radschwenkachse B konzentrischen Kegelradsegment kämmt. Die Bremse 3 muß nicht unbedingt als Scheibenbremse ausgebildet sein. Vielmehr kann die Erfindung in Verbindung mit jeglicher Art von Bremse 3 für das Rad 2 verwirktlicht werden, ebenso wie ihre Anwendung nicht auf Eisenbahnfahrzeuge beschränkt ist.

Ansprüche

Einzelradanordnung für Eisenbahnfahrzeuge, bei welcher

a) das Rad (2) um eine zur Raddrehachse (A) und zur Fahrzeuglängsachse im wesentlichen senkrecht, neben dem Rad (2) im Abstand (x) vom Radaufstandpunkt (RS) auf der Schiene (1) verlaufende Achse (B) schwenkbar ist und

b) eine Bremse (3) für das Rad (2) vorgesehen ist, deren Bremselementträger (11) derart mit dem Achsschenkel (4) des Rades (2) und dem Fahrzeugrahmen (6) verbunden ist, daß beim Bremsen zur Kompensation des von der Schiene (1) her einwirkenden Drehmomentes (M₁) zusätzlich ein entsprechendes Gegendrehmoment (M₂) um die Radschwenkachse (B) auf das Rad (2) einwirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselementträger (11) mit Abstand von der Verbindungsstelle (13) mit dem Fahrzeugrahmen (6) am Achsschenkel (4) des Rades (2) exzentrisch zur Raddrehachse (A) gelagert ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselementträger (11) oberhalb der Raddrehachse (A) am Achsschenkel (4) des Rades (2) gelagert und unterhalb der Raddrehachse (A) mit dem Fahrzeugrahmen (6) verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselementträger (11) um eine zur Raddrehachse (A) parallele Asche (C) am Achsschenkel (4) des Rades (2) drehbar gelagert ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselementträger (11) im Bereich seiner Bremselemente (10) am Achsschenkel (4) des Rades (2) gelagert ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselementträger (11) einen vom Bereich seiner Bremselemente (10) weg gerichteten Arm (14) zur Verbindung mit dem Fahrzeugrahmen (6) aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (14) des Bremselementträgers (11) auf den Radaufstandpunkt (RS) zu gerichtet ist.

7. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselementträger (11) mittels einer Stange (12) an den Fahrzeugrahmen (6) angelenkt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (12) im wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsachse verläuft.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselementträger (11) über miteinander kämmende Zahnradsegmente mit dem Fahrzeugrahmen (6) verbunden ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselementträger (11) ein zu seiner Drehachse (C) konzentrisches Kegelradsegment aufweist, welches mit einem fahrzeugrahmenfesten und zur Radschwenkachse (B) konzentrischen Kegelradsegment kämmt.

Claims

1. Individual wheel arrangement for railway vehicles, in which

a) the wheel (2) can be pivoted round an axis (B) extending substantially perpendicularly to the axis of rotation (A) of the wheel and to the longitudinal axis of the vehicle, near the wheel (2) at a distance (x) from the wheel contact point (RS) on the rail (1) and

b) a brake (3) is provided for the wheel (2), the brake element carrier (11) of which is connected to the stub axle (4) of the wheel (2) and the vehicle chassis (6) in such a way that, when braking, in order to compensate for the torque (M₁) acting from the rail (1) additionally a corresponding counter torque (M₂) about the swivel axis (B) of the wheel acts on the wheel (2),
characterised in that the brake element carrier (11) is mounted on the stub axle (4) of the wheel (2) eccentrically to the axis of rotation (A) of the wheel with a spacing from the junction (13) with the vehicle chassis (6).

2. Arrangement according to claim 1, characterised in that the brake element carrier (1) is mounted above the axis of rotation (A) of the wheel on the stub axle (4) of the wheel (2) and is connected below the axis of rotation (A) of the wheel to the vehicle chassis (6).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterised in that the brake element carrier (11) is mounted on the stub axle (4) of the wheel (2) so as to be rotatable about an axis (C) parallel to the axis of rotation (A) of the wheel.

4. Arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterised in that the brake element carrier (11) is mounted on the stub axle (4) of the wheel (2) in the region of its brake elements (10).

5. Arrangement according to claim 4, characterised in that the brake element carrier (11) has an arm (14) for connecting to the vehicle chassis (6) and directed away from the region of its brake elements (10).

6. Arrangement according to claim 5 in conjunction with claim 2, characterised in that the arm (14) of the brake element carrier (11) is directed towards the wheel contact point (RS).

7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterised in that the brake element carrier (11) is hinged by means of a rod (12) to the vehicle chassis (6).

8. Arrangement according to claim 7, characterised in that the rod (12) extends substantially parallel to the longitudinal axis of the vehicle.

9. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterised in that the brake element carrier (11) is connected to the vehicle chassis (6) by means of gear wheel segments mating with each other.

10. Arrangement according to claim 9 in conjunction with claim 3, characterised in that the brake element carrier (11) has a bevel wheel segment which is concentric to its axis of rotation (C) and mates with a bevel wheel segment fixed to the vehicle chassis and concentric to the swivel axis (B) of the wheel.

Revendications

1. Agencement à roue individuelle pour des véhicules sur rails, dans lequel

a) la roue (2) est susceptible de basculer autour d'un axe (B) qui est pour l'essentiel perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue (2) et à l'axe longitudinal du véhicule, près de la roue (2) et à une distance (x) du point de contact (RS) avec le rail (1), et dans lequel

b) il est prévu pour la roue (2) un frein (3) dont le support (11) des éléments de freinage est relié de telle façon à la fusée d'essieu (4) de la roue (2) et au châssis du véhicule (6), que lors d'un freinage, et pour compenser le couple de rotation (M₁) agissant à partir du rail (1), un couple antagoniste correspondant supplémentaire (M₂) agit sur la roue (2) autour de l'axe de basculement de la roue (B),
caractérisé par le fait que le support (11) des éléments de freinage est monté à excentrement jar rapport à l'axe (A) de rotation de la roue, sur la fusée (4), et à distance du point du liaison (13) avec le châssis du véhicule (6).

2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support (11) des éléments de freinage est monté, au dessus de l'axe de rotation (A) de la roue, sur la fusée (4) de la roue (2), et, en dessous de l'axe de rotation (A) de la roue, il est relié au châssis (6) du véhicule.

3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le support (19) des éléments de freinage est articulé sur la fusée (4) de la roue (2) de manière à pouvoir tourner autour d'un axe (C) qui est parallèle à l'axe de rotation (A) de la roue.

4. Agencement selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le support (11) des éléments de freinage est monté, dans la zone de ses éléments de freinage (10), sur la fusée (4) de la roue (2).

5. Agencement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le support (11) des éléments de freinage comporte, pour sa liaison avec le châssis (6) du véhicule, un bras (14) dirigé en s'éloignant de la zone de ses éléments de freinage.

6. Agencement selon la revendication 5, en combinaison avec la revendication 2, caractérisé par le fait que le bras (14) du support (11) des éléments de freinage est dirigé vers le point de contact (RS) entre la roue et le rail.

7. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le support (11) des éléments de freinage est articulé, à l'aide d'une tige (12), au châssis du véhicule.

8. Agencement selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la tige (12) s'étend, pour l'essentiel, parallèlement à l'axe longitudinal du véhicule.

9. Agencement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le support (11) des éléments de freinage est relié au châssis (6) du véhicule par l'intermédiaire de secteurs dentées en prise.

10. Agencement selon la revendication 9, en liaison avec la revendication 3, caractérisé par le fait que le support (11) des éléments de freinage comporte un secteur de pignon conique concentrique à son axe de rotation (C), et engrenant avec un secteur de pignon conique solidaire du châssis du véhicule et concentrique à l'axe de basculement (B) de la roue.

Zeichnung