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Wiegenloses zweiachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge
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Erfindungsgemäss wird eine vorteilhafte den angeführten Aufgaben vollständig entsprechende und zugleich wesentlich einfachere, im Betrieb vorteilhafte Ausbildung der Verbindung des Drehgestelles mit dem Oberkasten eines Schienenfahrzeuges, bei dem der Oberkasten auf den Bunden zweier zu beiden Seiten des Drehgestelles angeordneter mittels Pendelgehängen mit dem Drehgestellrahmen verbundener Blattfedern abgestützt ist, dadurch erreicht, dass die Blattfedern an ihren Federbunden mit dem Fahrzeugkasten starr verbunden sind. Die Blattfedern sind hiebei am Oberkasten selbst oder auf einem mit diesem fest verbundenen Rahmenteil gelagert.
. Besonders vorteilhaft gestaltet sich erfindungsgemäss die Verbindung zwischen Oberkasten und den Trieb- bzw. Drehgestellen, wenndiezu jedem Trieb-bzw. Drehgestell gehörigen zwei Wagenkastentrag- federn nicht direkt am Oberkastenrahmen sondern auf einem an sich bekannten Querträger befestigt bzw. gelagert werden, der seinerseits unterhalb des Trieb - bzw. Drehgestellrahmens angeordnet ist und an beiden Enden mit den seitlichen Rahmenholmen des Oberkastens fest, jedoch abnehmbar, verbunden wird. Mit Vorteil erhalten hiebei die Hauptholme des Oberkastens nach unten vorstehende Füsse, mit denen der Querbalken zum Beispiel durch Verschraubung verbunden wird. Nach Lösen dieser Schraubenverbindung kann der Oberkasten leicht von den Drehgestellen abgehoben werden.
Der Querbalken wird vorteilhaft angenä- hert in der Drehzapfenquerebene des Trieb- bzw. Drehgestelles angeordnet.
Da bei der erfindungsgemässen Verbindung zwischen Trieb- oder Laufgestellen und dem Oberkasten die die Tragfeder mit dem Drehgestellrahmen verbindenden Pendel betriebsmässig nicht nur in der Querrichtung (bei Auspendeln des Drehzapfens in der Querrichtung), sondern auch in der Längsrichtung (bei Drehung des Drehgestelles um den Drehzapfen) ihre Neigung ändern, erhalten die Pendel an ihren beiden Enden allseits bewegliche Gelenke. Vorzugsweise werden diese Gelenke, wie an sich bekannt, mit reibungsfreier Beweglichkeit ausgebildet, z. B. durch Einbau zylindrischer, kugelförmiger oder schneidenförmiger Wälz- bzw.
Lagerflächen. Mit besonderem baulichen Vorteil wird erfindungsgemäss das obere Ende des Pendels mit einer Kreuzschneidenlagerung ausgebildet, wogegen das untere Lager des Pendels mittels einer in zwei entsprechenden Pfannen gelagerten Kugel als Kugelgelenk ausgebildet ist, wobei vor-
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rahmen noch eine zusätzliche Federung mit eingebaut werden, z. B. eine Schrauben- oder Gummifeder.
Auch zwischen die Wagenkastentragfeder bzw. deren Federbund und den Oberkastenrahmen bzw. den Querträger kann mit Vorteil ein Federelement aus Gummi eingeschaltet werden.
Bei der erfindungsgemäclen Ausbildung der Verbindung zwischen Oberkasten und Trieb-bzw. Drehgestell wird die gegenseitigeZentrierung dieser beiden Fahrzeugteile so ausgebildet, dass der Oberkasten gegenüber dem Drehgestell in der Fahrzeuglängsrichtung keine Beweglichkeit, in der Querrichtung jedoch eine solche Beweglichkeit von etwa 20 - 50 mm nach jeder Seite erhält. Diese kann in an sich bekannter Weise durch Drehzapfen mit Kugelschale und Stein erfolgen oder aber durch Lenker und Gestänge, die die Zentrierung in der gewünschten oben angeführten Art bewirken.
Zur Verstärkung der rückstellenden, von der Pendelaufhängung herrührendenQuerkräfte können vorteilhaft zusätzliche Rückstellfedern in geeigneter Weise angeordnet werden, die beim Ausschwingen des Oberkastens aus seiner Quermittellage wirksam werden.
Da bei dem erfindungsgemässen Drehgestell Mittel, die die Drehbewegung des Triebgestelles an sich dämpfen, wie z. B. aufeinander gleitende Teile, entfallen, kann die Laufruhe des Fahrzeuges gegebenenfalls durch Anordnung einer Reibungsdämpfung, die nur die Drehbewegungen des Trieb-bzw. Drehgestelles dämpft, jedoch nicht die Bewegung quer zur Fahrzeuglängsachse, verbessert werden.
In den Figuren derZeichnung sindAusffihrungsbeispiele vonSchienenfahrzeugen gemäss der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen : Fig. l einen Querschnitt eines Fahrzeuges in derDrehzapfenebene, Fig. 2 eine Längsansicht der Federlagerung und Pendelaufhängung, Fig. 3 einen Querschnitt in der Ebene einer Pendelaufhängung und Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für ein Pendel.
In Fig. l ist ein Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeuges gemäss der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. ein Querschnitt durch das Fahrzeug in der Drehzapfenebene. Es bezeichnet 1 die tragenden Holme des Oberkastens, 2 die Seitenwände des Oberkastens, 3 die Drehzapfenquerverbindung des Oberkastens bzw. der Brücke, in der der Drehzapfen 4 in geeigneter Weise befestigt ist. Weiters bezeichnet 5 den Trieb-bzw. Drehgestellrahmenund 6die Jrehzapfenlager- Querverbindung dieses Rahmens.
Der Dreh zapfen 4 ist in an sich bekannter Weise mittels einer Kugelschale 7 und eines Steines 8 im Rahmenteil 9 des Drehgestellrahmens geführt, derart, dass der Stein 8 im Rahmenteil 9 in der Längsrichtung ohne SDiel, in der Querrichtung jedoch mit einem Seitenspiel S, das zweckmässig auf jeder Seite 20 -50 mm beträgt, geführt ist. Weiters sind die ausserhalb der Drehzapfenebene liegenden Räder 10 des Fahrzeuges schema-
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tisch angedeutet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die als Blattfedern ausgebildeten Oberkastentragfedem mittels ihrer mltFlanschenversehenenFederbundel2 aufeinemQuerbalkenl3mittelsSchraubenod. dgl. l4at)- nehmbar befestigt. Es ist vorteilhaft, die Schraubenverbindung 14 durch Führungen 15 von Schubkräften zu entlasten. Die Befestigung der Blattfeder 11 kann naturgemäss auch in jeder anderen geeigneten Weise erfolgen. Der Querbalken 13 ist im gezeichneten Ausführungsbeispiel an beiden Enden mit den nach unten vorspringenden Füssen 16 der Oberkastenholme 1 fest, jedoch lösbar, z. B. durch Verschrauben verbunden.
Eine Längsansicht in Pfeilrichtung A des gleichen Ausführungsbeispieles ist in der Fig. 2 dargestellt.
Der Querträger 13 ist mittels Schrauben 17 mit den Füssen 16 der Oberkastenholme 1 verschraubt. Soll der Oberkasten von den Drehgestellen abgehoben werden, so brauchen lediglich die Schrauben 17 gelöst zu werden, danach ist das Abheben ohne weiteres möglich. Die Aufhängung des Oberkastens am Trieb-bzw.
Drehgestellrahmen erfolgt über die Pendel 18 (ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines solchen Pendels ist in Fig. 4 dargestellt und weiter unten ausführlich beschrieben).
Beim Einlauf des Fahrzeuges in eine Kurve verdrehen sich Oberkasten und Drehgestell relativ gegeneinander um den Drehzapfen. Die dadurch bewirkte Schrägstellung der Pendel erzeugt die Drehung rückstellende, waagrecht gerichtete Gewichtskomponenten. Diese Komponenten erzeugen ihrerseits eine Vergrösserung des Führungsdruckes an den Spurkränze der Räder, die grössenordnungsmässig jedoch unbedenklich ist. Das Rückstellmoment wirkt ausserdem dämpfend auf die Sinusbewegungen im geraden Gleis. Vorteilhaft kann zur Dämpfung auch eine Reibungsdämpfung vorgesehen werden, die nur die Drehbewegungen dämpft, jedoch nicht die Relativbewegungen zwischen Drehgestell und Oberkasten quer zur Fahrzeuglängs- achse.
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Schräglagen ein, d. h. sie stellen sich sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung schräg.
Erfindung- gemäss werden daher die Pendel 18 an beiden Enden mit allseits beweglichen Gelenken ausgerüstet, z. B. mit Kugelgelenken, Kreuzgelenken od. dgl. Besonders vorteilhaft ist es, die Gelenke mit reibungsfreie Beweglichkeit auszubilden, z. B. durch Einbau von kugelförmigen, zylindrischen oder schneidenförmigen Wälzflächen.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt des in den Fig. l und 2 dargestellten Schienenfahrzeuges in der Ebene der Pendelaufhängung dargestellt. Die Pendel sind im gezeichneten Ausführungsbeispiel in der Mittellage vertikal. Wenn es die Einbauverhältnisse erfordern, können die Pendel jedoch ohne weiters von vornherein auch mässig nach innen oder aussen geneigt angeordnet werden. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Pendel 18 mittels der Augen 19 am Drehgestellrahmen auf gehängt. Das Pendel hat als bewegliches Gelenk am oberen Ende ein Kreuzgelenk und am unteren Ende ein Kugelgelenk.
In Fig. 4 ist ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel für die Ausbildung des Pendels dargestellt. Es bezeichnet5 den Trieb- bzw. Drehgestellrahmen, 19 zwei an diesem z. B. durch Schweissen befestigte Augen und 18 das eigentliche Pendel. Das obere Pendellager ist beim gezeichnetenAusführungsbeispiel als Kreuzgelenklager mit Bolzen 25 und 26 ausgebildet ; es kann jedoch mit gleichem Vorteil auch als Doppelschneidenlager mit zwei voneinander unabhängigen, gegeneinander um 900 gedrehten Schneiden oder zylindrischen Wälzkörpern ausgebildet werden. Das untere Ende des Pendels bildet einen geschlossenen Rahmen R, der die Blattfeder 11 umgreift.
Das untere Lager des Pendels 18 ist als Kugelgelenk ausgebildet und besteht aus einer Kugel 27, die in zwei am Pendel 18 bzw. in der Blattfeder 11 befestigten oder zentrierten Kugelpfannen 28 bzw. 29 gelagert ist. Es ist zu beachten, dass ein Lager des Pendels unbedingt ein Kugelgelenk sein muss, da das Pendel im Betrieb auch Relativdrehbewegungen ausführt.
Mit den gezeichneten bzw. beschriebenen Ausführungsbeispielen von Schienenfahrzeugen sind die möglichen und vorteilhaften Ausführungen der Lagerung des Oberkastens auf dem Trieb-bzw. Drehgestellrahmen gemäss der Erfindung keinesfalls erschöpft.
So kann z. B. die Blattfeder 11 sinngemäss durch eine Torsionsfeder ersetzt werden oder aber kann beispielsweise am oberen Ende des Pendels eine Gummifeder angeordnet werden, die gleichzeitig die erforderliche Beweglichkeit des Pendels ermöglicht bzw. gewährleistet.
Die erfindungsgemässe Ausbildung der Oberkastenlagerung kann sowohl für Triebfahrzeuge (Lokomotiven und Triebwagen) als auch für Wagen vorteilhaft angewendet werden. Besondere Vorteile ergeben sich bei der Anwendung bei Triebfahrzeugen.
Sinngemäss kann die Erfindung auch bei dreiachsigen Trieb- bzw. Drehgestellen angewendet werden.
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Weighless two-axle bogie for rail vehicles
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According to the invention, an advantageous embodiment of the connection of the bogie to the upper box of a rail vehicle, which is also much simpler in operation and fully corresponds to the stated tasks, is supported in which the upper box is supported on the collars of two leaf springs arranged on both sides of the bogie and connected to the bogie frame by pendulum hangers is achieved in that the leaf springs are rigidly connected to their spring collars with the vehicle body. The leaf springs are mounted on the upper box itself or on a frame part firmly connected to it.
. According to the invention, the connection between the upper box and the drive or bogies is particularly advantageous if the drive or bogies are connected to each drive or. The bogie has two body support springs that are not attached or stored directly to the upper body frame but on a cross member known per se, which in turn is arranged below the drive or bogie frame and firmly but detachably connected at both ends to the side frame bars of the upper body becomes. Advantageously, the main spars of the upper case are provided with feet that protrude downwards, with which the crossbeam is connected, for example by screwing. After loosening this screw connection, the upper box can easily be lifted off the bogies.
The transverse beam is advantageously arranged approximately in the transverse pivot plane of the drive or bogie.
Since, in the connection according to the invention between the drive or bogies and the upper box, the pendulum connecting the suspension spring to the bogie frame is operational not only in the transverse direction (when the pivot swings out in the transverse direction) but also in the longitudinal direction (when the bogie rotates around the pivot ) change their inclination, the pendulums have joints that can move in all directions at both ends. As is known per se, these joints are preferably designed with frictionless mobility, e.g. B. by installing cylindrical, spherical or blade-shaped rolling or
Storage areas. According to the invention, the upper end of the pendulum is designed with a particular structural advantage with a cross-cut bearing, whereas the lower bearing of the pendulum is designed as a ball joint by means of a ball mounted in two corresponding sockets, with
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frame still an additional suspension can be installed, z. B. a coil or rubber spring.
A rubber spring element can also advantageously be inserted between the car body support spring or its spring collar and the upper box frame or the cross member.
In the inventive design of the connection between the upper box and the drive or. Bogie, the mutual centering of these two vehicle parts is designed in such a way that the upper box cannot move in the longitudinal direction of the vehicle in relation to the bogie, but in the transverse direction is given such a mobility of about 20-50 mm to each side. This can be done in a manner known per se by means of pivot pins with a spherical shell and stone or by means of a handlebar and linkage, which cause the centering in the desired above-mentioned manner.
To reinforce the restoring transverse forces originating from the pendulum suspension, additional restoring springs can advantageously be arranged in a suitable manner, which take effect when the upper case swings out of its transverse center position.
Since in the inventive bogie means that dampen the rotary movement of the drive frame per se, such. B. parts sliding on each other are omitted, the smoothness of the vehicle can optionally by arranging a friction damping, which only the rotary movements of the drive or. Bogie damps, but not the movement transverse to the vehicle longitudinal axis, are improved.
In the figures of the drawing, exemplary embodiments of rail vehicles according to the invention are shown, namely: FIG. 1 shows a cross section of a vehicle in the pivot plane, FIG Embodiment for a pendulum.
In Fig. 1 an embodiment of a rail vehicle according to the invention is shown schematically, u. between a cross-section through the vehicle in the pivot plane. It denotes 1 the load-bearing spars of the upper case, 2 the side walls of the upper case, 3 the pivot cross connection of the upper case or the bridge in which the pivot 4 is fastened in a suitable manner. Furthermore, 5 denotes the drive or. Bogie frame and 6 the pivot bearing cross connection of this frame.
The pivot pin 4 is guided in a known manner by means of a ball socket 7 and a stone 8 in the frame part 9 of the bogie frame, such that the stone 8 in the frame part 9 in the longitudinal direction without SDiel, but in the transverse direction with a side play S that is expediently 20-50 mm on each side. Furthermore, the wheels 10 of the vehicle lying outside the pivot plane are schematically
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indicated at the table.
In the exemplary embodiment shown, the upper box suspension springs, which are designed as leaf springs, are attached by means of their spring bundles 2, which are provided with flanges, on a transverse bar by means of a screw. Like. l4at) - removably attached. It is advantageous to relieve the screw connection 14 of shear forces through guides 15. The attachment of the leaf spring 11 can of course also take place in any other suitable manner. In the exemplary embodiment shown, the crossbar 13 is fixed at both ends with the downwardly projecting feet 16 of the upper box spars 1, but can be detached, e.g. B. connected by screwing.
A longitudinal view in the direction of arrow A of the same embodiment is shown in FIG.
The cross member 13 is screwed to the feet 16 of the upper box spars 1 by means of screws 17. If the upper box is to be lifted off the bogies, then only the screws 17 need to be loosened, after which it can easily be lifted off. The suspension of the upper box on the drive or.
Bogie frame takes place via the pendulum 18 (an advantageous embodiment of such a pendulum is shown in Fig. 4 and described in detail below).
When the vehicle enters a curve, the upper case and bogie rotate relative to each other around the pivot. The inclined position of the pendulums caused by this produces horizontally directed weight components that restrain the rotation. These components in turn generate an increase in the guide pressure on the wheel flanges, which is of the order of magnitude, however, harmless. The restoring torque also has a dampening effect on the sinus movements in the straight track. Friction damping can advantageously also be provided for damping, which damps only the rotary movements, but not the relative movements between the bogie and the upper body transversely to the vehicle longitudinal axis.
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Inclinations, d. H. they are inclined both in the longitudinal and in the transverse direction.
According to the invention, therefore, the pendulums 18 are equipped at both ends with joints that are movable on all sides, e.g. B. od with ball joints, universal joints. Like. It is particularly advantageous to form the joints with frictionless mobility, for. B. by installing spherical, cylindrical or blade-shaped rolling surfaces.
In Fig. 3 is a cross section of the rail vehicle shown in Figs. 1 and 2 is shown in the plane of the pendulum suspension. In the illustrated embodiment, the pendulums are vertical in the central position. If the installation conditions require it, however, the pendulums can easily be inclined slightly inwards or outwards from the outset. In the illustrated embodiment, the pendulums 18 are hung by means of the eyes 19 on the bogie frame. The pendulum has a universal joint as a movable joint at the upper end and a ball joint at the lower end.
In Fig. 4 an embodiment according to the invention for the formation of the pendulum is shown. It denotes 5 the engine or bogie frame, 19 two on this z. B. eyes attached by welding and 18 the actual pendulum. In the exemplary embodiment shown, the upper self-aligning bearing is designed as a universal joint bearing with bolts 25 and 26; however, it can also be designed with the same advantage as a double cutting edge bearing with two cutting edges that are independent of one another and rotated by 900 relative to one another or with cylindrical rolling elements. The lower end of the pendulum forms a closed frame R which surrounds the leaf spring 11.
The lower bearing of the pendulum 18 is designed as a ball joint and consists of a ball 27 which is mounted in two ball sockets 28 and 29 which are fastened or centered on the pendulum 18 or in the leaf spring 11. It should be noted that one of the bearings of the pendulum must be a ball joint, as the pendulum also performs relative rotary movements during operation.
With the drawn or described exemplary embodiments of rail vehicles, the possible and advantageous designs of the mounting of the upper box on the drive or. Bogie frame according to the invention by no means exhausted.
So z. B. the leaf spring 11 can be replaced by a torsion spring or else a rubber spring can be arranged, for example, at the upper end of the pendulum, which at the same time enables or ensures the required mobility of the pendulum.
The design of the upper box mounting according to the invention can be used advantageously both for locomotives (locomotives and railcars) and for cars. Particular advantages result when used in traction vehicles.
Analogously, the invention can also be applied to three-axle drive units or bogies.