AT254249B - Achsabfederung für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

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  Achsabfederung für Schienenfahrzeuge 
Die Erfindung betrifft eine Achsabfederung für Schienenfahrzeuge, die aus einer auf dem Achslagergehäuse abgestützten Blattfeder mit zwischen jedes ihrer Enden und dem entsprechenden Federbock des Rahmengestells geschalteten weichen Zusatzfedern besteht. Hiebei sitzt an jedem Ende der Blattfeder ein das Federauge durchsetzender Bolzen. Dieser und ein im zugehörigen Federbock befestigter Bolzen tragen aussenseitig Schakensteine, die in zwei Schakenrahmen verschieblich geführt sind. 



   Derartige Federkombinationen werden benötigt, um eine ständig ansteigende, bei geringer Belastung flach verlaufende und erst mit starker Belastung steiler werdende Federkurve zu erzielen, wie sie zur Vermeidung der Entgleisung leerer Wagen beim Durchlaufen von Kurven wünschenswert ist. 



   Bei den bekannten Ausführungsformen sind die Zusatzfedern zwischen Hauptfeder und Achslager oder zwischen Hauptfeder und Fahrzeuguntergestell eingebaut. 



   Bei diesen Konstruktionen ist ein nachträgliches Einbauen der Zusatzfedern in vorhandene Fahrgestelle mit dem Austauschen oder Umbauen umfangreicher Konstruktionsteile verbunden und daher praktisch kaum möglich. 



   Es ist auch bekanntgeworden, die Zusatzfeder in folgender Form zwischen Federschake und Federgestell anzubringen :
Die Feder sitzt auf einer Grundplatte auf und liegt konzentrisch zu einem aus der Grundplatte hervortretenden Bolzen. Dieser Bolzen durchsetzt mit Spiel den am andern Ende der Feder aufsitzenden Federbock des Fahrgestells und ist dann mit seinem freien Ende mit der Federschake entweder fest verbunden oder in sie eingehängt. 



   Diese Lösung hat den Nachteil, dass besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, um Schwankungen des Fahrgestells quer zur Fahrtrichtung folgen zu können. Auch muss der Federbock umgestaltet werden, weil er nicht mehr zwischen den Schakensteinen ruht. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kombination weicherer Federn mit der Blattfeder durch eine möglichst geringfügige Abänderung der vorhandenen Konstruktion zu bewirken, die insbesondere einen einfachen nachträglichen Einbau der Zusatzfedern gestattet und bei der seitliche Schwankungen, wie vor dem Einbau von Zusatzfedern üblich, durch Abwinkelung der Schakensteine gegenüber dem Schakenrahmen ermöglicht werden. 



   Die   erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe   besteht darin, dass jede Zusatzfeder einerseits an den Schakenrahmen und anderseits an je einem verlängerten Schenkel der auf der Federbockseite befindlichen Schakensteine, welche die Schakenrahmen übergreifen, abgestützt ist. 



   Wie später an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert wird, brauchen bei dieser Lösung, abgesehen von der unvermeidlichen Herstellung des zusätzlichen Federaggregats, nur die Schakenrahmen 

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 und die Schakensteine am Federbock abgeändert zu werden ; grössere und schwer auszuwechselnde Konstruktionsteile werden also überhaupt nicht betroffen. 



   Als Zusatzfedern werden zweckmässig in an sich bekannter Weise Gummifedern mit progressiver Federkennlinie verwendet. Sie können so gestaltet werden, dass beim Einsetzen des linearen Verlaufs der Federkennlinie, d. h. nach Aufhören der von der Zusatzfeder ausgehenden Wirkung, die Steigung des progressiven Teils gleich derjenigen der anstossenden Geraden ist, so dass kein Knick in der Federkennlinie entsteht. 



   Besonders geeignet erscheinen an sich bekannte, sogenannte Gummirollfedern, die aus einem Kern, einem Mantel und einem dazwischen liegenden Gummiring bestehen, wegen ihrer guten Anpassungsfähigkeit an jeden gewünschten Verlauf der Federkennlinie. 



   Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht ist. In den Zeichnungen zeigt Fig.   l   eine Seitenansicht einer Federaufhängung bekannter Art ohne Zusatzfeder, Fig. 2 in der linken Hälfte einen Schnitt nach Linie A-B, in der rechten Hälfte eine Draufsicht der Federschake nach Fig. 1 in Richtung C, Fig. 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Aufhängevorrichtung bei Entlastung, Fig. 4 in der unteren Hälfte einen Schnitt nach Linie D-E, in der oberen Hälfte eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 3 in Richtung F, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie G-H durch die Anordnung nach Fig. 4, Fig. 6 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 3 bei Leerlast, Fig. 7 in der unteren Hälfte einen Schnitt nach Linie I-K, in der oberen Hälfte eine Ansicht der Anordnung nach Fig.

   6 in Richtung L, Fig. 8 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Aufhängevorrichtung anderer Ausführung bei Entlastung, Fig. 9 in der oberen Hälfte eine Draufsicht in Richtung A auf die Aufhängevorrichtung nach Fig. 8, in der unteren Hälfte einen Schnitt nach Linie B-C durch diese Aufhängevorrichtung und Fig. 10 einen Schnitt nach Linie D-E in Fig. 9. 



   Bei der bekannten Ausführung nach Fig. 1 sitzt auf dem Achslager 1 ein Federbund 2, welcher ein Blattfederpaket 3 zusammenhält. Auf einem Bolzen 4 sitzt, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, das Auge 5 einer Blattfeder, beidseitig gehalten von Schakensteinen 6, dievon einem Schakenrahmen 7 umschlossen sind. Im gleichen Schakenrahmen sitzen Schakensteine 8 und das Auge 9 eines Federbocks 10 auf einem Bolzen 11. Bei Belastung sinkt das Auge 9 des Federbocks 10 ab und das Auge 5 der Blattfeder folgt, bis die Rückstellkraft des Federpakets 3 das Gleichgewicht herstellt. 



   Die Anordnung nach der Erfindung gemäss Fig.   3-7   besteht ebenfalls aus einem Federschakenrahmen 12, einem Bolzen 13 zur Aufnahme des Federauges 5, aus Schakensteinen 14, einem Bolzen 15 zur Aufnahme des Federbockauges 9 und aus Schakensteinen 16. Strichpunktiert sind der Federbock 17 und die Blattfeder 18 angedeutet. 



   In Abänderung der vorbeschriebenen bekannten Anordnungen ohne Zusatzfeder sind jedoch die innen liegenden Schenkel 19 der auf dem Bolzen sitzenden Schakensteine 16 länger als die aussen liegenden Schenkel 20 und tragen am freien Ende eine ein Widerlager bildende Deckplatte 21 des Kerns 30 an der Zusatzfeder. Ferner ist der Mantel 31 dieses Federelements mit dem Schakenrahmen 12 durch Ösenschrauben 25 verbunden, die an einem Ende mit ihrer Öse 26 in eine Nase 24 der Schakenrahmen 12 eingehängt und am andern Ende im Mantel 31 der Gummirollfeder verschraubt sind. 



   Zweckmässig sind die Schakenrahmen 12 angenähert rechteckig und die Nasen 24 in der Höhe der Längsachse 28 des zur Zusatzfeder hin liegenden Rahmenschenkels 29 angebracht, weil in diesem Fall die Beweglichkeit der Anordnung in Richtung der Wagenachse und der Fahrt nicht beeinflusst wird. 



   Zwischen einander entsprechenden   konischen Laufflächen   30 bzw. 31 des Federkerns bzw. -mantels ruht ein Gummiring 32, der durch seine Rückstellkraft den Mantel 31 und den Schakenrahmen 12 stets in kraftschlüssiger Verbindung hält. Seine Vorspannung kann mit Stellschrauben 27 und Muttern 33 eingestellt werden. 



   Wird z. B. durch Aufsetzen des Fahrzeugkastens, der strichpunktiert gezeichnete Federbock 17 belastet, so sinken zwangsläufig das Federauge und das Auge des Federbolzens gemeinsam um ein Stück ab, bis das Gleichgewicht zwischen der Rückstellkraft der Blattfeder und der Belastung hergestellt ist. Die Belastung wird aber nicht nur auf die Blattfeder übertragen, sondern eine Komponente verläuft in der Wirkrichtung der Zusatzfeder und drückt diese zusammen. Zu dem Absinken des Auges der Hauptfeder um den Betrag a tritt daher noch eine Drehung der gesamten Anordnung um den Winkel ci (Fig. 3). Dabei bewegen sich, wie aus einem Vergleich der Fig. 3,4 und 6,7 ersichtlich ist, die Schakensteine 16 auf die zur Zusatzfeder hin liegenden Schenkel 29 der Schakenrahmen 12 zu, bis die Basis 34 des U-förmigen Teiles der Schakensteine auf diesen aufsitzt.

   Damit ist die Wirkung der Zusatzfeder ausge- 

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 schaltet und höhere Belastungen werden direkt auf das Blattfederpaket übertragen. 



   Die neue Lage der Anordnung relativ zur Ausgangslage ist durch strichpunktierte Einzeichnung des nunmehr mit 13'bezeichneten Bolzens 13 und des nunmehr mit 15'bezeichneten Bolzens 15 in Fig. 3 angedeutet. Hieraus ist ersichtlich, dass in vertikaler Richtung der Fahrzeugrahmen durch die Anfangsbelastung wesentlich stärker abgesunken ist als die Enden der Blattfeder. Die Federkennlinie weist also für die gleichzeitig auf die Zusatzfeder übertragene Anfangsbelastung relativ grössere Federwege auf als für die nach Ausschaltung der Zusatzfeder, d. h. nach Erreichung des in Fig. 6 und 7 dargestellten Zustands, hinzutretenden Belastungen.

   Die Steigung der Federkennlinie im Anfangsteil und die Höhe der Belastung, bis zu der sich dieser Teil geringerer Steigung erstreckt, können durch entsprechende Bemessungen der Zusatzfeder und der Weglänge der Schakensteine bis zum Anschlag weitgehend variiert werden. 



   Die vorstehend   beschriebeneAusführungsform   ist noch insofern unvollkommen, als die Montage kompliziert ist, weil die gesamte Federung erst am Montageort aus den Einzelteilen zusammengestellt wird, hier auch erst die Vorspannung der Feder eingestellt wird und diese Massnahme die Abstimmung mehrerer Schrauben aufeinander erfordert. Eine weitere Unzukömmlichkeit besteht darin, dass die Feder nach oben offen und daher der Verschmutzung ausgesetzt ist.

Claims (1)

1. Diese Abträglichkeiten werden vermieden, wenn die Anordnung nach Anspruch 1 mit einem in an sich bekannter Weise zusammengefügten und vorgespannten Rollfederelement als geschlossene Baueinheit versehen wird.

   An Hand der Fig. 8-10, die ein nach diesem Prinzip gestaltetes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen, seien Einzelheiten näher erläutert.

   Das eigentliche Federelement besteht aus einem Mantel 35, einem Kern 36, einem Gummiring 37 und einem Bolzen 38. Bereits vor dem Einbau wird das Element für sich zusammengesetzt, d. h. der Gummiring 37 wird zwischen Mantel 35 und Kern 36 eingelegt, wie in der unteren Hälfte der Fig. 9 strichpunktiert angedeutet ist. Dann wird das mit Gewinde versehene Ende des Bolzens 38 in den Kern 36 hineingeschraubt und hiedurch der Gummiring vorgespannt. Der Kopf des Bolzens sitzt durch die Federung kraftschlüssig auf der Deckplatte des Mantels 35 fest und das Element ist als geschlossene Einheit einbaufähig.

   Zum Einbau wird ein quer geführter Bolzen 39 durch den Bolzenkopf und zwei Zwischenstücke 40 gesteckt und so das Federelement über die Zwischenstücke 40 an den Nasen 41 der Schakenrahmen 42 aufgehängt. Hiebei werden die jeweils längeren Schenkel 43 der Schakensteine 44 mit Zapfen 45 in die Deckplatte des Mantels 35 lösbar eingesetzt.

   Der Mantel 35 überdeckt den Kern 36, so dass kein Schmutz von oben in das Federelement fallen kann.

   Wird. z. B. zum Aufsetzen des Fahrzeugkastens. der strichpunktiert gezeichnete Federbock 46 belastet, so sinken zwangsläufig das Federauge 47 und das Auge 48 des Federbocks gemeinsam um ein Stück ab, bis das Gleichgewicht zwischen der Rückstellkraft der Blattfeder und der Belastung hergestellt ist. Die Belastung wird aber nicht nur auf die Blattfeder übertragen, sondern eine Komponente verläuft in der Wirkrichtung der Zusatzfeder 35 - 38. Dabei bewegen sich die Schakensteine 44 auf die zur Zusatzfeder hin liegenden Schenkel 49 des Schakenrahmens 42 zu, bis die Basis 50 des U-förmigen Teiles der Schakensteine auf den Schenkeln des Schakenrahmens aufsitzt.

   Gleichzeitig wird über den längeren Schenkel der Schakensteine 44 die Deckplatte des Mantels 35 heruntergedrückt, während der Kern 36 in seiner Lage verbleibt, weil er an dem Schakenrahmen 42 befestigt ist. Die Feder wird also zusammengedrückt. Bei Entlastung gehen entsprechend der Wirkung der Rückstellkraft der Feder die Schakensteine in dem Schakenrahmen zurück.

   PATENTANSPRÜCHE : 1. Achsabfederung für Schienenfahrzeuge, die aus einer auf dem Achslagergehäuse abgestützten Blattfeder mit zwischen jedes ihrer Enden und dem entsprechenden Federbock des Rahmengestells geschal- teten weichen Zusatzfedern besteht und bei der an jedem Federende ein das Blattfederauge durchsetzender und ein im zugehörigen Federbock befestigter Bolzen aussenseitig Schakensteine tragen, die in zwei Scha- EMI3.1 <Desc/Clms Page number 4>

   2. Achsabfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfedern (32, 37) in an sich bekannter Weise als Gummifedern mit progressiver Kennlinie ausgebildet sind.

   3. Achsabfederung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfedern, wie an sich bekannt, als aus einem Kern (30,36), einem Mantel (31,35) und einem dazwischen liegenden Gummiring (32,37) bestehende Gummirollfedern ausgestaltet sind.

   4. Achsabfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innen liegenden Schenkel (19) der zur Zusatzfeder (32) hin liegenden SI hakensteine (16) länger als die aussen liegenden Schenkel (20) sind und am zusatzfederseitigen Ende eine ein Widerlager bildende Deckplatte (21) des Kernes (30) der Zusatzfeder (32) tragen.

   5. Achsabfederung nach Anspruch 3 oder 4, da dur c h g eke nn z ei chne t, dass dieSchakenrah- men (12) mit dem Mantel (31) der Gummirollfeder (32) durch Ösenschrauben (25) verbunden sind, die an einem Ende mit ihrer Öse (26) in eine Nase (24) der Schakenrahmen (12) eingehängt und am andern Ende im Mantel (31) der Gummirollfeder verschraubt sind.

   6. Achsabfederung nachAnspruch5, dadurch gekennzeichnet, dassdieSchakenrahmen (12) angenähert rechteckig sind und die Nasen (24) in der Höhe der Längsachsen (28) des zur Zusatzfeder (32) hin liegenden Rahmenschenkels (29) angebracht sind.

   7. Achsabfederung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede vorher aus dem Mantel (35), aus dem Kern (36) und dem Gummiring (37) mit Hilfe eines zentralen Schraubenbolzens (38) zusammengesetzte und vorgespannte Gummirollfeder über einen durch den Kopf des Schraubenbolzens (38) quer geführten Bolzen (39) mit den Schakenrahmen (42) verbunden ist.

   8. Achsabfederung nachAnspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die querliegenden Bolzen (39) mit an ihren Enden befestigten, mit Ösen versehenen Zwischenstücken (40) an Nasen (41) der Schakenrahmen (42) befestigt sind.

   9. Achsabfederung nachAnspruch7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der innen liegende Schenkel (43) der zur Zusatzfeder (37) hin liegenden Schakensteine (44) länger als der aussen liegende Schenkel ist und dass am zusatzfederseitigen Ende eine ein Widerlager bildende Deckplatte des Mantels (35) der Gummirollfeder, auf welcher der Kopf des Bolzens (38) aufsitzt, lösbar eingesetzt ist.