CH644317A5

CH644317A5 - Lateral support of the carriage body of a rail vehicle with bolsterless bogie

Info

Publication number: CH644317A5
Application number: CH985079A
Authority: CH
Inventors: Hat Auf Nennung Verzichtet Erfinder
Original assignee: Inventio Ag
Priority date: 1979-11-02
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1984-07-31
Also published as: IT1134119B; PT71982B; IT8025680A0; ES496406A0; ES8201081A1; BE885784A; PT71982A; DE3038634A1; DE3038634C2

Description

Die Erfindung betrifft eine seitliche Abstützung des Wagenkastens eines Schienenfahrzeuges mit wiegenlosem Drehgestell, wobei die Abstützung aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Schraubenfedern und elastischen Federtellern besteht, die einerseits zwischen Wagenkasten und Schraubenfedern und andererseits zwischen Drehgestell und Schraubenfedern angeordnet sind. The invention relates to a lateral support of the car body of a rail vehicle with a rocking bogie, the support consisting of two concentrically arranged coil springs and elastic spring plates, which are arranged on the one hand between the car body and coil springs and on the other hand between the bogie and coil springs.

Bei derartigen Abstützungen wird die Quersteifigkeit der Schraubenfedern für Quer- und Ausdrehbewegungen der gegeneinander abzustützenden Fahrzeugteile ausgenutzt. Da bei Reisezug- und Triebwagen mit grossen Drehzapf en-abständen die Forderung besteht Minimalkurven von 80 m zu durchfahren, entstehen zwischen Wagenkasten und Dreh-gestellrahmen Ausdrehwege in der Grössenordnung von annähernd 100 mm in beiden Fahrtrichtungen. Die daraus resultierenden Ausdrehkräfte verursachen grosse Materialbeanspruchungen und wirken sich ungünstig auf die Stabilität des Abstützungssystems aus. Da die Quersteifigkeit direkt von der Auslegung der Schraubenfeder abhängig und insbesondere bei leichten Schienenfahrzeugen im Verhältnis zur Vertikalbelastung zu gross ist, ist es kaum möglich die bei der Verwirklichung obiger Fodderung entstehenden Nachteile ohne zusätzliche Vorkehrungen zu vermeiden. With such supports, the transverse rigidity of the coil springs is used for transverse and unscrewing movements of the vehicle parts to be supported against one another. Since there is a requirement to travel through a minimum curve of 80 m for coaches and railcars with large pivot distances, bends of approximately 100 mm in both directions of travel are created between the body and the bogie frame. The resulting turning forces cause high material stresses and have an unfavorable effect on the stability of the support system. Since the transverse stiffness is directly dependent on the design of the coil spring and is too great in relation to the vertical load, in particular in the case of light rail vehicles, it is hardly possible to avoid the disadvantages which arise in the implementation of the above requirements without additional precautions.

Zur Behebung dieser Nachteile hat man bereits vorgeschlagen, die Schraubenfedern als Pendelstützen auszubilden. Dabei bedarf es jedoch metallischer Gelenke oder Lagerungen in Form von beispielsweise Kugelschalen oder Schneiden. Diese Teile unterliegen jedoch besonders im Bahnbereich einer grossen Abnutzung und können nur un-5 genügend: überwacht und unterhalten werden, da sie in den meisten Fällen schlecht oder überhaupt nicht zugänglich sind. To remedy these disadvantages, it has already been proposed to design the coil springs as pendulum supports. However, this requires metallic joints or bearings in the form of, for example, spherical shells or cutting edges. However, these parts are particularly subject to wear, particularly in the railway sector, and can only be insufficiently monitored and maintained, since in most cases they are difficult or impossible to access.

Bei einer Abstützung nach der CH-PS 596 021 werden diese Nachteile teilweise vermieden, in dem anstelle dter meto tallisehen Gelenke elastische Federteller verwendet werden. Diese oberhalb und unterhalb der Schraubenfedern angebrachten elastischen Federteller bestehen aus einem zwischen zwei metallischen Scheiben angeordneten und mit diesen verbundenen, ringförmigen, elastischen Element aus Gum-15 mi oder einem andteren elastischen Material. Derartig geformte Elemente sind insbesondere für reine Schub- und Druckbeanspruchungen geeignet, jedüch weniger für die bei einem Gelenk auftretenden, durch Schiefstellung der Federachse entstehenden Beanspruchungen. Das relativ flach dimensio-20 nierte und daher ziemlich harte elastische Element kann somit die Funktion eines Gelenkes nur unvollständig erfüllen, so dass die aus obiger Forderung resultierenden Nachteile nicht restlos vermieden werden können. Die wegen der Gelenkfunktion der Federteller notwendige Füh-2s rung der Schraubenfedern kann mit den Federtellern vorliegender Abstützung ebenfalls nur ungenügend verwirklicht werden. With a support according to CH-PS 596 021, these disadvantages are partially avoided by using elastic spring plates instead of the metal joints. These elastic spring plates attached above and below the coil springs consist of an annular, elastic element made of gum-15 mi or another elastic material which is arranged between two metallic disks and connected to them. Elements shaped in this way are particularly suitable for pure shear and pressure loads, but less so for the stresses that occur in a joint and result from the inclination of the spring axis. The relatively flat dimensioned and therefore rather hard elastic element can therefore only partially fulfill the function of a joint, so that the disadvantages resulting from the above requirement cannot be completely avoided. The necessary guiding of the coil springs due to the articulation function of the spring plates can also only be insufficiently achieved with the support provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber der vorstehend beschriebenen verbesserte Abstützung 30 des Wagenkastens auf dem wiegenlosen Drehgestell eines Schienenfahrzeuges vorzuschlagen, bei der die elastischen Federteller so gestaltet sind, dass sie die wegen der aufgrund der Relativbewegung Wagenkasten-Drehgestell entstehenden Schiefstellung der Federachse erforderliche Funk-35 tion eines Gelenkes besser erfüllen können. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. The invention has for its object to propose a compared to the above-described improved support 30 of the car body on the cradle-less bogie of a rail vehicle, in which the elastic spring plates are designed so that they require the oblique position of the spring axle due to the relative movement of the car body bogie Function of a joint better. This object is achieved by the invention characterized in claim 1.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass bei der Schiefstellung der Fe-40 derachse die Quersteifigkeit der Schraubenfedern nicht mehr so stark ins Gewicht fällt, so dass kleinere Kräfte und entsprechend kleinere Materialbeanspruchungen auftreten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch die Aussparungen und Ausnehmungen im elastischen Element die Steifigkeit in 45 Quer- oder Längsrichtung variiert werden kann. Dürch diese Massnahme wird beim Ausdrehen des Drehgestells gegen den Wagenkasten ein geringeres Rückstellmoment erzielt und die Quersteifigkeit des Abstützsystems in schwingungstechnischer Hinsicht derart beeinflusst, dass ein einwand-50 freier Wagenlauf gewährleistet ist. Weiterhin ist die von der Mitte aus zum Rand gleichmässig zunehmende Dicke der Kalotte von Vorteil, da dadurch die bei Schiefstellung der Federachse auftretenden Schubspannungen über den gesamten Querschnitt nahezu gleich gross sind. 55 Auf beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher erläutert werden. Es zeigen: The advantages achieved with the invention are essentially to be seen in the fact that the transverse stiffness of the helical springs is no longer so important when the Fe-40 axis is skewed, so that smaller forces and correspondingly smaller material stresses occur. Another advantage is that the stiffness can be varied in the transverse or longitudinal direction by the recesses and recesses in the elastic element. This measure results in a lower restoring torque when the bogie is turned against the car body and influences the transverse stiffness of the support system in terms of vibration technology in such a way that perfect carriage running is guaranteed. Furthermore, the thickness of the dome, which increases uniformly from the center to the edge, is advantageous, since as a result the shear stresses occurring when the spring axis is skewed are almost the same across the entire cross section. 55 On the accompanying drawings, some embodiments of the invention are shown, which are explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt der erfindungsgemässen seitlichen Abstützung mit gleichmässig dicken elastischen Ele-6o menten der Federteller, 1 is a longitudinal section of the lateral support according to the invention with uniformly thick elastic elements of the spring plate,

Fig. 2 einen Längsschnitt der seitlichen Abstützung mit Federtellern, bei denen das elastische Element eine nach aussen gleichmässig zunehmende Dicke aufweist, 2 shows a longitudinal section of the lateral support with spring plates, in which the elastic element has a uniformly increasing thickness towards the outside,

Fig. 3 eine Draufsicht des elastischen Elementes gemäss 65 den Fig. 1 und 2 mit am Umfang angeordneten Aussparungen und 3 shows a top view of the elastic element according to FIGS. 65 and 1 with recesses and arranged on the circumference

Fig. 4 eine Draufsicht des elastischen Elementes gemäss den Fig. 1 und 2 mit schlitzförmigen Ausnehmungen. Fig. 4 is a plan view of the elastic element according to FIGS. 1 and 2 with slot-shaped recesses.

3 3rd

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In der Fig. 1 sind mit 1 der Wagenkasten und1 mit 2 das wiegenlose Drehgestell eines Schienenfahrzeuges bezeichnet. Der Wagenkasten 1 stützt sich je Fahrzeuglängsseite über mindestens eine, aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Schraubenfedern 3, 4 und zwei elastischen Federtellern 5 bestehende Abstützung auf dem wiegenlosen Drehgestell 2 ab. Die elastischen Federteller 5 bestehen aus einem als Kugelabschnitt geformten ersten Teil 6, einem als Hohlkugelabschnitt geformten zweiten Teil 7 und einem den ersten mit dem zweiten Teil verbindenden elastischen Element 8 in Form einer Kalotte. Das elastische Element 8 kann beispielsweise aus Gummi bestehen und die Verbindung mittels Vulkanisation erfolgen. Die Mittelpunkte PI, P2 der Radien RI, R2 des Kugelabschnittes und des Hohlkugelabschnittes fallen zusammen, wobei der Radius R2 des Hohlkugelabschnittes grösser als der Radius Rl des Kugelabschnittes ist und die Kalotte 8 eine gleichmässige Dicke aufweist. Mit 9 ist ein Zapfen des als Kugelabschnitt geformten ersten Teiles 6 bezeichnet, der in Vertiefungen des Wagenkastens 1 beziehungsweise des Drehgestells 2 eingreift Der als Hohlkugelabschnitt geformte zweite Teil 7 weist einen Rand 10 auf mittels welchem die Schraubenfedern 3, 4 im Auflagebereich geführt werden. In Fig. 1, 1 denotes the car body and 1, 2 the cradle-less bogie of a rail vehicle. The car body 1 is supported on the vehicle's longitudinal side by at least one support consisting of two helical springs 3, 4 arranged concentrically to one another and two elastic spring plates 5 on the cradle-free bogie 2. The elastic spring plates 5 consist of a first part 6 shaped as a spherical section, a second part 7 shaped as a hollow spherical section and an elastic element 8 in the form of a spherical cap connecting the first to the second part. The elastic element 8 can be made of rubber, for example, and the connection can be made by vulcanization. The center points PI, P2 of the radii RI, R2 of the spherical section and the hollow spherical section coincide, the radius R2 of the hollow spherical section being larger than the radius R1 of the spherical section and the calotte 8 having a uniform thickness. 9 designates a pin of the first part 6, which is shaped as a spherical section and engages in recesses in the car body 1 or the bogie 2. The second part 7, which is shaped as a hollow spherical section, has an edge 10 by means of which the coil springs 3, 4 are guided in the contact area.

In der Fig. 2 sind die Mittelpunkte PI, P2 der Radien RI, R2 des Kugel1- und Hohlkugelabschnittes voneinander 5 versetzt angeordnet, so dass die Dicke der Kalotte 8 von der Mitte aus zum Rand hin gleichmässig zunimmt. 2, the center points PI, P2 of the radii RI, R2 of the spherical 1 and hollow spherical section 5 are arranged offset from one another, so that the thickness of the calotte 8 increases evenly from the center towards the edge.

Nach der Fig. 3 sind am Rand der Kalotte 8 zwei Aussparungen 11 vorgesehen, wohingegen nach der Fig. 4 die Kalotte 8 zwei konzentrisch zum Zentrum angeordnete, io schlitzförmige Ausnehmungen 12 aufweist. Die Aussparungen 11 und Ausnehmungen 12 sind vorzugsweise gegenüberliegend in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet. According to FIG. 3, two recesses 11 are provided at the edge of the calotte 8, whereas according to FIG. 4 the calotte 8 has two slot-shaped recesses 12 arranged concentrically to the center. The recesses 11 and recesses 12 are preferably arranged opposite one another in the vehicle longitudinal direction.

Es versteht sich, dass bei der Gestaltung der Kalotte 8 durch Variation d'er Dicke, Wahl des Materials und Härte 15 desselben sowie durch Form und Lage der Aussparungen 11 und Ausnehmungen 12, die Quersteifigkeit der Abstützung zugunsten eines optimalen Wagenlaufes beeinflusst werden kann, wobei anstelle der schlitzförmigen Ausnehmungen 12 auch andere Ausnehmungen, beispielsweise 2o in Form von zylindrischen Löchern angewendet werden können. It goes without saying that in the design of the spherical cap 8 by variation of the thickness, choice of material and hardness 15 of the same as well as by the shape and position of the recesses 11 and recesses 12, the transverse rigidity of the support can be influenced in favor of an optimal carriage running, whereby Instead of the slot-shaped recesses 12, other recesses, for example 20 in the form of cylindrical holes, can also be used.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Lateral support of the car body of a rail vehicle with a cradle-less bogie, the support consisting of two concentrically arranged helical springs (3, 4) and elastic spring washers (5) which, on the one hand, between the car body (1) and helical springs (3, 4) and on the other hand between the bogie (2) and! Coil springs (3, 4) are arranged, characterized in that the elastic spring plates (5> consist of a first part (6) shaped as a spherical section, a second part (7) shaped as a hollow spherical section and a first and second part (6, 7 ) connecting elastic element (8) in the form of a cap.

2. Lateral support according to claim 1, characterized in that the center points (PI, P2) of the radii (RI, R2) of the spherical section and the hollow spherical section coincide, the radius (R2) of the hollow spherical section larger than the radius (R1) of the spherical section and the calotte (8) has a uniform thickness.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Lateral support according to claim 1, characterized in that the center points (PI, P2) of the radii (RI, R2) of the spherical section and the hollow spherical section differ from one another, the radius (R2) of the hollow spherical section being greater than the radius (R1 ) of the spherical section and the calotte (8) has a uniformly increasing thickness from the center towards the edge.

4. Lateral support according to claim 1, characterized in that the cap (8) has recesses (11) arranged on the edge.

5. Lateral support according to claim 1, characterized in that the calotte (8) has slot-shaped recesses (12) arranged concentrically to the center.

6. Lateral support according to claim 1, characterized in that the second part (7) formed as a hollow spherical section has an edge (10) engaging between the helical springs (3, 4) arranged concentrically to one another.