Radsatz für Schienenfahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen Radsatz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem derartigen Radsatz beispielsweise gemäß der DE-PS 30 19 573 hat bekanntlich die - durch Verändern der auf das Pulver ausgeübten Magnetisierungswirkung im übertragbaren Moment (Schlupfmoment) einstellbare - Kupplung die Funktion, beim Lauf längs eines Gleises im Falle eines Rollradienunterschiedes der Räder deren partielle Entkopplung, d.h. eine Differenzdrehzahl der Räder zuzulassen und damit den Längsschlupf der Räder gegenüber dem Gleis zu vermindern im Sinne einer Stabilisierung des Radsatzes. Zugleich hat aufgrund der Kupplung der Radsatz für den Lauf durch (enge) Gleisbögen den Vorteil, daß zur Nutzung der dann geforderten (dem Festradsatz eigenen) guten Führungseigenschaften ein eingestellter Schlupf in der Kupplung bloß zu beseitigen ist. Der bekannte Radsatz bevorzugt dabei die Bauform eines Losradsatzes, d.h. die Räder sind auf der (im zugehörigen Gestell feststehenden) Achswelle drehbar angeordnet. Das macht jedoch zwischen den Kupplungsteilen und der Achswelle Stützlager erforderlich, welche zwangsläufig mit denselben hohen Drehzahlen wie die Radlager laufen bzw. hoher Beanspruchung unterliegen und damit aufwendige Sonderlager sein müssen. Das Ausmaß des Lagerungsaufwandes zeigt beispielsweise eine durch die DE-OS 31 17 126 bekannte Kupplung. Zudem sind bei solchen Bauformen von den Kupplungsteilen weit auskragende,rohrförmige Halbachsen erforderlich, welche über die durchgehende Achswelle geschoben und somit dieser gegenüber einen wesentlich größeren Durchmesser haben müssen, wodurch die für den realen Bahnbetrieb von Hochgeschwindigkeitszügen am Radsatz erforderlichen Scheibenbremsen entsprechender Leistungsfähigkeit nicht ohne Schwierigkeiten unterzubringen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Radsatz der eingangs genannten Art ohne hochbeanspruchte Sonderlager zwischen den Kupplungsteilen und der Achswelle auszukommen in einer für den Bremseinbau vorteilhaften Bauform.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst durch einen Rückgriff auf die klassische Bauform des Radsatzes mit Festrädern auf einer Achswelle unter Teilung der Achswelle in zwei Halbachsen, so daß diese die Funktion von Verbindungselementen zwischen dem zugehörigen Rad und je einem Kupplungsteil zu erfüllen vermögen, wobei die Anordnung beider Kupplungsteile auf dem hohzylindrischen Halbachsenende sicherstellt, daß die Kupplungslagerung nur noch die Drehzahldifferenz zwischen beiden Halbachsen aufzunehmen braucht und somit quasistatisch betrieben wird.

Das Prinzip eines Festradsatzes mit geteilter Achswelle ist zwar durch die US-PS 1 206 583 aus dem Jahre 1916 in Form eines sog. Differential-Radsatzes bekannt. Dieser sollte jedoch lediglich in Anpassung an die Verhältnisse beim straßengängigen Kraftfahrzeug die im Zusammenhang mit den seinerzeit engen Gleisbögen auftretenden Bewegungs- und Verschleißprobleme lösen.

Die Erfindung und die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Ausgestaltungen werden im nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierzu zeigt die Zeichnung einen teilweise längsgeschnittenen Radsatz mit zwei auf einer Achswelle 1 festsitzenden Spurkranz-Rädern 2, 3. Um diese Räder 2, 3 beim Lauf des Radsatzes längs eines Gleises voneinander partiell entkoppeln zu können, ist zum einen die Achswelle 1 in zwei Halbachsen 4, 5 geteilt, von denen die eine Halbachse 4 über einen Endschaft 4.1 in die andere zumindest zur Radsatzmitte hin hohlzylindrische Halbachse 5 eingesteckt ist unter Zwischenfügung einer Radiallagerung aus einem Paar Rollenlager 6. Die Rollenlager 6 sind je einem Ende des Endschaftes 4.1 zugeordnet und gegeneinander angestellt, so daß sie Axialkräfte der beiden Räder 2, 3 aufzunehmen vermögen, daß also die für sich drehbaren Halbachsen 4, 5 gegeneinander axial unverschiebbär sind. Zum anderen sind die beiden Halbachsen 4, 5 über eine Magnetpulver-Kupplung 7 verbunden, beispielsweise der in der DE-AS 1 035 419 beschriebenen Art, aus einem zur Achswelle 1 konzentrischen Außenteil 7.1 und Innenteil 7.2 mit einer Erregerspule 7.3 zur Magnetisierung von nicht dargestelltem Magnetpulver im Arbeitsspalt 7.4 zwischen dem Außen- - und Innenteil zu deren Reibschlußverbindung mit der Folge einer Drehmomentübertragung je nach Magnetisierungswirkung, d.h. je nach Steuerung des Erregerstromes der Erregerspule 7.3. Dabei ist die eine Halbachse 4 ein Verbindungselement zwischen dem zugeordneten Rad 2 und dem Außenteil 7.1 der Kupplung 7, während deren Innenteil 7.2 über die zweite Halbachse 5 mit dem anderen Rad 3 verbunden ist. Das Innenteil 7.2 der Kupplung 7 ist unmittelbar auf dem hohlzylindrischen Ende 5.1 der zugeordneten Halbachse 5 festsitzend angeordnet, wobei ein Kraftschluß beispielsweise durch eine Preßpaß-(sog. Schrumpf-)Verbindung sichergestellt sein kann. Dagegen ist das Außenteil 7.1 der Kupplung mit der zugeordneten Halbachse 4 über ein das hohlzylindrische Halbachsenende 5.1 überkragendes Verbindungselement 8 gekuppelt, welches mittels eines sog. Mitnehmerringes 9 an der Halbachse 4 angeflanscht ist; Kraftschluß zwischen letzterer und dem Mitnehmerring 9 ist z.B. wiederum durch eine Preßpaß-Verbindung erreicht. Wegen dieser mittelbaren Verbindung ist das Außenteil 7.1 der Kupplung 7 zusätzlich an der dem Verbindungselement 8 abgewandten Seite auf dem hohlzylindrischen Halbachsenende 5.1 drehbeweglich abgestützt. Je nach Bauform und Gewicht des Außenteils 7.1 kann auf diese drehbewegliche Abstützung des Außenteils 7.1 der Kupplung 7 mittels eines Radiallagers 10 auch verzichtet werden oder kann, wie dargestellt, erforderlichenfalls durch ein solches Radiallager 10 das Außenteil 7.1 auch beidseitig gestützt werden.

Natürlich ist das Verbindungselement 8 torsionssteif ausgebildet. Um Spannungen desselben und der zugeordneten Verbindungsmittel sowie Lagerverspannungen weitestgehend auszuschließen, ist bei dem Verbindungselement 8 zugleich auf Biegesteifigkeit verzichtet. Dies ist ohne Beeinträchtigung der Torsionssteifigkeit beispielsweise durch einen Aufbau des Verbindungselementes 8 als ein Faserwickelkörper mit einem begrenzt gummielastischen Stoff (z.B. Polyurethan) als Bindungsmasse von zur Achsrichtung kreuzweise orientierten Fasern erreichbar. Natürlich kann zur Spannungsunterbindung auch auf übliche Mittel zur gelenkigen Verbindung des Verbindungselementes 8 mit dem Außenteil 7.1 und Mitnehmerring 9 zurückgegriffen werden.

Der vorbeschriebene Radsatz hat den offensichtlichen Vorteil, daß die Rollenlager 6 (wie die Radiallager 10) keine Hochleistungslager zu sein brauchen, weil sie nur mit der zwischen den beiden Rädern 2,3 bzw. deren Halbachsen 4, 5 durch die Magnetpulver-Kupplung 7 jeweils (aktiv) zugelassenen Differenzdrehzahl laufen.