Schienenfahrzeug mit auf einem Drehgestell abgestütztem Fahrzeugkörper Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit auf einem Drehgestell abge stütztem Fahrzeugkörper. Bei dieser Ausbildung war es bis anhin üblich, weil der Raum zwischen den Laufrädern wegen der Anordnung der Motoren nicht zugänglich gemacht werden konnte, das Untergestell des Fahrzeugkörpers mit dem Drehgestell mittels eines Drehzapfens zu verbinden,
dessen Traktions- punkt hoch über der zentralen Laufradachse und über dem Rahmen des Drehgestelles liegt. Bei dieser Bau art liegt der Traktionspunkt relativ hoch über den Geleiseschienen, was unerwünscht ist. Unter dem Traktionspunkt ist die Stelle zu verstehen, an der die in Längsrichtung zwischen dem Drehgestell und dem Fahrzeugkörper wirksame resultierende Kraft angreift.
Ein Zweck der Erfindung besteht nun darin, das Schienenfahrzeug derart auszubilden, dass die Lage des Traktionspunktes tiefer liegt.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, die Ausführung so zu gestalten, dass auf die übliche Ausführung mit einem Polsterschemel verzichtet wird, so dass das Gewicht des Fahrzeuges kleiner aus fällt.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, der erwähnte Abstützung des Fahrzeugkörpers am Drehgestell so auszubilden, dass der Widerstand der horizontalen Drehung zwischen dem Drehgestell und dem Fahrzeugkörper minimal ausfällt und dass beim Durchfahren einer Kurve eine genügend grosse Flexi bilität in Querrichtung vorhanden ist.
Nach der Erfindung ist das Schienenfahrzeug da durch gekennzeichnet, dass zur Abstützung auf beiden Seiten einer vertikalen Querebene vorgesehene Paare gummielastischer Federn vorgesehen sind, welche im Bereich der Längsbalken des Drehgestelles derart angeordnet sind, dass ihre Federungsachsen abwärts auf einen gemeinsamen Schnittpunkt gerichtet sind. Bei einer Ausführung des Drehgestelles mit drei Laufradpaaren ist es vorteilhaft, wenn die vertikale Querebene die Achse des zentralen Laufradpaares ent hält und der Schnittpunkt sich auf dieser Querebene befindet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im nach folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Fig.1 ist eine schematische Seitenansicht des Schienenfahrzeuges.
Fig.2 ist eine Planansicht des in Fig. 1 darge stellten Schienenfahrzeuges.
Fig. 3 ist ein Längsschnitt eines Details des Fahr zeuges nach Fig. 1.
Fig. 4 ist teilweise eine Planansicht und teilweise ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
Auf der Zeichnung ist 5 das Drehgestell eines Schienenfahrzeuges und 6 der Fahrzeugkörper. Der Fahrzeugkörper besitzt ein Untergestell 7. Das Dreh gestell 5 weist einen Rahmen 8 mit Längsbalken 9 und Querbalken 10 (Fig. 2) auf. Der Drehgestellrahmen 8 ist auf drei Laufradpaaren 11, 12 und 13 montiert. Mindestens die Achse 14 des zentralen Radpaares 12 wird von einem Elektromotor in bekannter Art und Weise angetrieben, wobei der Motor zwischen den Querbalken 10 innerhalb des Raumes 15 des Radpaares vorgesehen ist.
Das Untergestell 7 wird vom Drehgestell 8 mit tels paarweise angeordneter Gummifedern 16 ge tragen. In bezug auf eine vertikale Querebene 17, die die Achse 14 enthält, ist ein Federpaar je auf einer Seite dieser Ebene im Abstand angeordnet.
Ein Paar von Federn liegt vor und das andere hinter dieser Ebene 17. Die Federn 16 sind im Be reich eines Längsbalkens 9 des Drehgestellrahmens angeordnet.
Die obern Enden der Federn 16 stossen gegen ein Keilorgan 18, während die untern Enden der Federn 16 mit einem Keilorgan 30, das am Drehgestellrah- men 8 befestigt ist, in Stützverbindung stehen.
Die Federn 16 sind durch das Eigengewicht des Fahrzeugkörpers auf Schub und Druck beansprucht. Die Federungsachsen C der Federn 16 sind einwärts nach unten gerichtet und schneiden sich auf der ver tikalen Ebene 17 in ein und demselben Punkt P. Der Schnittpunkt kann auf Geleise-Schienenhöhe liegen, kommt aber bei einer praktischen Ausführung ober halb Schienenhöhe und unterhalb der Achse 14 zu liegen.
Bei einer Anordnung der Federn nach vorstehen der Beschreibung befindet sich der effektive Trak- tionspunkt, auf den die Zug- und Bremskräfte ein wirken, sehr nahe dem Punkt P. Trotzdem das Unter gestell 7 am Drehgestellrahmen 8 mindestens zum Teil oberhalb des Drehgestellrahmens auf den Federn abgestützt ist, liegt der Traktionspunkt weit unten in Schienennähe, nahe dem Punkt P, dessen Lage durch die Anordnung der Federn 16 bestimmt ist.
Die Anordnung der Federn 16 kann so gewählt sein, dass der Traktionspunkt zwischen der Schie nenhöhe und dem Schwerpunkt zu liegen kommt, oder er kann mit der einen oder andern dieser Stellen zu sammenfallen.
Die vertikale Last des Fahrzeugkörpers 6 wird zum Teil von den Federn 16 getragen, zum Teil von Gummistützen 50, mittels welcher das Untergestell 7 auf dem Drehgestellrahmen 8 bzw. dessen Längs balken 9 abgestützt ist.
Die Gummistützen 50 sind mit dem Untergestell 7 verbunden und besitzen eine beträchtliche vertikale Steifheit. Durch horizontale Belastung werden die Stützen 50 auf Schub beansprucht, wobei die hori zontale Belastung entweder in Quer- oder in Längs richtung wirksam sein kann.
Die Vorspannung dieser seitlichen Stützen 50 durch das Gewicht ist so gewählt, dass bei allen auf tretenden Traktions- und Bremskräften dieselben nur auf Druck beansprucht werden. In ähnlicher Weise werden die Federn 16 bei normalen Betriebsbedin gungen nur auf Druck und nicht auf Biegung bean sprucht.
Die Stützen 50 haben in Querrichtung nur eine geringe Steifheit, wogegen die Federn 16 eine relativ grosse Steifheit in Querrichtung aufweisen. Die Ge samtsteifheit kann verkleinert werden, indem die Stützen durch das Gewicht des Fahrzeugkörpers über ihre Knicklast hinaus belastet werden.
Die seitlichen Stützen sind von bekannter Bauart. Sie besitzen Endplatten<I>a</I> und Metallzwischenlagen <I>b.</I> Die Endplatten sind am Gestell 7 bzw. Rahmen 8 befestigt.
Die seitlichen Stützen 50 können in der Ebene 17 liegen, das heisst in der Ebene des Traktions- punktes, was jedoch nicht erforderlich ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, können diese Stützen 50 auch im Abstand von der Ebene 17 auf ein und derselben Seite derselben angeordnet sein. Ihr Abstand von der Ebene 17 ist so gewählt, dass er eine ungleiche Verteilung der Belastung des vom Drehgestell ge tragenen Fahrzeugkörpers 6 ausgleicht.
Ein besonderer Vorteil, der auf der Anordnung der seitlichen Stützen 50 beruht, besteht darin, dass das Zentrum der Rollung relativ hoch zu liegen kommt. Wären die seitlichen Stützen 50 nicht vor gesehen, so würde das Zentrum der Rollung unge fähr mit dem Punkt P zusammenfallen. Die seitlichen Stützen erhöhen das Zentrum der Rollung über den Punkt P.
Die Federungsachsen der Träger 50 können auch nach innen geneigt sein, so dass bei relativen Quer bewegungen des Untergestelles und des Drehgestell- rahmens kleinere Druckbeanspruchungen entstehen, wobei sie jedoch hauptsächlich Schubbelastungen Wi derstand leisten.
Ein Adhäsionsverlust zwischen den Rädern des Drehgestelles und der Schiene beim Befahren von Kurven wird weitgehend vermieden, weil der Dreh widerstand des Drehgestelles in bezug auf den Fahr zeugkörper um eine vertikale, durch den Punkt P gehende Achse im Verhältnis zu jenem bekannter Drehbolzenverbindungen kleiner ist.
Die Federn 16 besitzen zur Horizontalen und Vertikalen geneigte Federungsachsen C (siehe Fig. 2), derart, dass den in Querrichtung wirksamen Kräften durch Schub und Kompression (aber hauptsächlich durch Schub) Widerstand geleistet wird, während den in Längsrichtung wirkenden Kräften ebenfalls durch Schub und Kompression (aber hauptsächlich durch Kompression) Widerstand geleistet wird. Zur Verkleinerung des Kompressionswiderstandes gegen in Querrichtung auf die Federn 16 wirkende Kräfte können die letzteren näher an die zentral in Längs richtung verlaufende Ebene des Drehgestelles heran gerückt undloder weiter von der Querebene 17 ent fernt angeordnet werden.
Für die Verbindung der Gummifedern 16 mit dem Drehgestellrahmen 8 und dem Untergestell 7 weist letzteres eine zylindrische Kammer 19 auf, die mit einer unterhalb und koaxial dazu vorgesehenen Kam mer 20 am Drehgestell 8 korrespondiert. Die offenen Seiten der Kammern 19, 20 sind gegeneinander gerichtet. Die innere Wandoberfläche der Kammer 19 ist zylindrisch, und das eingebaute Keilorgan 18 hat teilzylindrische Aussenflächen 21 (Fig.4), die der zylindrischen Innenfläche der Kammer anliegen. Das Keilorgan 18 wird unter dem Druck der Federn 16 über die zylindrischen Flächen an die zylindrische Innenwand der Kammer 19 angedrückt, so dass die letztere einen zweckmässigen Support für das keil förmige Organ 18 bildet.
Eine horizontale Basis platte 22 am Oberteil des keilförmigen Organs 18 besitzt einen nach oben gerichteten zentrischen An satz 23, der in ein Loch 24 der Abdeckplatte 25 der Kammer 19 eingreift. Das Keilorgan 18 ist mit einer geneigten Platte 26 ausgebildet, gegen die sich die Feder 16 mit ihrem obern Ende abstützt.
Jede Feder 16 besitzt Gummischeiben 27 und dazwischen scheibenförmige Zwischenlagen 28 aus Metall; an den Federenden sind Metallplatten 29 vor gesehen. Diese Platten und die Zwischenlagen ste hen mit den Gummischeiben 27 in Klebverbindung. Die Endplatten 29 sind z. B. durch Schraubbolzen mit der Keilplatte 26 verschraubt.
Das untere Ende der Feder 16 ist in ähnlicher Art und Weise wie das obere Ende mit einem Keilorgan 30 verbunden, das in die Kammer 20 eingebaut ist.
Ein solches Drehgestell ist an jedem Ende des Schienenfahrzeuges vorgesehen.
Unter Gummi im Sinne der vorstehenden Be schreibung sind natürliche oder synthetische Substan zen oder Mischungen derselben zu verstehen, die gummiähnliche Eigenschaften besitzen.
Beim Drehgestell braucht die Achse 14 nicht motorisch angetrieben zu sein.
Die Federn 16 können so angeordnet sein, dass der Punkt P gegenüber der zentralen Querebene des Drehgestelles in Längsrichtung versetzt ist, das heisst der Punkt P befindet sich näher dem einen als dem andern Ende des Drehgestelles.
Rail vehicle with vehicle body supported on a bogie The present invention relates to a rail vehicle with vehicle body supported on a bogie. With this design, it was customary to connect the underframe of the vehicle body to the bogie by means of a pivot, because the space between the running wheels could not be made accessible due to the arrangement of the motors.
whose traction point is high above the central wheel axle and above the frame of the bogie. In this type of construction, the traction point is relatively high above the rails, which is undesirable. The traction point is to be understood as the point at which the resulting force acting in the longitudinal direction between the bogie and the vehicle body acts.
One purpose of the invention is to design the rail vehicle in such a way that the position of the traction point is lower.
Another purpose of the invention is to design the design in such a way that the usual design with an upholstered stool is dispensed with, so that the weight of the vehicle is smaller.
Another purpose of the invention is to design the aforementioned support of the vehicle body on the bogie so that the resistance to horizontal rotation between the bogie and the vehicle body is minimal and that there is sufficient flexibility in the transverse direction when driving through a curve.
According to the invention, the rail vehicle is characterized in that pairs of rubber-elastic springs are provided for support on both sides of a vertical transverse plane, which are arranged in the area of the longitudinal beams of the bogie in such a way that their suspension axes are directed downwards to a common intersection. In an embodiment of the bogie with three pairs of running wheels, it is advantageous if the vertical transverse plane holds the axis of the central pair of running wheels and the intersection point is located on this transverse plane.
An embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing. Fig. 1 is a schematic side view of the rail vehicle.
Fig.2 is a plan view of the rail vehicle shown in Fig. 1 Darge.
Fig. 3 is a longitudinal section of a detail of the driving tool of FIG.
FIG. 4 is partly a plan view and partly a section along the line IV-IV of FIG. 3.
In the drawing, 5 is the bogie of a rail vehicle and 6 is the vehicle body. The vehicle body has an underframe 7. The rotating frame 5 has a frame 8 with a longitudinal beam 9 and a transverse beam 10 (FIG. 2). The bogie frame 8 is mounted on three pairs of running wheels 11, 12 and 13. At least the axle 14 of the central pair of wheels 12 is driven by an electric motor in a known manner, the motor being provided between the crossbeams 10 within the space 15 of the pair of wheels.
The base 7 is carried by the bogie 8 with means of paired rubber springs 16 ge. With respect to a vertical transverse plane 17 which contains the axis 14, a pair of springs is spaced apart on each side of this plane.
A pair of springs is in front of and the other behind this level 17. The springs 16 are arranged in the Be rich of a longitudinal beam 9 of the bogie frame.
The upper ends of the springs 16 abut against a wedge element 18, while the lower ends of the springs 16 are in support connection with a wedge element 30 which is fastened to the bogie frame 8.
The springs 16 are subjected to thrust and pressure by the weight of the vehicle body. The suspension axes C of the springs 16 are directed inwards and downwards and intersect on the vertical plane 17 at one and the same point P. The intersection point can be at the height of the track, but in a practical version it is above the height of the rail and below the axis 14 to lie.
When the springs are arranged according to the description above, the effective traction point on which the tensile and braking forces act is very close to point P. Nevertheless, the subframe 7 on the bogie frame 8 is at least partially above the bogie frame on the springs is supported, the traction point is far below near the rail, near the point P, the position of which is determined by the arrangement of the springs 16.
The arrangement of the springs 16 can be chosen so that the traction point comes to lie between the rail height and the center of gravity, or it can coincide with one or the other of these points.
The vertical load of the vehicle body 6 is borne in part by the springs 16, in part by rubber supports 50, by means of which the underframe 7 is supported on the bogie frame 8 or its longitudinal bar 9.
The rubber supports 50 are connected to the base 7 and have a considerable vertical rigidity. The supports 50 are subjected to thrust through horizontal loading, the hori zontal loading being effective either in the transverse or longitudinal direction.
The pretensioning of these lateral supports 50 by the weight is selected so that with all traction and braking forces that occur, they are only subjected to pressure. Similarly, the springs 16 in normal Betriebsbedin conditions only on pressure and not on bending bean sprucht.
The supports 50 have only a low stiffness in the transverse direction, whereas the springs 16 have a relatively high stiffness in the transverse direction. The total stiffness can be reduced by loading the supports through the weight of the vehicle body beyond their buckling load.
The side supports are of known design. They have end plates <I> a </I> and metal intermediate layers <I> b. </I> The end plates are attached to the frame 7 or frame 8.
The lateral supports 50 can lie in the plane 17, that is to say in the plane of the traction point, but this is not necessary. As shown in FIG. 2, these supports 50 can also be arranged at a distance from the plane 17 on one and the same side thereof. Your distance from the plane 17 is chosen so that it compensates for an uneven distribution of the load on the vehicle body 6 carried by the bogie.
A particular advantage based on the arrangement of the lateral supports 50 is that the center of the roll comes to lie relatively high. If the side supports 50 were not seen before, the center of the roll would roughly coincide with the point P. The side supports raise the center of the roll over point P.
The suspension axes of the girders 50 can also be inclined inwards, so that relatively transverse movements of the undercarriage and the bogie frame result in smaller compressive loads, although they mainly resist thrust loads.
A loss of adhesion between the wheels of the bogie and the rail when negotiating curves is largely avoided because the rotational resistance of the bogie with respect to the driving tool body about a vertical axis going through the point P in relation to that known pivot pin connection is smaller.
The springs 16 have suspension axes C inclined to the horizontal and vertical (see FIG. 2) in such a way that the forces acting in the transverse direction are resisted by thrust and compression (but mainly by thrust), while the forces acting in the longitudinal direction are also resisted by thrust and Compression (but mainly through compression) resistance is offered. To reduce the compression resistance against forces acting on the springs 16 in the transverse direction, the latter can be moved closer to the central longitudinal plane of the bogie and / or further away from the transverse plane 17.
For the connection of the rubber springs 16 to the bogie frame 8 and the base 7, the latter has a cylindrical chamber 19 which corresponds to a below and coaxially provided Kam mer 20 on the bogie 8. The open sides of the chambers 19, 20 are directed towards one another. The inner wall surface of the chamber 19 is cylindrical, and the built-in wedge member 18 has part-cylindrical outer surfaces 21 (FIG. 4) which rest against the cylindrical inner surface of the chamber. The wedge element 18 is pressed against the cylindrical inner wall of the chamber 19 under the pressure of the springs 16 via the cylindrical surfaces, so that the latter forms an appropriate support for the wedge-shaped element 18.
A horizontal base plate 22 on the upper part of the wedge-shaped organ 18 has an upwardly directed central portion 23 which engages in a hole 24 of the cover plate 25 of the chamber 19. The wedge member 18 is formed with an inclined plate 26 against which the spring 16 is supported with its upper end.
Each spring 16 has rubber washers 27 and, therebetween, disk-shaped intermediate layers 28 made of metal; at the spring ends metal plates 29 are seen before. These plates and the intermediate layers stand with the rubber washers 27 in an adhesive bond. The end plates 29 are, for. B. is screwed to the wedge plate 26 by bolts.
The lower end of the spring 16 is connected in a manner similar to the upper end to a wedge member 30 which is built into the chamber 20.
Such a bogie is provided at each end of the rail vehicle.
Under rubber in the sense of the above description, natural or synthetic substances or mixtures thereof are to be understood that have rubber-like properties.
In the case of the bogie, the axle 14 does not need to be driven by a motor.
The springs 16 can be arranged in such a way that the point P is offset in the longitudinal direction with respect to the central transverse plane of the bogie, that is to say the point P is closer to one than the other end of the bogie.