[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Güterwagendrehgestell gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Den Begriff "Drehgestell" verwendet man in Fachkreisen vor allem für beweglich gelagerte Fahrwerke respektive Drehgestelle von Eisenbahnwagen, deren traditionelle Konstruktion aus Stahl mit Achsen, Rädern, Federung und Bremsen ausgerüstet sind. Solche Drehgestelle tragen den Wagenkörper von Eisenbahnwagen. In klassischer Anordnung werden grössere Eisenbahnwagen mit zwei Drehgestellen die je zwei Radsätze aufweisen ausgerüstet. Es ist jedoch möglich für spezielle Eisenbahnwagen eine variable Zahl von Achsen und Rädern pro Drehgestell einzusetzen. Man wird die Anzahl Radsätze der erwünschten und zugelassenen Traglast eines Wagens anpassen.
[0003] Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Drehgestelle zwischen zwei -Wagenkörpern angeordnet werden, mit dem Nachteil, dass die Zugskomposition nicht mehr einfach geändert werden kann. Der Vorteil einer solchen Anordnung ist, dass man weniger Drehgestelle pro Zugskomposition benötigt und die Drehgestelle/Radsätze durch relativ grosse horizontale Distanz voneinander für schnelle Geradeausfahrt Lauf ruhe gewährleisten. Für Personenzüge die einer relativ kleinen Gewichtsbelastung ausgesetzt sind, oder für Bahnen die in Bezug auf Zugskompositionen keine Flexibilität erfordern, ist dies deshalb ein durchaus vorteilhaftes Konzept.
[0004] Die Eisenbahn hat insbesondere auf Routen die durch dicht besiedeltes Gebiet führen, grosse Probleme mit den Lärmemissionen der auf den Eisenschienen laufenden Stahlräder. Schon lange versuchte man deswegen z.B. Gummi oder Kunststoff zwischen Radring und Schiene einzusetzen, scheiterte aber immer am hohen Verschleiss und der relativ schlechten Festigkeit solcher Beläge. Studien haben gezeigt, dass die Erzeugung des Lärms am Rad der wesentliche Faktor für die Lärmbelastung darstellt. Wird der Radkranz richtig bearbeitet, erzeugt das Rad weniger Lärm. Grosse Fortschritte wurden mit Scheibenbremsen oder mit Bremsklötzen aus Kunststoff anstelle von Grauguss erzielt, weil damit die originale Oberfläche der mit der Schiene im Kontakt stehenden Lauffläche der Räder am besten erhalten bleibt.
Wenn die Lauffläche eines Rades rund bleibt und seine Oberfläche fein ist, erzeugt das Laufen auf der Schiene weniger Lärm.
[0005] Des weiteren muss die Übertragung der "Feinschläge" auf den Wagenkörper, die das Laufen eines Stahlrades auf einer Stahlschiene in jedem Fall verursacht, vermieden oder gedämpft werden. Heute setzt man mit gutem Erfolg Gummi und Kunststoff zwischen Radscheibe und äusserem Radring ein. Für den Einsatz mit hohen Geschwindigkeiten und grosse Lasten eignen sich solche Konstruktionen allerdings nicht. Für Güterwagendrehgestelle muss das ganze Drehgestell entsprechend ausgerüstet sein.
[0006] Mittels fahrzeugdynamischen Simulationsrechnungen, mit denen die Konstruktion ständig begleitet und kontrolliert wird, kann ein Drehgestell entworfen werden, welches den Anforderungen durch Schiene, Schotterbett, Kurvenneigung etc. gerecht wird. Langlebigkeit, Wirtschaftlichkeit und Servicefreundlichkeit sind Voraussetzungen, die bei den fahrzeugdynamischen Simulationsrechnungen neben den physikalischen Eigenschaften beim Entwurf des Federungs- und Dämpfungssystems stets berücksichtigt werden müssen.
[0007] Ein weiteres Erfordernis für moderne Drehgestelle ist die Überwachung, fahren doch Güterzüge in der Regel ohne Zugsbegleitung. Der Lokführer muss Signale erhalten, wenn in einem Drehgestell etwas nicht stimmt. Er gibt dann Bericht an eine Zentrale. Zu diesem Zweck werden im Drehgestell Sensoren zur Messung und Überwachung der vertikalen und horizontalen Beschleunigungen, der Lagertemperaturen, der Beladung (Gewicht) und der Bremsbelagszustände eingebaut. Die Signale dieser Sensoren werden erfasst und gespeichert, um von einer Zentrale abgerufen zu werden. Die Elektronik umfasst ebenfalls eine Ortungskontrolle, um jederzeit zu wissen, wo sich das Drehgestell resp. der Güterwagen befindet. Dies erleichtert die Arbeit für die Planung gewaltig, stellt aber an die Konstrukteure wiederum Anforderungen, denen sie gerecht werden müssen.
Als wichtige Voraussetzung wurde der Konstruktion auch die Aufgabe gegeben, das Drehgestell leichter zu bauen.
[0008] Die vorliegende Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe ein Güterwagendrehgestell der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die Vorteile bekannter Güter- und Personenwagendrehgestelle erhalten bleiben und mit einer wirtschaftlichen Konstruktion die beste LaufStabilität bei schneller Geradeausfahrt, bei guter Einstellbarkeit der Lenkbewegung der Radsätze bei Bogenfahrt und optimalen Abgleich zwischen Federung, Dämpfung und Lärmübertragung erreicht wird.
[0009] Diese Aufgabe löst ein Güterwagenddrehgestell mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere erfindungsgemässe Merkmale gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
[0010] In der Zeichnung zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>Güterwagendrehgestell
<tb>Fig. 2<sep>Primärfederung
<tb>Fig. 3<sep>Primärfederung, PunktSymmetrie
<tb>Fig. 4<sep>Prinzip Kreuzanker
<tb>Fig. 5<sep>Prinzip Torsionswelle
<tb>Fig. 6<sep>Prinzip Schwenkarmkopplung
<tb>Fig. 7<sep>Prinzip DämpfungsSystem
<tb>Fig. 8<sep>Drehpfanne
<tb>Fig. 9<sep>Konstruktionsbeispiel Dämpfung
[0011] Die Figuren stellen mögliche Ausführungsbeispiele dar, welche in der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden.
[0012] Ein typisches Güterwagendrehgestell 1 (Fig. 1) weist zwei Radsätze auf, welche jeweils eine Einheit mit Radwelle 20 und Räder 21, 21 bilden. Die Radsätze des vorgestellten Güterwagendrehgestelles 1 sind innerhalb des Güterwagendrehgestelles 1 gelagert, d.h. die Radwellenlager 22 sind also innerhalb der Räder 21, 21 angeordnet. Jedes Radlager 22 weist ferner eine Primärfederung 9 (Fig. 2) auf, welche die Federung zwischen Radsatz und Drehgestellrahmen 10 gewährleistet. Die Primärfederung 9 ist ferner mit Dämpfer 18, die ebenfalls zwischen den Radsätzen und dem Drehgestellrahmen 10 angeordnet sind ausgerüstet.
[0013] In der Mitte des Güterwagendrehgestelles 1 befindet sich eine Drehpfanne 6 zur Aufnahme des Fahrzeugaufbaus, welche über eine Sekundärfederung 11 mit dem Güterwagendrehgestell 1 verbunden ist.
[0014] Im vorgestellten Güterwagendrehgestell 1 sind zwei Radsätze 2,2 eingesetzt. Der Freiheitsgrad dieser Radsätze 2,2 wird durch Radsatzkoppelungen gegenseitig und/oder gegenüber dem Fahrzeugaufbau durch mechanische Koppelsysteme gezielt eingeschränkt, um hohe LaufStabilität bei schneller Geradeausfahrt und gleichzeitig gute radiale Einstellbarkeit und Lenkbewegung bei der Bogenfahrt zu erreichen.
[0015] Diese Koppelung der Radsätze 2, 2 kann auf verschiedene Weise erfolgen, zum Beispiel (Fig. 4) mittels Kreuzanker: Zwei längssteife KreuzankerStangen 4, 4 sind jeweils an den diagonal gegenüber liegenden Gehäuse (23) der Radwellenlager 22 befestigt, aber untereinander nicht verbunden. Dadurch können die Radsätze 2,2 nur noch gegenseitig wenden und müssen sich gemeinsam quer verschieben.
[0016] Eine andere Möglichkeit (Fig. 5) bietet ein Stangenmechanismus, welcher die Radsätze 2, 2 über eine Torsionswelle 7 verbindet. Die Radsätze 2, 2 werden am Gehäuse der Wellenlager 22, oder an eigenen, separaten dafür vorgesehenen Befestigungspunkten mittels zur Drehgestellmitte hin gerichtete Lenker/Stangen 8 auf die an rechts- und linksseitig separaten Zwischenhebeln oder direkt an einer gemeinsamen Torsionswelle 7 angelenkt sind. Mit dieser Lösung können die Radsätze 2, 2 nur noch gegensinnig wenden, sind aber für die Querverschiebung unabhängig.
[0017] Eine weitere Möglichkeit bietet sich in Form einer A-Rahmen-, Radialarm- und Schwenkarmkopplung (Fig. 6): Jeder Radsatz 2,2 bildet zur Drehgestellmitte hin eine Trägerkonstruktion aus, die gegeneinander mit Federelementen verbunden sind. Mit dieser Vorrichtung können sich die Radsätze 2,2 nur noch mit definierter Steifigkeit gegeneinander ausdrehen und verschieben.
[0018] Ebenfalls möglich ist die Koppelung der Radsätze 2, 2 mit dem Fahrzeugaufbau. Die Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus wird mit einer solchen Vorrichtung über mechanische Hebel in eine Wendebewegung der Radsätze umgesetzt.
[0019] Die Federung des vorgestellten Güterwagendrehgestells 1 besteht aus einer Sekundärfederung 11 (Fig. 1) und einer Primärfederung 9 (Fig. 2). Die Sekundärfeder 11 ist zwischen dem Wagenkörper und dem Güterwagendrehgestell 1 angeordnet und bildet mit der Drehpfanne die den Wagenkörper aufnimmt ein konstruktives Element (Fig. 8). Ein oberes Drehpfannenlager 42 ist mit dem Wagenkörper verbunden. Ein unteres Drehpfannenlager 41 nimmt dasselbe auf, so dass die gegenseitige Bewegungsfreiheit der beiden Teile gegeben ist. Zwischen oberem und unterem Drehpfannenlager 41,42 wird eine Kunststoffeinlage 43 eingebracht, um die gegenseitige Beweglichkeit der Teile zu gewährleisten. Ein Sicherheitsbolzen 45 bietet eine weitere Sicherheit, indem er das untere Drehpfannenlager 41 gegenüber dem Drehgestellrahmen 10 fixiert.
Der Sicherheitsbolzen 45 lässt eine Vertikal-und eine Drehbewegung zu, verhindert aber eine horizontale Verschiebung. Die Sekundärfederung setzt sich zusammen aus dem unteren Drehpfannelager 41, einem Ring 40, der eigentlichen Sekundärfeder 11, sowie einem Sicherheitsring 44, der das ganze Paket zusätzlich gegen ein Abheben sichert.
[0020] Die Primärfederung 9 (Fig. 2) setzt sich aus einer Vertikalfeder 16, 16 und einer Horizontalfeder 17, 17 zusammen. Diese beiden Elemente können aber durchaus in einem Federpaket realisiert werden, das beide Funktionen erbringen kann.
[0021] In den Kraftfluss der Vertikalfeder 16, für welche meist eine Schraubendruckfeder verwendet wird, kann eine Federbeilage 15 eingebracht werden. Sie wird zusammen mit der Schraubendruckfeder in Serienschaltung gebracht. Das Material der Federbeilage ist meist ein geeignetes Elastomer. Diese Federbeilage dient dazu, unerwünschte Eigenschaften der Schraubendruckfeder zu eliminieren oder zu verbessern, während die gewünschten Eigenschaften der Schraubendruckfeder nahezu unbeeinflusst erhalten bleiben. Diese Federbeilage 15 sorgt für die Körperschallentkopplung zwischen dem darunter liegenden Radsatz 2 und dem darüber angeordneten Drehgestellrahmen 10. Des Weiteren dient die Federbeilage 15 zur Entkopplung der Flixicoil-Steifigkeit die jede Schraubendruckfeder hat.
[0022] Die Horizontalfedern 17, 17 sind mit Vorteil wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt, um das Zentrum des Radwellenlagers 23 herum punktsymmetrisch angeordnet.
[0023] D.h. sie sind je nach Achsführung einmal oberhalb und auf der Gegenseite im gleichen Mass unterhalb der Rad-Symmetrieachse angeordnet (Fig. 3). Diese punktsymmetrisch zur Rad-Symmetrieachse angeordneten Horizontalfedern 17, 17 ermöglichen eine Längsauslenkung der der Primärfederung 9 unter Wahrung der Nick-Momentengleichgewichts. Die ungünstigen, lästigen und schädlichen Nickmomente, welche während der Fahrt auftreten, wirken sich dadurch nicht negativ auf die Radwellenlager aus. Sie werden durch eine Drehbewegung um das Zentrum des Radwellenlagers 22 in den Horizontalfedern aufgefangen.
[0024] Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Dämpfung der Primärfederung zwischen Drehgestellrahmen 10 und den Radlagern 22 in denselben eingebaut oder unmittelbar parallel dazu installiert ist. Jedes Federpaket wie jeweils zwei in Fig. 2 abgebildet sind erhält dann eine eigene Dämpfung. Wenn eine solche Dämpfung nicht in das Paket mit eingebaut werden kann, entsteht ein Platzproblem, ist doch der Raum zwischen den Rädern bei innen gelagerten Radsätzen knapp.
[0025] Alternativ wird ein System vorgestellt, bei dem pro Radlager nur ein Dämpfer 18 eingesetzt wird. Der Dämpfer 18 (Fig. 7) ist am Drehgestellrahmen 10 befestigt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist er über ein Lager c mit einem funktionalen Hebel 19 drehbar verbunden. Dieser Hebel 19 ist an seinem Drehpunkt b ebenfalls mit dem Drehgestellrahmen 10 verbunden. Auf der dem Befestigungspunkt c gegenüberliegenden Punkt a ist dieser Hebel 19 über einen Verbindungshebel 24 oder direkt (Fig. 9) am Radlagergehäuse 23 befestigt und so mit dem Radlager 22 verbunden. Der über ein solches Hebelsystem angelenkte Dämpfer 18 ist ein Dämpfer der verschiedener Bauart sein kann. Er ist im vorliegenden Fall ein hydraulischer Dämpfer. Ein praktisches Einbaubeispiel zeigt Fig. 9.
[0026] Die eben vorgestellte Bauart eines Dämpfungssystemes (Fig. 7 und Fig. 9) hat einige Vorteile:
Die erwünschte zentrale Anlenkung direkt auf dem Radlager 22 kann trotz stark beschränkter Raumverhältnisse Anwendung finden.
Die Federwege sind bei innen gelagerten Drehgestellen eher klein. Durch das Hebelsystem kann mittels Hebelübersetzung erreicht werden, dass der Dämpfer dennoch einen grösseren Weg macht, was für die Dämpfung günstiger ist.
Je nach Gewicht das auf das Federungssystem wirkt ist die Einfederung des Systems verschieden. Die Änderung der Winkelverhältnisse zwischen dem Hebel 19 und dem Dämpfer 18 am Drehpunkt c kann die Dämpfung lastabhängig erfolgen.
Das leichte Leerfahrzeug wird durch einen ineffektiven Winkel gezielt weniger gedämpft, als es die ca. vierfach grössere Masse des Vollfahrzeugs erfordert.
Ein Nebeneffekt ist dabei, dass nicht nur vertikale Bewegungen gedämpft werden.
[0027] Ein absolut gesondertes Problem stellt das Bremssystem dar. Es ist durchaus möglich Drehgestelle ohne Bremsen zu bauen. Wenn ein Bremssystem eingebaut wird, kann dieses auf verschiedene Art realisiert werden. Es kann auf den Radsatz wirken, so dass seine Bremswirkung von der Adhäsion des Rad/Schiene-Kontaktes abhängt. Es kann aber zum Beispiel auch kraftschlussunabhängig auf Elemente der Gleisinfrastruktur wie beispielsweise der Schiene wirken. Solche Kraftschluss unabhängige Systeme kennt man aus dem Seilbahnbau, bei dem Backenbremsen direkt auf das Tragseil (was der Schiene entspricht) wirken.
[0028] Wir eine kraftschlussabhängige Bremse eingesetzt gibt es diese Möglichkeiten:
Bei einer Klotzbremse wird ein Bremsklotz direkt auf die Lauffläche des Rades gepresst. Dies ist die traditionellste aller Bremsen.
Mit einer Wellenscheibenbremse wird der Bremsbelag auf eine auf der Radsatzwelle angebrachte Bremsscheibe gepresst.
Mit einer Radbremsscheibe wird der Bremsbelag direkt auf einen innen und/oder aussen am Rad montierte Bremsscheibe gepresst.
Mit einer Trommelbremse wird der Bremsbelag auf eine zylindrisch gewölbte und mit dem Radsatz verbundene Fläche, auf die sogenannte Trommel gepresst.
[0029] Auf beiden Seiten des Drehgestells 10 (Fig. 1) sind Gleitstücke 3, 3 angeordnet. Diese Gleitstücke 3, 3 weisen zum Fahrzeugaufbau und Fahrzeugaufbau hin Reibflächen und vertikale Anschläge auf. Die Gleitstücke 3, 3 begrenzen einerseits über die Vertikalanschläge das Wankelverhalten des Fahrzeugs und garantiert damit die Einhaltung der Fahrzeugbegrenzungslinie. Anderseits beeinflusst es über die Reibpaarung zum Fahrzeugaufbau den Ausdrehwiderstand des Drehgestelles 10. Es "dämpft" sozusagen die Drehung des Drehgestelles 10 gegenüber dem Fahrzeugaufbau. Das seitliche Gleitstück kann z.B. geeignete Federn aufweisen, mit denen eine Vorspannung gegenüber dem Fahrzeugaufbau vorgesehen ist, um den Ausdrehwiderstand des Drehgestells zu konditionieren.
[0030] Um das Wankverhalten des Fahrzeugs unabhängig von der Vertikalsteifigkeit der Primär- und Sekundärfederung zu konditionieren resp. zu begrenzen, kann eine Wankstütze zwischen Fahrzeugaufbau und Radsatz oder zwischen Drehgestellrahmen und Radsatz angeordnet sein. Eine solche Wankstütze kann aus rechts und links am Fahrzeugaufbau oder am Drehgestellrahmen angelenkten vertikalen Stangen bestehen, die sich z.B. gleichsinnig auf einer Torsionswelle abstützen. Auf diese Weise wird die Vertikalbewegung des Fahrzeugaufbaus eine widerstandslose auf/ab Bewegung oder eine gleichmässig gefederte Bewegung der Torsionswelle, während die Wankbewegung des Fahrzeugs über die Torsion der Torsionswelle einen gewünschten Wankwiderstand erfährt.
The present invention relates to a freight car bogie according to the preamble of patent claim 1.
The term "bogie" is used in professional circles especially for movably mounted trolleys respectively bogies of railway cars whose traditional steel construction are equipped with axles, wheels, suspension and brakes. Such bogies carry the car body of railway cars. In a classic arrangement, larger railway carriages are equipped with two bogies each having two sets of wheels. However, it is possible for special railway cars to use a variable number of axles and wheels per bogie. One will adjust the number of wheelsets to the desired and approved load of a car.
Another possibility is that the bogies between two car bodies are arranged, with the disadvantage that the train composition can not be easily changed. The advantage of such an arrangement is that you need fewer bogies per train composition and ensure the bogies / wheelsets by relatively large horizontal distance from each other for fast straight-ahead ride calm. For passenger trains which are exposed to a relatively small weight load, or for trains which do not require flexibility with respect to train compositions, this is therefore a thoroughly advantageous concept.
The railway has particular on routes that lead through densely populated area, big problems with the noise emissions of running on the iron rails steel wheels. For a long time one therefore tried for example To use rubber or plastic between the wheel ring and rail, but always failed due to the high wear and the relatively poor strength of such coverings. Studies have shown that the generation of noise at the wheel is the major factor in noise pollution. If the wheel rim is machined correctly, the wheel generates less noise. Great progress has been made with disc brakes or with plastic pads instead of gray cast iron, as this preserves the original surface of the track contact surface of the wheels.
When the tread of a wheel stays round and its surface is fine, running on the rail produces less noise.
Furthermore, the transmission of the "fine blows" on the car body, which causes the running of a steel wheel on a steel rail in any case, must be avoided or damped. Today one uses rubber and plastic between wheel disc and outer wheel ring with good success. However, such constructions are not suitable for use at high speeds and high loads. For freight wagons, the entire bogie must be equipped accordingly.
By means of vehicle dynamics simulation calculations, with which the construction is constantly accompanied and controlled, a bogie can be designed, which meets the requirements of rail, ballast, curve inclination, etc. Longevity, economic efficiency and service-friendliness are prerequisites that must always be taken into account in the vehicle-dynamic simulation calculations in addition to the physical properties in the design of the suspension and damping system.
Another requirement for modern bogies is monitoring, but drive freight trains usually without train accompaniment. The train driver must receive signals if something is wrong in a bogie. He then reports to a central office. For this purpose, sensors are mounted in the bogie for measuring and monitoring vertical and horizontal accelerations, bearing temperatures, load (weight) and brake pad conditions. The signals from these sensors are captured and stored for retrieval by a central office. The electronics also includes a tracking control to always know where the bogie resp. the freight car is located. This greatly facilitates the work of planning, but again places demands on the designers to meet them.
As an important prerequisite, the design was also given the task to build the bogie easier.
The present invention now has the task to improve a freight car bogie of the type mentioned in such a way that the benefits of known freight and passenger bogies are preserved and with an economical construction, the best running stability with fast straight ahead, with good adjustability of the steering movement of the wheelsets at Bogenfahrt and optimal balance between suspension, damping and noise transmission is achieved.
This object is achieved by a freight car bogie with the features of claim 1. Further inventive features will become apparent from the dependent claims and the advantages thereof are explained in the following description.
In the drawing shows:
<Tb> FIG. 1 <sep> freight car bogie
<Tb> FIG. 2 <sep> primary suspension
<Tb> FIG. 3 <sep> Primary suspension, point symmetry
<Tb> FIG. 4 <sep> Principle cross anchors
<Tb> FIG. 5 <sep> Principle torsion wave
<Tb> FIG. 6 <sep> Principle of swivel arm coupling
<Tb> FIG. 7 <sep> principle damping system
<Tb> FIG. 8 <sep> center pivot
<Tb> FIG. 9 <sep> Design example damping
The figures represent possible embodiments, which will be explained in the following description.
A typical freight car bogie 1 (Fig. 1) has two sets of wheels, which each form a unit with the wheel shaft 20 and wheels 21, 21. The wheelsets of the presented freight car bogie 1 are stored within the freight car bogie 1, i. the Radwellenlager 22 are thus disposed within the wheels 21, 21. Each wheel bearing 22 also has a primary suspension 9 (FIG. 2), which ensures the suspension between wheelset and bogie frame 10. The primary suspension 9 is further equipped with dampers 18, which are also arranged between the wheelsets and the bogie frame 10.
In the middle of the freight car bogie 1 is a rotating pan 6 for receiving the vehicle body, which is connected via a secondary suspension 11 with the freight car bogie 1.
In the featured freight car bogie 1 two sets of wheels 2.2 are used. The degree of freedom of these wheelsets 2.2 is selectively limited by Radsatzkoppelungen each other and / or compared to the vehicle body by mechanical coupling systems to achieve high running stability with fast straight ahead and at the same time good radial adjustability and steering movement in the arch ride.
This coupling of the wheelsets 2, 2 can be done in various ways, for example (Fig. 4) by means of cross anchors: two longitudinally stiff Kreuzanker rods 4, 4 are respectively attached to the diagonally opposite housing (23) of the Radwellenlager 22, but with each other not connected. As a result, the wheelsets can turn 2.2 only mutually and must move together across.
Another possibility (FIG. 5) is provided by a rod mechanism which connects the wheel sets 2, 2 via a torsion shaft 7. The wheelsets 2, 2 are hinged to the housing of the shaft bearing 22, or at their own separate designated attachment points by means of the bogie center directed towards handlebars / rods 8 on the right and left side separate intermediate levers or directly to a common torsion shaft 7. With this solution, the wheelsets 2, 2 can only turn in opposite directions, but are independent of the transverse displacement.
Another possibility is in the form of an A-frame, Radialarm- and Schwenkarmkopplung (Fig. 6): Each set of wheels 2,2 forms the bogie center out a support structure, which are mutually connected with spring elements. With this device, the wheelsets can turn 2.2 only with defined rigidity against each other and move.
Also possible is the coupling of the wheelsets 2, 2 with the vehicle body. The rolling motion of the vehicle body is implemented with such a device via mechanical levers in a turning movement of the wheelsets.
The suspension of the presented freight car bogie 1 consists of a secondary suspension 11 (FIG. 1) and a primary suspension 9 (FIG. 2). The secondary spring 11 is disposed between the car body and the freight car bogie 1 and forms with the rotary pan which receives the car body a constructive element (Fig. 8). An upper pivot bearing 42 is connected to the carriage body. A lower pivot bearing 41 receives the same, so that the mutual freedom of movement of the two parts is given. Between the upper and lower pivot bearings 41,42 a plastic insert 43 is introduced to ensure the mutual mobility of the parts. A safety bolt 45 provides further security by fixing the lower pivot bearing 41 with respect to the bogie frame 10.
The safety pin 45 allows for vertical and rotational movement, but prevents horizontal displacement. The secondary suspension is composed of the lower pivot bearing 41, a ring 40, the actual secondary spring 11, and a security ring 44, which additionally secures the whole package against lifting.
The primary suspension 9 (FIG. 2) consists of a vertical spring 16, 16 and a horizontal spring 17, 17 together. However, these two elements can certainly be realized in a spring package that can perform both functions.
In the power flow of the vertical spring 16, for which a helical compression spring is usually used, a spring supplement 15 can be introduced. It is brought into series connection together with the helical compression spring. The material of the spring supplement is usually a suitable elastomer. This spring shim serves to eliminate or improve undesirable properties of the helical compression spring, while maintaining the desired properties of the helical compression spring almost unaffected. This spring supplement 15 ensures the structure-borne sound decoupling between the underlying wheel set 2 and the bogie frame 10 arranged above it. Furthermore, the spring supplement 15 serves to decouple the Flixicoil rigidity which each helical compression spring has.
The horizontal springs 17, 17 are shown with advantage as shown in Fig. 2 and Fig. 3, around the center of the Radwellenlagers 23 point-symmetrical.
Ie. Depending on the axis guide, they are arranged once above and on the opposite side to the same extent below the wheel symmetry axis (FIG. 3). This point-symmetrical to the wheel axis of symmetry arranged horizontal springs 17, 17 allow a longitudinal deflection of the primary suspension 9 while maintaining the pitch moment equilibrium. The unfavorable, annoying and harmful pitching moments, which occur during the ride, thereby not adversely affect the Radwellenlager. They are collected by a rotational movement about the center of the Radwellenlagers 22 in the horizontal springs.
In principle, it is conceivable that the damping of the primary suspension between bogie frame 10 and the wheel bearings 22 installed in the same or installed directly parallel to it. Each spring packet, such as two in each case shown in FIG. 2, then receives its own damping. If such damping can not be incorporated into the package, there is a problem of space, since the space between the wheels is scarce for internally mounted wheelsets.
Alternatively, a system is presented in which only one damper 18 is used per wheel bearing. The damper 18 (FIG. 7) is fixed to the bogie frame 10. On the opposite side it is rotatably connected via a bearing c with a functional lever 19. This lever 19 is also connected to the bogie frame 10 at its pivot point b. On the point a opposite the attachment point c, this lever 19 is fastened to the wheel bearing housing 23 via a connecting lever 24 or directly (FIG. 9) and thus connected to the wheel bearing 22. The hinged about such a lever system damper 18 is a damper of various design can be. He is in this case a hydraulic damper. A practical installation example is shown in FIG. 9.
The type of damping system just presented (FIGS. 7 and 9) has several advantages:
The desired central linkage directly on the wheel bearing 22 can be used despite very limited space.
The suspension travel is rather small with bogies mounted on the inside. The lever system can be achieved by means of leverage that the damper still makes a greater path, which is cheaper for the damping.
Depending on the weight acting on the suspension system, the deflection of the system is different. The change in the angular relationships between the lever 19 and the damper 18 at the pivot point c, the damping can be done depending on the load.
The light empty vehicle is intentionally less attenuated by an ineffective angle, as it requires the approximately four times greater mass of the vehicle.
A side effect is that not only vertical movements are damped.
An absolutely separate problem is the brake system. It is quite possible to build bogies without brakes. If a brake system is installed, this can be implemented in various ways. It can act on the wheel set so that its braking effect depends on the adhesion of the wheel / rail contact. For example, it can also act on elements of the track infrastructure, such as the rail, independent of the frictional connection. Such traction independent systems are known from the cable car, in the jaw brakes directly on the suspension cable (which corresponds to the rail) act.
We used a frictional-dependent brake there are these possibilities:
In a block brake, a brake pad is pressed directly onto the running surface of the wheel. This is the most traditional of all brakes.
With a shaft brake, the brake pad is pressed onto a brake disc mounted on the axle.
With a wheel brake disc, the brake pad is pressed directly onto a brake disc mounted inside and / or outside on the wheel.
With a drum brake, the brake pad is pressed onto a cylindrically curved surface connected to the wheel set on the so-called drum.
Sliders 3, 3 are arranged on both sides of the bogie 10 (FIG. 1). These sliders 3, 3 have the vehicle body and vehicle structure towards friction surfaces and vertical stops. The sliders 3, 3 limit on the one hand on the vertical stops the Wankelverhalten of the vehicle and thus guarantees compliance with the vehicle boundary line. On the other hand, it influences the turning resistance of the bogie 10 via the friction pairing with the vehicle body. It "dampens", so to speak, the rotation of the bogie 10 relative to the vehicle body. The lateral slider may e.g. have suitable springs with which a bias against the vehicle body is provided to condition the Ausdrehwiderstand the bogie.
To condition the roll behavior of the vehicle regardless of the vertical stiffness of the primary and secondary suspension respectively. To limit, a roll support between the vehicle body and wheelset or between bogie frame and wheelset can be arranged. Such a roll support may consist of right and left on the vehicle body or on the bogie frame hinged vertical rods, which are e.g. Support in the same direction on a torsion shaft. In this way, the vertical movement of the vehicle body becomes a resistanceless up / down movement or a uniformly sprung movement of the torsion shaft, while the rolling motion of the vehicle undergoes a desired rolling resistance via the torsion of the torsion shaft.