Einrichtung zur Aufhängung der Wagenkästen oder der Wiegenträger von Eisenbahnfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Auf hängung der Wagenkästen oder- der Wiegenträger von Eisenbahnfahrzeugen. Diese Aufhängung soll bei der Kurvendurchfahrt eine Neigung ermöglichen, bei der die Resultierende aus Erd- und Zentrifugalbe schleunigung stets senkrecht oder etwa senkrecht zum Wagenfussboden gerichtet ist. Zweck der Erfindung ist es, auch bei grösserer Kurvengeschwindigkeit die Wirkung der Zentrifugalbeschleunigung auf den Fahr gast zu verringern, da vom Fahrgast nur die Kom ponente der Resultierenden, die parallel zur Fuss bodenebene wirkt, als unangenehm empfunden wird.
Bei einer bekannten Ausführung zur Lösung die ser Aufgabe wird der Wagenkasten in zwei -Böcken an seinen Enden derart drehbar gelagert, dass die durch die beiden Aufhängepunkte bestimmte Dreh achse oberhalb des Schwerpunktes liegt, so dass sich der Kasten wie ein- Pendel einstellt: Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, die- eine Neigung- des Wa genkastens um eine Längsachse- auf hydraulischem Wege erreichen, wobei die Impulsgeber zur Betäti gung entweder von einem Steuerpendel oder von der relativen Lage der Räder zum Wagenkasten oder auf andere Weise gesteuert werden.
Auch wurde bereits vorgeschlagen, die unterschiedliche Füllung der bei derseitigen Luftfederbälge zur entsprechenden Nei gung der Wagenkästen bei der Kurvenfahrt auszu nutzen, wobei die Steuerung wieder automatisch und fliehkraftabhängig ist. Diese bekannten Vorrichtun gen sind entweder hinsichtlich Aufwand und Platz- bedarf zu ungünstig oder sie bedingen eine grund sätzliche Änderung der herkömmlichen Fahrzeugge staltung, so dass sie sich nicht einzuführen vermoch ten.
Die Erfindung vereinfacht und verbilligt bei nied rigem Gewicht und geringem Platzbedarf Aufhän- gungen dieser Art. Bei der erfindungsgemässen Aus gestaltung soll auch der. Einbau in vorhandene Fahr zeuge möglich sein. Erfindungsgemäss ist der Wagen kasten in den Koppelpunkten je- zweier Viergelenk ketten -aufgehängt, wobei die Symmetrieachsen der ausgenützten Teile der Koppelkurven um einen Winkel geneigt sind und die vertikale. Symmetrie achse des Wagenkastens in einem Punkt schneiden.
Nach einer zweckmässigen Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstandes = können die Koppelpunkte derart an die Viergelenkkette angeschlossen sein,. dass sie-zwei vollkommene oder annähernde Kreisbögen mit = gleichgrossem Radius beschreiben, deren Mittel punkte mit dem Schnittpunkt der vertikalen Wagen kastensymmetrieachse und der Koppelkurvensym metrieachse zusammenfallen oder davor oder dahin ter liegen. Die Koppelpunkte können so ausgebildet sein, dass sie Kurven gleichbleibenden: Krümmungs sinnes, aber stetig veränderlicher Krümmung aus führen. Nach einer weiteren Ausführungsform kön nen die Koppelkurven angenäherte oder exakte gerade Strecken sein, die auf den Symmetrieachsen exakt oder- annähernd senkrecht stehen.
In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausfüh rungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. 1 zeigt eine. Einrichtung mit Viergelenkket ten im Laufwerksrahmen im Querschnitt.
Fig.2 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Viergelenkkette.
In Fig.l stützt sich der Wagenkasten 1 bzw. der Wiegenträger la in den Punkten K1 und K2 ab. Die Punkte K1 und K2 sind Koppelpunkte zweier untereinander gleicher Viergelenkketten, die je durch die Glieder 2, 3, 3a und 4 sowie die Gelenke Aoiy A1,: Bor., Bi bzw. A.2, A2, B02, B2 gebildet werden. Das Glied 2 ist dabei beiden -Viergelenkketten ge- meinsam und identisch mit dem Laufwerksrahmen.
Beide Viergelenkketten sind symmetrisch unter dem Winkel a eingebaut und die Symmetrieachsen ml, m2 der ausgenützten Bahnkurven der Koppelpunkte K1, K2 schneiden sich im Punkte K0, der zweck mässig auf der Mittelachse s des Wagens liegt. Die beiden Doppelschwingen sind so ausgebildet, dass die Punkte K1, K2 je einen Kreisbogen beschreiben, deren Mittelpunkte M; auf der jeweiligen Symmetrieachse liegen, und zwar vor K0 oder, wie dargestellt, exakt damit zusammenfallend, oder über K0 hinausgehend. Legt man die Punkte Mi exakt auf K0, so ist eine reine Kreisbewegung des Wagenkastens um eine Längsachse, die durch K0 geht, erreicht.
In Fig.l ist stark ausgezogen die Mittellage dargestellt, während dünn ausgezogen eine ausge lenkte Lage, z. B. unter der Wirkung der Flieh kraft, gezeigt wird. Die zur ausgelenkten Lage ge hörenden Bezugszeichen sind gegenüber den zur Normallage gehörenden mit Bezugsstrichen versehen, also A'1, B'1 USW.
In Fig.2 ist eine Ausführungsform der Vier gelenkkette gezeigt. An den Steg bzw. das Rahmen glied 5 sind über die Gelenke A0, B0 die Schwin gen 6, 7 angeschlossen, die wiederum durch die Koppel 8 verbunden sind, welche mittels Gelenken <I>A, B</I> angeschlossen ist. Mit der Koppel 8 ist starr der Koppelpunkt K gekuppelt, welcher die Bahn kurve k beschreibt. Letztere ist nur zum Teil dar gestellt. Ferner bedeuten o den Radius der Bahn k des Koppelpunktes K, P den Momentanpol, t die Polbahntangente, n die Polbahnnormale, W den Wendepol, D den Durchmesser des Wendekreises, m die Symmetrieachse der Koppelpunktkurve, hier zusammenfallend mit n.
Der Durchmesser D des Wendekreises lässt sich rechnerisch bestimmen aus der Euler-Savaryschen Gleichung:
EMI0002.0005
wobei man setzen kann
EMI0002.0006
Zeichnerisch kann D durch eine bekannte geo metrische Konstruktion entwickelt werden.
Dieselbe Gleichung steht auch zur Berechnung von o zur Verfügung:
EMI0002.0007
(sin p K = 1 wegen Symmetriestellung), wobei rK = PK ; r0K = PK0 ist. Da D aus Gleichung I festliegt, kann man nun K oder K0 vorgeben. Gewöhnlich wird man aus der Lage der beiden Viergelenkketten und aus der Be dingung der reinen Kreisbewegung K0 und damit r0 i1 _ vorgeben, um daraus dann rh zu bestimmen aus:
EMI0002.0012
Bei der in Fig.2 dargestellten Lage der Punkte K, P, K0 und der Punkte<I>A, P, A0</I> ist der Zahlen- 70 wert für r0K bzw. r0 A negativ einzusetzen.
Damit ist auch Q entsprechend <I>o =</I> r0 K -r K negativ einzusetzen.
Die Auflösung der quadratischen Gleichung gibt zwei Lösungen, und damit auch zwei mögliche La gen für K, deren konstruktiv günstigere und platz sparendere man wählen wird.
Um die Bewegung eines Koppelpunktes K auf einem exakten oder angenäherten Kreisbogen zu erreichen, ist man nicht an die vorstehende Lösung durch eine symmetrische Doppelschwinge gebunden. Als Aufhängung lassen sich auch andere Viergelenk ketten zugrunde legen, wobei man bei der Wahl der Lage des Koppelpunktes K lediglich die Bedin gungen der Euler-Savaryschen Gleichung beachten muss.
Device for suspending the car bodies or the cradle carriers of railway vehicles The invention relates to a device for suspending the car bodies or the cradle carriers of railway vehicles. This suspension should allow an inclination when negotiating a curve, in which the resultant of Erd- and Zentrifugalbe acceleration is always perpendicular or approximately perpendicular to the car floor. The purpose of the invention is to reduce the effect of centrifugal acceleration on the passenger even at higher cornering speeds, since the passenger only perceives the component of the resultant, which acts parallel to the floor level, as unpleasant.
In a known embodiment for solving this problem, the car body is rotatably mounted in two brackets at its ends in such a way that the axis of rotation determined by the two suspension points is above the center of gravity, so that the box adjusts like a pendulum Devices known that- a slope- of the car box about a longitudinal axis- achieve hydraulically, with the pulse generator for Actuate supply are controlled either by a control pendulum or by the relative position of the wheels to the car body or in some other way.
It has also already been proposed to use the different filling of the bellows on the other side for the corresponding inclination of the car bodies when cornering, the control again being automatic and dependent on centrifugal force. These known Vorrichtun conditions are either too unfavorable in terms of effort and space requirements or they require a fundamental change in the conventional vehicle design so that they could not be introduced.
The invention simplifies and reduces the cost of suspensions of this type with a low weight and little space requirement. In the configuration according to the invention, the. Installation in existing vehicles be possible. According to the invention, the car body is suspended in the coupling points of two four-bar chains, the axes of symmetry of the utilized parts of the coupling curves being inclined at an angle and the vertical ones. The symmetry axis of the car body intersects at one point.
According to an expedient embodiment of this subject matter of the invention = the coupling points can be connected to the four-bar chain in this way. that they-describe two perfect or approximate circular arcs with = equal-sized radius, the centers of which coincide with the intersection of the vertical car body symmetry axis and the coupling curve symmetry axis or lie in front of or behind it. The crosspoints can be designed in such a way that they lead to curves with a constant: curvature sense, but constantly changing curvature. According to a further embodiment, the coupling curves can be approximate or exact straight sections which are exactly or approximately perpendicular to the axes of symmetry.
In the drawings, for example, embodiments of the subject matter of the invention are shown. Fig. 1 shows a. Device with four-link chains in the drive frame in cross section.
2 shows a possible embodiment of the four-bar chain.
In Fig.l, the car body 1 or the cradle carrier la is supported at points K1 and K2. The points K1 and K2 are coupling points of two identical four-bar chains which are each formed by the links 2, 3, 3a and 4 as well as the joints Aoiy A1,: Bor., Bi or A.2, A2, B02, B2. The link 2 is common to both four-link chains and is identical to the running gear frame.
Both four-bar chains are installed symmetrically at the angle a and the axes of symmetry ml, m2 of the utilized trajectories of the coupling points K1, K2 intersect at point K0, which is conveniently located on the central axis s of the car. The two double rockers are designed so that the points K1, K2 each describe an arc of a circle, the centers of which M; lie on the respective axis of symmetry, namely before K0 or, as shown, exactly coinciding with it, or going beyond K0. If you place the points Mi exactly on K0, a pure circular movement of the car body around a longitudinal axis that goes through K0 is achieved.
In Fig.l, the middle layer is shown strongly drawn out, while drawn out thinly a steered position, z. B. is shown under the action of centrifugal force. The reference numerals belonging to the deflected position are provided with reference lines compared to those belonging to the normal position, i.e. A'1, B'1, etc.
In Figure 2, an embodiment of the four-link chain is shown. On the web or the frame member 5, the vibrations 6, 7 are connected via the joints A0, B0, which in turn are connected by the coupling 8, which is connected by means of joints <I> A, B </I>. With the coupling 8, the coupling point K is rigidly coupled, which describes the path curve k. The latter is only partially shown. Furthermore, o denotes the radius of the path k of the coupling point K, P the instantaneous pole, t the pole path tangent, n the pole path normal, W the turning pole, D the diameter of the turning circle, m the axis of symmetry of the coupling point curve, here coinciding with n.
The diameter D of the turning circle can be calculated from the Euler-Savary equation:
EMI0002.0005
where you can bet
EMI0002.0006
In terms of drawing, D can be developed using a known geometric construction.
The same equation is also available to calculate o:
EMI0002.0007
(sin p K = 1 because of symmetry), where rK = PK; r0K = PK0. Since D is fixed from equation I, K or K0 can now be specified. Usually K0 and thus r0 i1 _ are given from the position of the two four-bar chains and from the condition of the pure circular motion, in order to then determine rh from:
EMI0002.0012
In the position of the points K, P, K0 and the points <I> A, P, A0 </I> shown in FIG. 2, the numerical value for r0K or r0 A is to be entered negatively.
This means that Q is to be used as negative according to <I> o = </I> r0 K -r K.
The solution of the quadratic equation gives two solutions, and thus also two possible positions for K, whose structurally more favorable and space-saving one will choose.
In order to achieve the movement of a coupling point K on an exact or approximate circular arc, one is not bound to the above solution by a symmetrical double rocker. Other four-bar chains can also be used as the basis for the suspension, whereby when choosing the position of the coupling point K, only the conditions of the Euler-Savary equation have to be observed.