CH641104A5

CH641104A5 - Suspension for rail vehicles with bogies

Info

Publication number: CH641104A5
Application number: CH928179A
Authority: CH
Inventors: Sandor Mohacsi; Theodor Hammen
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1978-10-21
Filing date: 1979-10-16
Publication date: 1984-02-15
Also published as: ES485198A1; BE879544A; FR2439118A1; DE7831364U1; FR2439118B3; YU253479A; FI793262A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Federung für Schienenfahrzeuge mit Drehgestellen, bei der zwischen jeweils einem Langträger eines Drehgestelles und einem Untergestell des Wagens eine Luftfeder als Sekundärfederung vorgesehen ist. The invention relates to a suspension for rail vehicles with bogies, in which an air spring is provided as a secondary suspension between a long beam of a bogie and a base of the car.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Ausdrehfähigkeit von Drehgestellen, welche mit Luftfedern gegen den Wagenkasten abgefedert sind bei Kurvenfahrt zu erhöhen, sowie die Rückstellkräfte bei Ausdrehung zu vermindern und die Luftfederbälge zu schonen. The object of the invention is to increase the turning ability of bogies, which are cushioned against the car body with air springs when cornering, as well as to reduce the restoring forces when turning out and to protect the air bellows.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass sich eine äussere Felge der Luftfeder gegen das Untergestell bzw. den Langträger des Drehgestelles abstützt, dass die innere Felge der Luftfeder sich über Wälzkörper gegen eine mit dem Langträger bzw. dem Untergestell verbundene Laufbahn abstützt, wobei die innere Felge zusätzliche Führungsmittel aufweist, und dass die innere Felge eine Notabstützung trägt. This object is achieved according to the invention in that an outer rim of the air spring is supported against the underframe or the long support of the bogie, that the inner rim of the air spring is supported via rolling elements against a raceway connected to the long support or the underframe, wherein the inner rim has additional guide means and that the inner rim carries an emergency support.

Durch diese Lösung werden Drehgestelle mit Luftfedern in die Lage versetzt, jeden in der Praxis auftretenden Ausdrehwinkel mitzumachen, ohne dass der Luftfederbalg durch unzulässig hohe Deformation zerstört wird. Bis jetzt konnte man nur mit wiegenbehafteten Drehgestellten kleine Kurvenradien durchfahren. Moderne Drehgestelle werden aber in wiegenloser Bauart ausgeführt. Sollen solche Drehgestelle mit Luftfedern als Sekundärfederung arbeiten, so sind die sich stellenden Probleme beim Durchfahren enger Kurven nur mit der erfindungsgemässen Anordnung zu bewältigen. With this solution, bogies with air springs are able to follow every turning angle that occurs in practice without the air bellows being destroyed by impermissibly high deformation. Up until now, it was only possible to drive through small curve radii with cradled turntables. However, modern bogies are designed in a rock-less design. If such bogies are to work with air springs as secondary suspension, the problems that arise when driving through tight curves can only be overcome with the arrangement according to the invention.

Um die Luftfeder, die in horizontaler Richtung nur eine geringe Rückstellkraft aufweist, zu führen, wird vorteilhafterweise vorgeschlagen, dass das zusätzliche Führungsmittel als ein koaxial zu einem Luftfederbalg der Luftfeder geführter Vierkant ausgebildet ist, welcher von einem ebenfalls vierkantig gestalteten Führungsrohr vertikal gleitbar, aber gegen Verdrehung gesichert vom Untergestell bzw. Drehge-stellangträger aufgenommen wird, und dass der Wälzkörper aus einer zylindrischen Rolle besteht, welche über seitliche Wangen und eine Welle drebar mit der den Vierkant tragenden inneren Felge der Luftfeder verbunden ist und die zylindrische Rolle sich abwälzbar gegen eine mit dem Drehgestellangträger bzw. Untergestell eine Einheit bildende Laufbahn abstützt, und dass die Notabstützung von einem konzentrisch auf der Innenseite der inneren Felge angebrachten Gummiring gebildet wird. In order to guide the air spring, which has only a small restoring force in the horizontal direction, it is advantageously proposed that the additional guide means be designed as a square, which is guided coaxially with an air bellows of the air spring and which can be slid vertically by a likewise square-shaped guide tube, but against Rotation is securely received by the underframe or rotating gear carrier, and that the rolling element consists of a cylindrical roller, which is connected via side cheeks and a shaft rotatably to the square inner rim of the air spring and the cylindrical roller can be rolled against one supports the bogie carrier or subframe, a unit-forming track, and that the emergency support is formed by a rubber ring concentrically attached to the inside of the inner rim.

Eine Führung dieser Art bewirkt eine eindeutige Führung der in horizontaler Richtung nachgiebigen Luftfederbälge. Diese Bälge können und brauchen auch keine Verschiebungen in Längsrichtung und Verdrehungen, sondern nur die vertikalen Federbewegungen mitzumachen. In diesem Fall kann ein einfacher Luftfederbalg verwendet werden. A guidance of this type brings about a clear guidance of the air spring bellows, which is flexible in the horizontal direction. These bellows can and do not need any longitudinal displacements or twists, but only to take part in the vertical spring movements. In this case, a simple air bag can be used.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Wälzkörper aus mindestens zwei kegelstumpfartigen Führungsrollen gebildet werden, welche auf Achsen gelagert sind, die mittels der seitlich der Führungsrollen angebrachten Wangen mit der inneren Felge der Luftfeder verbunden sind, und dass das zusätzliche Führungsmittel aus einem konzentrisch zu einem Drehzapfen angebrachten Anschlag besteht, gegen den die vom Drehzapfen abgewandten Aussenseiten der Führungsrollen anlaufen, dass der Anschlag mit der Laufbahn und dem Drehgestelllangträger bzw. Untergestell eine Einheit bildet, sowie die Notabstützung von einer mit der inneren Felge der Luftfeder verbundenen Gummi-Metall-Verbundfeder übernommen wird. An advantageous development of the invention can be seen in the fact that the rolling elements are formed from at least two frustoconical guide rollers which are mounted on axles which are connected to the inner rim of the air spring by means of the cheeks attached to the side of the guide rollers, and in that the additional guide means there is a stop attached concentrically to a pivot, against which the outer sides of the guide rollers face away from the pivot, that the stop forms a unit with the raceway and the bogie longitudinal member or underframe, and the emergency support from a rubber connected to the inner rim of the air spring Metal composite spring is taken over.

Eine Ausführung mit zwei kegeligen Rollen hat den Vorteil, dass die Belastung der Laufbahn und der Rollen durch Flächenpressung nicht so hoch ist und durch die kegelige Form der Wälzkörper reines Abrollen ohne Gleiten auf der Innenseite wegen des geringeren Rollweges gegenüber der Aussenseite ermöglicht wird. Zudem bleibt in Achsrichtung der Luftfeder genügend Raum für eine ausreichende Zusatzfeder in Gummi-Metall-Verbundausfüh-rung. Die Führung in Querrichtung wird zusätzlich von konzentrisch zum Drehkapfen angeordneten Anschlägen übernommen, gegen die die kegeligen Führungsrollen anlaufen und so geführt werden. Die Rollen übernehmen in vorteilhafter Weise die Funktion von Wälzmittel und Führungsmittel für die Luftfederbälge. A version with two tapered rollers has the advantage that the stress on the raceway and the rollers due to surface pressure is not so high, and the tapered shape of the rolling elements enables pure rolling without sliding on the inside due to the smaller rolling path compared to the outside. In addition, there is enough space in the axial direction of the air spring for a sufficient additional spring in a rubber-metal composite design. The guide in the transverse direction is also taken over by stops arranged concentrically to the pivot, against which the conical guide rollers run and are thus guided. The roles advantageously take over the function of rolling means and guide means for the air bellows.

s s

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

641104 641104

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Wälzkörper aus nur einer kegelstumpfartigen Führungsrolle gebildet wird, welche über eine Welle und seitliche Wangen mit der inneren Felge der Luftfeder verbunden ist, dass das zusätzliche Führungsmittel in Querrichtung von einem kreisförmigen Anschlag übernommen wird, und dass zwei Führungselemente vorgesehen sind, welche sich gegen die Laufbahn abstützen und ein Kippen der inneren Felge der Luftfeder vermeiden. Another feature of the invention can be seen in the fact that the rolling element is formed from only one frustoconical guide roller, which is connected to the inner rim of the air spring via a shaft and lateral cheeks, that the additional guide means is taken over in the transverse direction by a circular stop, and that two guide elements are provided which are supported against the raceway and prevent the inner rim of the air spring from tipping over.

Ausführungsbeispiele sind in Zeichnungen dargestellt. Es zeigen: Exemplary embodiments are shown in drawings. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch Luftfeder und Führungsmittel nach Anspruch 2, 1 shows a section through air spring and guide means according to claim 2,

Fig. 2 einen Schnitt II-II durch die Luftfeder quer zur Fahrtrichtung, 2 shows a section II-II through the air spring transverse to the direction of travel,

Fig. 3 Schnitt durch den Luftfederbalg parallel zur Fahrtrichtung, 3 section through the air bellows parallel to the direction of travel,

Fig. 4 Schnitt IV-IV durch die Luftfederung quer zur Fahrtrichtung, 4 section IV-IV through the air suspension transverse to the direction of travel,

Fig. 5 Draufsicht auf die Wälzkörper in der Ausführung nach den Fig. 3, 4, 5 top view of the rolling elements in the embodiment according to FIGS. 3, 4,

Fig. 6 Schnitt VI-VI durch die Federung nach Anspruch 4 quer zur Fahrtrichtung, 6 section VI-VI through the suspension according to claim 4 transverse to the direction of travel,

Fig. 7 Draufsicht auf die Federung nach Fig. 6. Fig. 1 zeigt eine Federung, welche als Sekundärfederung zwischen dem Drehgestellangträger 1 und einem Untergestell 2 vorgesehen ist. Die Sekundärfederung besteht aus einer Luftfeder 3, welche ihrerseits aus dem Luftfederbalg 4 und dessen inneren und äusseren Felgen 5, 6 gebildet wird. Dabei ist die äussere Felge 6 mit dem Untergestell 2 verbunden, während die innere Felge einen als Führungsmittel 7 dienenden Vierkant 8 trägt, welcher in seiner Achsrichtung vertikal in einer Führungsstange 9 gleitbar aber verdrehsicher gehalten wird, wobei das Führungsrohr 9 fest mit dem Untergestell 2 in Verbindung steht. Die zylindrische Rolle 10, mit der die Federung gegenüber dem Drehgestell abrollt, ist über seitliche Wangen 11 und Welle 12 drehbar aber gegen Verschiebungen fest mit der Unterseite der inneren Felge 5 verbunden. Die zylindrische Rolle 10 kann sich bei Ausdrehbewegungen des Drehgestelles über eine Laufbahn 13 abwälzen, welche sich symmetrisch zur Quermittelebene auf Langträger 1 befindet und mit diesem eine Einheit bildet. Für den Fall, dass ein Defekt im Luftfedersystem auftritt, ist auf der inneren Felge 5 ein Gummiring 14 konzentrisch zu deren Achse vorgesehen, damit bei entleertem Luftfederbalg 4 eine Notabstützung 15 vorhanden ist. Es ist selbstverständlich, dass die gesamte Federung auch umgekehrt ausgeführt werden könnte, so dass die äussere Felge 6 mit dem Langträger 1 des Drehgestelles verbunden ist, während sich die mit der inneren Felge 5 verbundene zylindrische Rolle 10 gegenüber einer auf dem Untergestell 2 des Wagenkastens angebrachten Laufbahn 13 5 abwälzt. Fig. 7 top view of the suspension according to Fig. 6. Fig. 1 shows a suspension, which is provided as a secondary suspension between the bogie 1 and a base 2. The secondary suspension consists of an air spring 3, which in turn is formed from the air bellows 4 and its inner and outer rims 5, 6. The outer rim 6 is connected to the base frame 2, while the inner rim carries a square 8 serving as a guide means 7, which is held in its axial direction vertically in a guide rod 9 so as to be slidable but secure against rotation, the guide tube 9 being fixed to the base frame 2 in Connection is established. The cylindrical roller 10, with which the suspension rolls relative to the bogie, is rotatable via lateral cheeks 11 and shaft 12, but is firmly connected to the underside of the inner rim 5 against displacement. The cylindrical roller 10 can roll over when rotating the bogie over a track 13 which is symmetrical to the transverse center plane on the long beam 1 and forms a unit with this. In the event that a defect occurs in the air spring system, a rubber ring 14 is provided on the inner rim 5 concentrically with its axis so that an emergency support 15 is present when the air bellows 4 is empty. It goes without saying that the entire suspension could also be carried out the other way round, so that the outer rim 6 is connected to the long beam 1 of the bogie, while the cylindrical roller 10 connected to the inner rim 5 is mounted opposite one on the underframe 2 of the car body Passes on career 13 5.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt II-II durch die Federung quer zur Fahrtrichtung. Die zylindrische Rolle 10 ist von geringer Breite, um beim Abrollen Gleiten als Folge unterschiedlicher Rollwege auf Innen- und Aussenseite zu vermeiden, io Die Führung in Längs- und Querrichtung zwischen Drehgestell und Wagenkasten wird von einem nicht dargestellten Drehzapfen übernommen. Fig. 2 shows a section II-II through the suspension transverse to the direction of travel. The cylindrical roller 10 is of small width in order to avoid sliding when rolling as a result of different rolling paths on the inside and outside, io The guidance in the longitudinal and transverse directions between the bogie and the body is taken over by a pivot, not shown.

Die Fig. 3, 4, 5 zeigen eine Ausführungsform mit zwei kegelig ausgebildeten Rollen 16, deren Achsen 17, 18 und 15 Kegelspitzen auf den Drehzapfen bzw. Drehpunkt 19 weisen. Die kegelige Lauffläche schliesst Gleiten beim Abrollvorgang während der Ausdrehung des Drehgestelles aus. Zylindrische Rollen würden wegen ungleicher Bogenlänge bei Ausdrehung des Drehgestelles (Kurvenfahrt) Gleit-20 bewegungen auslösen, welche zu Verschleiss und Behinderung bei der Ausdrehung führen. In Fig. 3 ist die konzentrisch zum Luftfederbalg 4 der Luftfeder 3 angebrachte Gummi-Metall-Verbundfeder 20 zu sehen, welche bei Defekt der Luftfederung als Notabstützung 15 in Kraft tritt. 25 Fig. 4 stellt einen Schnitt durch die Federung in Mittelquerebene des Drehgestelles dar. Man erkennt die auf einem Drehpunkt 19 konisch ausgerichteten kegelstumpfartigen Führungsrollen 16. Auf die Darstellung der Notabstützung wurde hier verzichtet. Eine zusätzliche Führung erhält die 30 Federung durch eine Anschlag 21, welcher mittels Schrauben 22 über die Laufbahn 13 mit dem Langträger 1 des Drehgestelles verbunden ist. Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Laufbahn 13 mit Führungsrollen 16 und den zum Drehpunkt 19 konzentrisch auf seiner Innenseite ausgeführten Anschlag 35 21. Die Führung der Federung übernimmt wieder ein nicht gezeichneter Drehzapfen. 3, 4, 5 show an embodiment with two tapered rollers 16, the axes 17, 18 and 15 of which have tapered tips on the pivot pin or pivot point 19. The tapered tread prevents sliding during the rolling process while the bogie is being rotated. Cylindrical rollers would cause sliding 20 movements due to the uneven arc length when the bogie was turned (cornering), which would lead to wear and obstruction during the turning. In Fig. 3 the concentric to the bellows 4 of the air spring 3 attached rubber-metal composite spring 20 can be seen, which comes into effect as a defective air suspension 15 as an emergency support. FIG. 4 shows a section through the suspension in the central transverse plane of the bogie. One can see the frustoconical guide rollers 16 that are conically oriented on a pivot point 19. The representation of the emergency support has been omitted here. The suspension is given additional guidance by a stop 21, which is connected by means of screws 22 to the long beam 1 of the bogie via the track 13. FIG. 5 shows a top view of the track 13 with guide rollers 16 and the stop 35 21, which is designed concentrically on the inside of the pivot point 19. The suspension is again guided by a pivot, not shown.

Die Fig. 6, 7 zeigen eine Ausführung mit nur einer wiederum kegelig ausgeführten Führungsrolle 23. Um ein Kippen während des Abrollvorganges zu vermeiden, sind zwei Führungselemente 24 vorgesehen, welche sich über die in Fahrtrichtung symmetrisch zur Achse der Führungsrolle und mit der inneren Felge 5 der Luftfeder verbunden gegen die Laufbahn 13 gleitend abstützen. Die Führung in Längs- und Querrichtung übernimmt ebenfalls ein nicht näher dargestellter Drehzapfen. Die kegelige Form der Lauffläche der Führungsrolle soll Gleiten beim Abwälzvorgang vermeiden. Eine zusätzliche Führung während der Ausdrehung erhält die Führungsrolle durch den mit dem Längträger des Drehgestelles fest verbundenen kreisförmigen Anschlag 25. 6, 7 show an embodiment with only one again conical guide roller 23. In order to avoid tilting during the rolling process, two guide elements 24 are provided which are symmetrical about the axis of the guide roller in the direction of travel and with the inner rim 5 the air spring connected to slide against the raceway 13. The guide in the longitudinal and transverse directions also takes over a pivot, not shown. The tapered shape of the guide roller tread is intended to prevent sliding during the rolling process. The guide roller receives additional guidance during the turning out by the circular stop 25 which is firmly connected to the longitudinal member of the bogie.

40 40

45 45

V V

4 Blätter Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

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1. Suspension for rail vehicles with bogies, in which an air spring is provided as a secondary suspension between a long girder of a bogie and a base frame of the carriage, characterized in that an outer rim (6) of the air spring (3) against the base frame (2) or supports the long beam (1) of the bogie such that the inner rim (5) of the air spring (3) is supported via rolling elements (26) against a raceway (13) connected to the long beam (1) or the base frame (2) , wherein the inner rim (5) has additional guide means (7), and that the inner rim carries an emergency support (15).

2. Suspension according to claim 1, characterized in that the additional guide means (7) as a coaxial to an air bellows (4) of the air spring (3) guided square (8) is formed, which is also of a square-shaped guide tube (9) vertically slidable, but secured against rotation by the base frame (2) or bogie rod support (1), and that the rolling element (26) consists of a cylindrical roller (10) which can be rotated via side cheeks (11) and a shaft (12) is connected to the inner rim (5) of the air spring (3) carrying the square (8) and the cylindrical roller (10) can be rolled against a raceway (13) forming a unit with the bogie beam (1) or underframe (2) supports, and that the emergency support (15) is formed by a concentric on the inside of the inner rim rubber ring (14).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Suspension according to claim 1, characterized in that the rolling bodies (26) are formed from at least two truncated cone-like guide rollers (16) which are mounted on axles (17, 18) which are attached by means of the cheeks (11 ) are connected to the inner rim (5) of the air spring (3), and that the additional guide means (7) consists of a stop (21) concentrically attached to a pivot, against which the outer sides of the guide rollers (16) facing away from the pivot abut that the stop with the track (13) and the bogie bar (1) or sub-frame (2) forms a unit, as well as the emergency support (15) of a rubber-metal connected to the inner rim (5) of the air spring (3) - Compound spring (20) is adopted.

4. Suspension according to claim 1, characterized in that the rolling body (26) is formed from only one frustoconical guide roller (23) which via a shaft (12) and side cheeks (11) with the inner rim (5) of the air spring ( 3) is connected that the additional guide means (7) is taken over in the transverse direction by a circular stop (25) and that two guide elements (24) are provided which are supported against the raceway (13) and a tilting of the inner rim ( 5) Avoid the air spring (3).