CH631928A5

CH631928A5 - Wheel-set suspension for double-axle rail vehicles

Info

Publication number: CH631928A5
Application number: CH957078A
Authority: CH
Inventors: Nikolaas H C E Zeevenhooven
Original assignee: Talbot Waggonfab
Priority date: 1977-09-14
Filing date: 1978-09-13
Publication date: 1982-09-15
Also published as: FR2403257B1; FR2403257A1; DE2741252A1; DE2741252B2; DE2741252C3; ATA662278A; AT360073B

Description

Die Erfindung betrifft eine Radsatzaufhängung für zweiachsige Schienenfahrzeuge, deren Radachsen jeweils an beiden Enden in einem Achslagergehäuse gelagert sind, das gegenüber dem Fahrzeuguntergestell, beispielsweise durch eine Blatttragfeder und Federschaken, abgefedert und durch beidseitig angeordnete Achslagerführungen mit Spiel sowohl in Fahrzeuglängsrichtung aus auch in -querrichtung senkrecht beweglich geführt ist. The invention relates to a wheel set suspension for two-axle rail vehicles, the wheel axles of which are mounted at both ends in an axle bearing housing which is cushioned relative to the vehicle underframe, for example by a leaf support spring and spring washers, and perpendicularly by means of axle bearing guides arranged on both sides with play both in the vehicle longitudinal direction and in the transverse direction is guided flexibly.

Radsatzaufhängungen der voranstehend beschriebenen Art sind bekannt. Bei hohen Geschwindigkeiten, insbesondere bei Geschwindigkeiten über 120 km pro Stunde wird die Frequenz der Schlingerbewegungen der einachsigen Laufwerke zweiachsiger Schienenfahrzeuge derart hoch, dass einerseits keine genügende Laufsicherheit mehr gewährleistet ist und andererseits ein hoher Verschleiss sowohl an den Laufwerken als auch am Oberbau der Schienen auftritt. Wheel set suspensions of the type described above are known. At high speeds, especially at speeds of more than 120 km per hour, the frequency of the rolling movements of the single-axle drives of two-axle rail vehicles becomes so high that on the one hand insufficient running safety is no longer guaranteed and on the other hand there is high wear on both the drives and the superstructure of the rails.

Die Schlingerbewegungen entstehen durch den Sinuslauf des Schienenfahrzeuges in Verbindung mit dem Längsspiel der Achslager in den Achslagerführungen, welches für die notwendige Radialeinstellung der Radachsen bei Kurvenfahrt unbedingt erforderlich ist. Das in Fahrzeugquerrichtung vorhandene Spiel zwischen Achslagerführungen und Achslagergehäuse kann ebenfalls nicht beseitigt werden, weil es zur Ausführung von Ausgleichsbewegungen erforderlich ist, die zum Auffangen der Anlaufstösse während des sinusförmigen Laufs des Schienenfahrzeuges notwendig sind. Bei hohen Geschwindigkeiten, beispielsweise in der Grössenordnung von 200 km pro Stunde, reichen die Rückstellkräfte der beispielsweise durch eine Blattfeder und Federschaken gebildeten Federung nicht aus, um die erforderliche Mittellage des Achslagergehäuses bei allen auftretenden Fahrtzuständen zu gewährleisten. The roll movements result from the sinusoidal movement of the rail vehicle in connection with the longitudinal play of the axle bearings in the axle bearing guides, which is absolutely necessary for the necessary radial adjustment of the wheel axles when cornering. The play in the transverse direction of the vehicle between the axle bearing guides and the axle bearing housing cannot be eliminated either, because it is necessary to carry out compensatory movements which are necessary to absorb the starting impacts during the sinusoidal running of the rail vehicle. At high speeds, for example in the order of 200 km per hour, the restoring forces of the suspension, which is formed, for example, by a leaf spring and spring washers, are not sufficient to ensure the required center position of the axle bearing housing in all driving conditions that occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungseinrichtung für eine Radsatzaufhängung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche die bei hohen Geschwindigkeiten des Schienenfahrzeuges auftretenden Schlingerbewegungen wirkungsvoll dämpft, ohne die für einen ordnungsgemässen Lauf des Schienenfahrzeuges insbesondere für die Radialeinstellung der Radachsen bei Kürvenfahrt erforderlichen Ausgleichsbewegungen in Längs- und Querrichtung aus-zuschliessen. The invention has for its object to provide a damping device for a wheelset suspension of the type described in the introduction, which effectively dampens the rolling movements occurring at high speeds of the rail vehicle, without the compensating movements required for proper running of the rail vehicle, in particular for the radial adjustment of the wheel axles during cornering Exclude lengthways and crossways.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindimg ist dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Radachse eine torsionssteife Welle am Fahrzeuguntergestell drehbar gelagert ist, an deren Enden jeweils ein Hebel befestigt ist, von denen der eine Hebel mittels eines Längslenkers unmittelbar und der andere Hebel über einen doppeltwirkenden Dämpfer mit dem jeweils zugehörigen Achslagergehäuse gelenkig verbunden ist. The solution to this problem by the invention is characterized in that, parallel to the wheel axis, a torsionally rigid shaft is rotatably mounted on the vehicle undercarriage, at the ends of which a lever is fastened, one of which lever is connected directly by means of a trailing arm and the other lever via a double-acting damper is articulated to the associated axle bearing housing.

Mit diesem Vorschlag der Erfindung wird eine Radsatzaufhängung geschaffen, deren Schlingerbewegungen wirkungsvoll gedämpft werden. Jede Längsbewegung eines Achslagergehäuses gegenüber dem Fahrzeuguntergestell wird über den zugehörigen Hebel auf die torsionssteife Welle übertragen, wobei durch die Anordnung des Dämpfers nur auf einer Seite der Dämpferweg verdoppelt wird. Die begrenzte Beweglichkeit der Radachse in Längsrichtung des Schienenfahrzeuges wird somit durch die erfindungsgemässe Ausbildung ohne Beschränkung der Beweglichkeit gedämpft; die zum Auffangen der Anlaufstösse in Querrichtung mögliche Ausgleichsbewegung der Radachse gegenüber dem Fahrzeuguntergestell wird hierbei nicht beeinträchtigt. With this proposal of the invention, a wheel set suspension is created, the roll movements of which are effectively damped. Each longitudinal movement of an axle bearing housing with respect to the vehicle undercarriage is transmitted to the torsionally stiff shaft via the associated lever, the damper travel being doubled on only one side by the arrangement of the damper. The limited mobility of the wheel axis in the longitudinal direction of the rail vehicle is thus damped by the inventive design without restricting the mobility; The compensating movement of the wheel axle with respect to the vehicle undercarriage which is possible in the transverse direction in order to absorb the starting impacts is not impaired here.

Der Dämpfer wird vorzugsweise als doppeltwirkender Druckmittelzylinder mit verstellbarer Kennlinie ausgebildet, so dass die Dämpfungscharakteristik in Abhängigkeit von der Ausbildung und dem Gewicht des Schienenfahrzeuges eingestellt werden kann. The damper is preferably designed as a double-acting pressure medium cylinder with an adjustable characteristic curve, so that the damping characteristic can be set as a function of the design and the weight of the rail vehicle.

Da die Untergestelle zweiachsiger Schienenfahrzeuge zwecks Erzielung einer höheren Laufsicherheit vorzugsweise verwindungsweich ausgelegt werden, wird weiterhin vorgeschlagen, die torsionssteife Welle sowohl drehbar als auch in beschränktem Masse pendelbar am Fahrzeuguntergestell zu lagern, um bei den auftretenden Torsionsverformungen des Fahrzeuguntergestelles ein Klemmen der Wellenlager auszu-schliessen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die torsionssteife Welle mittels Gleitlagern gelagert, deren Lagerfläche kugelringförmig ausgebildet ist. Eine Beeinträchtigung der erfindungsgemässen Radsatzaufhängung durch die Ver-windungsfähigkeit des Untergestelles wird weiterhin dadurch vermieden, dass auch der Längslenker bzw. Dämpfer mittels kugelringförmiger Gleitlagerflächen mit dem zugehörigen Hebel verbunden ist. Since the bases of biaxial rail vehicles are preferably designed to be torsionally soft for the purpose of achieving greater running safety, it is also proposed to mount the torsionally stiff shaft on the vehicle undercarriage both rotatably and to a limited extent in order to prevent the shaft bearings from jamming in the event of torsional deformations of the vehicle undercarriage. In a preferred embodiment, the torsionally rigid shaft is supported by means of slide bearings, the bearing surface of which is designed in the form of a spherical ring. Impairment of the wheelset suspension according to the invention by the twistability of the underframe is further avoided by the fact that the trailing arm or damper is also connected to the associated lever by means of spherical sliding bearing surfaces.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Radsatzaufhängung dargestellt, und zwar zeigen: An exemplary embodiment of the wheel set suspension according to the invention is shown in the drawing, namely:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Radsatzaufhängimg eines zweiachsigen Schienenfahrzeuges, 1 is a schematic plan view of a wheelset suspension of a two-axle rail vehicle,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines einachsigen Laufwerkes gemäss Fig. 1, 2 shows a side view of a uniaxial drive according to FIG. 1,

Fig. 3 eine Ansicht der anderen Seite des einachsigen Laufwerkes nach Fig. 1 und 2 und Fig. 3 is a view of the other side of the uniaxial drive according to FIGS. 1 and 2 and

Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2 in vergrössertem Massstab. Fig. 4 shows a section along the section line IV-IV in Fig. 2 on an enlarged scale.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Schienenfahrzeug besitzt ein Untergestellt 1, an dem zwei Radachsen 2 gelagert sind. Die Lagerung der Radachsen 2 erfolgt jeweils über zwei Achslagergehäuse 3, die in senkrechter Richtung beweglich zwischen einem Paar Achslagerführungen 4 angeordnet sind. Die Abfederung jedes Achslagergehäuses 3 gegenüber dem Untergestell 1 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Blatttragfeder 5, welche über Federschaken 6 an Federböcken 7 aufgehängt ist. The rail vehicle shown schematically in FIG. 1 has a base 1 on which two wheel axles 2 are mounted. The wheel axles 2 are each supported by two axle bearing housings 3, which are movably arranged in the vertical direction between a pair of axle bearing guides 4. The cushioning of each axle bearing housing 3 with respect to the underframe 1 takes place in the exemplary embodiment shown by a leaf support spring 5 which is suspended from spring brackets 6 on spring brackets 7.

Parallel zu jeder Radachse 2 ist eine torsionssteife Welle 8 drehbar am Untergestell 1 gelagert. Bei der dargestellten Aus2 A torsionally rigid shaft 8 is rotatably mounted on the base frame 1 parallel to each wheel axle 2. In the illustrated Aus2

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

6319218 6319218

führungsform erfolgt die Lagerimg der torsionssteifen Welle 8 an den mit dem Untergestell 1 fest verbundenen Federböcken 7. Die Lagerung kann aber auch an anderer Stelle und unmittelbar an dem Untergestell 1 erfolgen. In the embodiment, the torsionally stiff shaft 8 is mounted on the spring brackets 7 which are firmly connected to the base frame 1. However, the bearing can also take place elsewhere and directly on the base frame 1.

Um eine leichtgängige Lagerung der Welle 8 zu erzielen, die auch durch eine Verwindung des Untergestelles 1 nicht nachteilig beeinträchtig wird, sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel Gleitlager 9 verwendet, die eine kugelringförmige Lagerfläche aufweisen. In Fig. 4 ist ein derartiges Gleitlager 9 in vergrössertem Massstab im Schnitt dargestellt. In order to achieve a smooth bearing of the shaft 8, which is not adversely affected by twisting of the base frame 1, plain bearings 9 are used in the illustrated embodiment, which have a spherical ring-shaped bearing surface. In Fig. 4 such a plain bearing 9 is shown on an enlarged scale in section.

Diese Darstellung lässt erkennen, dass auf einem zylindrischen Zapfen 8a der Welle 8 ein Lagerring 9a befestigt ist, dessen Lagerfläche kugelringförmig ausgebildet ist und der mit einer entsprechend ausgebildeten Lagerfläche eines Aussenringes 9b zusammenwirkt, der im Gehäuse 9c des Gleitlagers 9 befestigt ist. Die Welle 8 kann somit sowohl eine Drehbewegung um ihre Längsachse als auch eine beschränkte Pendelbewegung um den Mittelpunkt der kugelringförmigen Lagerfläche ausführen. This illustration shows that a bearing ring 9a is fastened to a cylindrical pin 8a of the shaft 8, the bearing surface of which is spherical and which cooperates with a correspondingly designed bearing surface of an outer ring 9b which is fastened in the housing 9c of the slide bearing 9. The shaft 8 can thus perform both a rotational movement about its longitudinal axis and a limited pendulum movement around the center of the spherical bearing surface.

An jedem Ende der Welle 8 ist ein Hebel 10 befestigt, dessen spezielle Ausführungsform in Fig. 4 zu erkennen ist. An einem dieser Hebel 10 ist ein Längslenker 11 angelenkt, dessen anderes Ende gelenkig am zugehörigen Achslagergehäuse 3 befestigt ist. Die Längslenker 11 für die beiden Radachsen 2 des Schienenfahrzeuges liegen sich diametral gegenüber, wie Fig. 1 erkennen lässt. At each end of the shaft 8, a lever 10 is fastened, the specific embodiment of which can be seen in FIG. 4. A trailing arm 11 is articulated to one of these levers 10, the other end of which is articulated to the associated axle bearing housing 3. The trailing arms 11 for the two wheel axles 2 of the rail vehicle are diametrically opposite, as can be seen in FIG. 1.

Der jeweils andere Hebel 10 der beiden Wellen 8 ist gemäss Fig. 2 über einen Zwischenlenker 12 mit einem hydraulischen Dämpfer 13 verbunden, der beispielsweise als doppeltwirkender Druckmittelzylinder ausgebildet ist und seinerseits gelenkig am zugehörigen Achslagergehäuse 3 angebracht ist. The respective other lever 10 of the two shafts 8 is connected according to FIG. 2 via an intermediate link 12 to a hydraulic damper 13 which is designed, for example, as a double-acting pressure medium cylinder and in turn is articulated to the associated axle bearing housing 3.

Wie der untere Teil der Fig. 4 erkennen lässt, erfolgt auch 5 die Anlenkung des Längslenkers 11 bzw. des Zwischenlenkers 12 am jeweiligen Hebel 10 mittels einer kugelringförmigen Lagerfläche. Diese wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein auf einen Lagerbolzen 14 aufgesetztes Kugelstück 15 gebildet, das mit einem entsprechend ausgeführten io Lagerring 16 zusammenwirkt, der im Zwischenlenker 12 bzw. Längslenker 11 befestigt ist. As can be seen in the lower part of FIG. 4, the trailing link 11 or the intermediate link 12 is also articulated on the respective lever 10 by means of a spherical bearing surface. In the exemplary embodiment shown, this is formed by a ball piece 15 placed on a bearing pin 14, which cooperates with a correspondingly designed bearing ring 16 which is fastened in the intermediate link 12 or trailing link 11.

Bei einer Ausgleichsbewegung der Achslagergehäuse 3 einer Radachse 2 in Längsrichtung des Schienenfahrzeuges bewirkt die voranstehend beschriebene Aufhängung über den 15 Längslenker 11 bzw. Zwischenlenker 12 eine Drehbewegung der torsionssteifen Welle 8. Über den mittels des Zwischenlenkers 12 mit dem Dämpfer 13 verbundenen Hebel 10 wird diese Drehbewegung der Welle 8 unabhängig von der Drehrichtung gedämpft, wobei sich die Ausschläge der Hebel 10 20 zur Erzielung einer ausreichend grossen Dämpferbewegung infolge der nur einseitigen Anordnung des Dämpfers 13 addieren. Der Dämpfer 13 sorgt auf diese Weise für eine sichere Rückstellung der Radachse 2 in die Mittellage, ohne die Längsbeweglichkeit der Radachse 2 gegenüber dem Unterge-25 stell 1 zu beschränken. Auch eine ungünstige Einwirkung der Dämpferanordnung auf Querbewegungen der Radachse 2 werden infolge der kugelförmigen Ausbildung der Lagerflächen vermieden. In the event of a compensatory movement of the axle bearing housing 3 of a wheel axle 2 in the longitudinal direction of the rail vehicle, the suspension described above causes the torsionally rigid shaft 8 to rotate via the longitudinal link 11 or intermediate link 12. This rotary movement becomes via the lever 10 connected to the damper 13 by means of the intermediate link 12 the shaft 8 damped regardless of the direction of rotation, the deflections of the levers 10 20 add up to achieve a sufficiently large damper movement due to the arrangement of the damper 13 on one side only. In this way, the damper 13 ensures a safe return of the wheel axis 2 to the central position without restricting the longitudinal mobility of the wheel axis 2 relative to the lower position 1. An unfavorable effect of the damper arrangement on transverse movements of the wheel axle 2 is avoided due to the spherical design of the bearing surfaces.

v v

4 Blätter Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

631928 PATENT CLAIMS

1. Wheelset suspension for two-axle rail vehicles, the wheel axles of which are mounted at both ends in an axle bearing housing, which is cushioned against the vehicle underframe and is guided vertically movably by axle bearing guides arranged on both sides with play both in the longitudinal and transverse directions of the vehicle, characterized in that parallel to Each wheel axle (2) has a torsionally rigid shaft (8) rotatably mounted on the vehicle undercarriage (1), at the ends of which a lever (10) is fastened, one of which lever (10) directly and the other by means of a trailing arm (11) Lever (10) is articulated via a double-acting damper (13) to the associated axle bearing housing (3).

2. Wheel set suspension according to claim 1, characterized in that the damper (13) is designed as a double-acting pressure medium cylinder with an adjustable characteristic.

3. Wheel set suspension according to claim 2, characterized in that the torsionally rigid shaft (8) is mounted both rotatably and to a limited extent in a pendulum manner on the vehicle base (1).

4. Wheel set suspension according to claim 3, characterized in that the torsionally rigid shaft (8) is mounted by means of slide bearings (9), the bearing surface of which is designed in the shape of a spherical ring.

5. Wheel set suspension according to one of claims 1 to 4, characterized in that the trailing arm (11) or damper (13) is connected to the associated lever (10) by means of spherical sliding bearing surfaces (15, 16).