DD287445A5

DD287445A5 - DRIVE FOR RAIL VEHICLES

Info

Publication number: DD287445A5
Application number: DD33219089A
Authority: DD
Inventors: Hartmut Koch; Walter Rode; Peter Drossel; Walter Muecke; Ruediger Lange; Harry Altmann; Siegbert Wenke; Werner Berndt; Klaus Ohnesorge
Original assignee: Veb Waggonbau Niesky,De; Dr Wissenschaftlich-Technisches Zentrum,De
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-02-28
Also published as: DE4024064A1; FR2651197A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Laufwerk fuer Schienenfahrzeuge mit einem horizontal auslenkbaren und auf die horizontale Mittenstellung orientierten Laufradsatz, wobei der Fahrgestellrahmen ueber Schraubenfedern auf den Achslagern abgestuetzt ist und die Achslager zum Fahrgestellrahmen einen begrenzten Bewegungsraum aufweisen und mit Reibungsdaempfern beaufschlagt sind und zielt darauf hin, die Laufqualitaet und das Verschleiszverhalten derartiger Laufwerke zu verbessern. Zwischen Achslager und Fahrgestellrahmen sind annaehernd vertikale einseitig gehaltene, annaehernd in Fahrzeuglaengsrichtung federbelastet ausschwingbare Achslenker und annaehernd vertikale parallel oder in einem spitzten Winkel a zur Achsmittellinie verlaufende Reibflaechen angeordnet, mit denen die Achslenker unter Vorspannung korrespondieren. Fig. 1{Laufwerk; Laufradsatz; Achslager; Achslagerfuehrung; horizontale Auslenkung; Radialeinstellung; Reibungsdaempfer; Achslenker; Schraubenfeder; Fahrgestellrahmen; Federblatt; Vertikalfederung; Laufqualitaet; Verschleiszverhalten}The invention relates to a drive for rail vehicles with a horizontally deflectable and oriented to the horizontal center position wheelset, the chassis frame is supported by coil springs on the axle bearings and the axle boxes to the chassis frame have a limited range of motion and are acted upon Reibungsdaempfern and aims, the Laufqualitaet and to improve the wear performance of such drives. Between the axle box and chassis frame are almost vertically held on one side, annaehernd spring-loaded in Fahrzeuglaengsrichtung swing link and annaehernd vertically parallel or at a sharp angle to the Achsmittellinie extending Reibflaechen arranged with which the wishbone correspond under bias. Fig. 1 {drive; Wheelset; axle bearing; support pedestal; horizontal deflection; Radial adjustment; Reibungsdaempfer; wishbone; Coil spring; Chassis frame; Spring leaf; Vertical Suspension; Running quality; Verschleiszverhalten}

Description

Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Laufwerk für Schienenfahrzeuge mit einem horizontal auslenkbaren und auf die horizontale Mittenstellung orientierten Laufradsatz, wobei der Fahrgestellrahmen über Schraubenfedern auf den Achslagern abgestützt ist und die Achslager zum Fahrgestellrahmen einen begrenzten Bewegungsraum aufweisen und mit Reibungsdämpfern beaufschlagt sind.The invention relates to a drive for rail vehicles with a horizontally deflectable and oriented to the horizontal center position wheelset, wherein the chassis frame is supported by coil springs on the axle bearings and the axle box to the chassis frame have a limited range of motion and are acted upon by friction dampers.

Characteristic of the known state of the art

Bei Laufwerken steht das Problem, für den Laufradsatz neben dor Vertikalfederung eino ausreichende und definierte horizontale Auslenkung zu sichern. Die charakteristische Größe der Auslenkung und der Rückführung des Laufradsatzes in seine Mittenstellung sowie die spezifische Dämpfung der horizontalen und vertikalen Bewegungen des Laufradsatzes bestimmen maßgeblich das Laufverhalten der Schienenfahrzeuge. Anderenfalls entsteht eine schlechte Laufqualität und ein hoher Spurkranz- und Schienenverschleiß.For drives, the problem is, for the wheelset in addition to the vertical suspension eino sufficient and defined horizontal deflection to secure. The characteristic size of the deflection and the return of the wheelset in its center position and the specific damping of the horizontal and vertical movements of the wheelset significantly determine the running behavior of rail vehicles. Otherwise, poor running quality and high flange and rail wear will occur.

So ist es bei Laufwerken der genannten Art bekannt, einseitig oder beidseitig zwischen Achslager und Schraubenfeder Federschaken geneigt anzuordnen, die den Laufradsatz durch ihre horizontale Kraftkomponnnte in einer bestimmten Normallage halten. So wirkt beispiulsweise beim bekannten Güterwagendrehgestell Y25 die horizontale Kraftkomponente über die obere Federkappe, Druckstößel und Verschleißplatte gegen das Achslager. Bei der einseitig am Achslager angeordneten Federschake wird das Achslager durch die horizontale Kraftkomponente die gleichzeitig als lastabhängige Reibkraft für die Vertikal- und Achsquerdämpfung dient, an der Achslagerführung gehalten. Durch das einseitige Halten der Achslager an der Achslagerführung wird die Auslenkung des Laufradsatzes stark eingeschränkt. Auch reicht bei einer Achsquerverschiebung die Flexionskraft der Schraubenfeder nicht aus, um die Reibkraft zwischen Achslager und Achslagerführung zu überwinden und den Laufradsatz in seine Mittenstellung zurückzuführen. Bei beidseitig am Achslager angeordneten Federschaken wird eine radiale Auslenkung und Rückführung in die Mittenstellung ermöglicht, es verbleibt jedoch der Nachteil der nicht gesicherten Rückführung des Laufradsatzes aus der Achsquerverschiebung in die Mittenstellung. Auch verdoppeln sich bei einer beidseitigen Schakenanordnung die einem starken Verschleiß unterliegenden Funktionsteile der Dämpfung. Ferner sind Laufwerke mit zwei in Reihe geschalteten Schraubenfedern bekannt, zwischen denen durch Federversatz vorgespannte Zwischenträger mit einer Reibplatte zur Erzeugung lastabhängiger Reibkräfte angeordnet sind (EP 0230099). Bei dieser Lösung wird eine radiale Auslenkung des Laufradsatzes ermöglicht, wobei jedoch die radiale Auslenkung durch die Quorsteifigkeit der Schraubenfedern bestimmt und damit nur bedingt beeinflußbar Ist. Diese Lösung ist auch nicht geeignet, den Laufradsatz aus einer Achsquerverschiebung in die Mittenstellung zurückzuführen. Darüber hinaus entsteht bei in Reihe angeordneten fchraubenfedern die doppelte Anzahl nicht federnder Endwindungen und damit eine Vergrößerung der Bauhöhe und eine Verdoppelung der Einbaut jleranzen.So it is known in drives of the type mentioned, one-sided or bilaterally between axle bearings and coil spring spring hooks inclined to keep the wheelset by their horizontal Kraftkomponnnte in a particular normal position. For example, in the case of the known freight car bogie Y25, the horizontal force component acts via the upper spring cap, pressure ram and wear plate against the axle bearing. When the cantilever spring arranged on one side of the axle bearing the axle bearing is held by the horizontal force component which also serves as a load-dependent frictional force for vertical and Achsquerdämpfung at the axle bearing guide. By one-sided holding the axle bearings on the axle bearing guide the deflection of the wheelset is severely limited. Also, in a Achsquerverschiebung the flexion force of the coil spring is not sufficient to overcome the frictional force between the axle and Achslagerführung and return the wheelset in its center position. When arranged on both sides of the axle bearing spring claw radial deflection and return to the center position is possible, however, there remains the disadvantage of unsecured return of the wheelset from the Achsquerverschiebung in the center position. Also double in a two-sided Schakenanordnung the heavy wear underlying functional parts of the damping. Furthermore, drives with two series-connected coil springs are known, between which biased by spring offset intermediate carrier with a friction plate for generating load-dependent friction forces are arranged (EP 0230099). In this solution, a radial deflection of the wheelset is made possible, but the radial deflection determined by the Quorsteifigkeit the coil springs and thus is only partially influenced. This solution is also not suitable to return the wheelset from a Achsquerverschiebung in the center position. In addition, arises when arranged in series helical springs twice the number of non-resilient end turns and thus an increase in the height and a doubling of the built-jleranzen.

Es ist auch bekannt, für die Vertikaldämpfung und die Achsquerdämpfung getrennte Reibflächen zwischen dem Stößel und dem Achslager- sowie zwischen Achslagerführung und Achslager anzuordnen (DE 2 206290). Diese Ausführung hat den Nachteil eines sehr hohen Aufwandes an Funktions- und Verschleißtellen. Ferner sind Achsquerfederungen für Güterwagendrehgestelle bekannt, bei denen im Achsausschnitt Federelemente angeordnet sind, welche mit Achslagerführungsplatten verbunden sind und damit den Laufradsatz aus einer Achsquerverschiebung in seine Mittenstellung zurückführen (DD 260683). Diese Ausführung erfordert jedoch für die radiale Auslenkung und für die Vertikaldämpfung gesonderte Einrichtungen. Aniere bei Reisezugwagen übliche Laufwerke sehen zur horizontalen Auslenkung und Mitteneinstellung des Lauf radsatzes eine trapezförmige Anordnung von Achslenkern und in axialer Richtung am Achslager angreifende Druckfedern vor (DE 2419989). Der Nachteil dieser Ausführung besteht in einem hohen technischen Aufwand und in dem Erfordernis, den horizontalen Bewegungen Dämpfer zuzuordnen.It is also known to arrange for the vertical damping and the Achsquerdämpfung separate friction surfaces between the plunger and the Achslager- and between the axle bearing guide and axle bearings (DE 2 206290). This design has the disadvantage of a very high cost of functional and wear points. Further Achsquerfederungen for freight wagon bogies are known in which in the Achsausschnitt spring elements are arranged, which are connected to Achslagerführungsplatten and thus return the wheelset from a Achsquerverschiebung in its center position (DD 260683). However, this embodiment requires separate facilities for radial deflection and for vertical damping. Aniere in passenger coaches usual drives see for horizontal deflection and center setting of the running wheelset a trapezoidal arrangement of axle links and acting in the axial direction of the axle bearing compression springs before (DE 2419989). The disadvantage of this design is a high technical complexity and the need to assign the horizontal movements damper.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Laufqualität und das Verschleißverhalten der Laufwerke zu verbessern. Durch die Verringerung des Verschleißes zwischen Rad und Schiene und durch die Verringerung der einem Verschleiß unterliegenden Bauteile des Laufwerkes, soll der ökonomische Aufwand, insbesondere für die Instandhaltung verringert werden. Die Lösung soll auch für die Nach- und Umrüstung vorhandener Laufwerke geeignet sein.The aim of the invention is to improve the running quality and the wear behavior of the drives. By reducing the wear between the wheel and rail and by reducing the subject of wear components of the drive, the economic cost, especially for maintenance should be reduced. The solution should also be suitable for retrofitting and retrofitting existing drives.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die horizontale Auslenkung und Mitteneinstellung sowie die horizontale und vertikale Dämpfung des Laufradsatzes von den Schraubenfeder unabhängig und in einem spezifisch angeordneten robusten Funktionselement definierbar zu gestalten.The invention has for its object to make the horizontal deflection and center adjustment and the horizontal and vertical damping of the wheelset of the coil spring independently and in a specifically arranged robust functional element definable.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen Achslager und Fahrgestellrahmen annähernd vertikale einseitig gehaltene, annähernd in Fahrzeuglängsrichtung federbelastet ausschwingbare Achslenker und annähernd vertikale parallel oder in einem spitzen Winkel α zur Achsmittellinie verlaufende Reibflächen angeordnet sind, mit denen die Achslenker unter Vorspannung korrespondieren. Nach Merkmalen der Erfindung können die Achslenker dem Fahrgestellrahmen und die Reibflächen dem Achslager oder die Achslenker dem Achslager und die Reibflächen dem Fahrgestellrahmen zugeordnet sein. Ferner ist es erfindungsgemäß, daß die Achslenker durch Federblättcr oder durch einseitig angelenkte federbelastete Hebel gebildet sind. Nach weiteren Merkmalen der Erfindung sind die Achslenker je Achslager einseitig angeordnet und mit an der gegenüberliegenden Seite des Achslagers angeordneten bekannten Führungs- und/oder Dämpfungseinrichtungen kombiniert. Die Reibflächen können Reibbeläge aufweisen und gewölbt ausgebildet sein. Die Schraubenfedern können zwischen balligen oder elastisch gelagerten Federkappen angeordnet sein. Der Ausschwingbereich der Achslenker kann durch Anschläge begrenzt sein. Ferner können die Achslenker durch Beilagen oder Stellschrauben einstellbar sein.According to the invention, this object is achieved in that between the axle box and chassis frame approximately vertical unilaterally held, approximately spring-loaded in the vehicle longitudinal direction swing arm and approximately vertical parallel or at an acute angle α to the axial center line extending friction surfaces are arranged with which the wishbone correspond under bias. According to features of the invention, the wishbone to the chassis frame and the friction surfaces of the axle or the axle guide the axle box and the friction surfaces be assigned to the chassis frame. It is also according to the invention that the wishbones are formed by Federblättcr or by one-sided hinged spring-loaded lever. According to further features of the invention, the axle guide axle bearings are arranged on one side and combined with arranged on the opposite side of the axle bearing known guiding and / or damping devices. The friction surfaces may have friction linings and be curved. The coil springs can be arranged between crowned or elastically mounted spring caps. The swing-out range of the wishbones can be limited by stops. Furthermore, the wishbone can be adjusted by inserts or screws.

Durch den erfindungsgemäß gestalteten spezifisch angeordneten Achslenker wird die horizontale Auslenkung und Mitteneinstellung, sowie die horizontale und vertikale Dämpfung für den Laufradsatz in einem von der Schraubenfeder unabhängigen robusten Funktionselement realisiert.By inventively designed specifically arranged axle guide the horizontal deflection and center adjustment, and the horizontal and vertical damping for the wheelset is realized in a robust independent of the coil spring functional element.

embodiment In the accompanying drawings show 1 shows a section through a drive along the line A-A of Figure 2 with Achslagerführung and on the inside of the Axle bearing arranged Achsionkern, 2 shows a .Schnitt by the drive according to the line B-B of Figure 1,

Fig. 3: eine Anrieht eines Laufwerkes mit Federspindeln und mit an der Außenseite der Achslager angeordneten Achslenkern, Fig.4: einen Schnitt durch das Laufwerk nach der Linie C-C der Figur 3.3 shows a diagram of a drive with spring spindles and with axle links arranged on the outside of the axle bearings, FIG. 4 shows a section through the drive along the line C - C of FIG. 3.

Wie den Zeichnungen zu entnehmen ist, ist der Fahrgestellrahmen 1 über Schraubenfedern 2 auf dem Achslager 3 abgestützt. Das Achslager 3 mit dem Laufradsatz 4 ist zum Fahrgestellrahmen 1 in Achslagerführungen 5 oder Federspindeln 6 bewegbar gehalten. In der Figur 1 ist zwischen dem Achslager 3 mit seinen vertikalen Führungsflächen 7 und der Achslagerführung 5 mit ihren vertikalen Führungsflächen 8 ein horizontales Längsspiel „a" und ein horizontales Querspiel „b" vorhanden, in welchem der Laufradsatz 4 radialeinstellbar und qusrverschiebbar gehalten ist. An der Innenseite 9 des Achslagers 3 sind vertikale Reibflächen 10 angeordnet, die einen spitzen Winkel α zur Achsmittellinie 11 bilden. In vertikaler Verlängerung der Reibflächen 10 sind am Fahrgestellrahmen 1 einseitig gelagerte Achslenker 12 angeordnet, die gegen die Reibflächen 10 vorgespannt sind. Die Achslenker 12 sind dabei durch die Federblätter 13 und 13' gebildet, wie sie bei Blatttragfedern bekannt sind und durch Federkeile 14 und nicht dargestellte Beilagen in, am Fahrgestellrahmen 1 angeordneten, Aufnahmetaschen 15 gehalten. In den Figuren 3 und 4 sir J die vertikalen Führungsflächen 7 und 8 mit dem Horizontalspiel „c", dem Achslager 3 und den Rederspindeln 6 zugeordnet. Während in den Figuren 1 und 2 die Federblätter 13 direkt an den Reibflächen 10 anliegen und in einem mit den Reibflächen 10 übereinstimmenden Winkel α am Fahrgestellrahmen 1 angeordnet sind, sind in den Figuren 3 und 4 die Federblätter 13 und 13' parallel zur Achsmittellinie 11 angeordnet, wobei Reibteile 16 aus geeignetem Reibmaterial an den Reibflächen 10 zur Anlage kommen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die unteren und oberen Federkappen 17 ballig ausgeführt, um die Wirkung der Flexionskraft der Schraubenfedern 2 auf die Achsführung zu verringern. Die am Achslager 3 anliegenden Achslenker 12 halten den Laufradsatz 4 zum Fahrgestellrahmen 1 in horizontaler Ebene in der Mittenstellung und ermöglichen eine horizontale Auslenkung. Gleichzeitig sind die Achslenker 12 in der vertikalen Ebene als Reibungsdämpfer wirksam. Dabei bestimmt der Winkel α das Verhältnis der Dämpfung und der Rückstellkräfte zwischen der Radialeinstellung und der Querverschiebung des Laufradsatzes 4 und die Größe der Vorspannung, die Dämpfung der horizontalen Auslenkung und der vertikalen Einfederung des Laufradsatzes 4. Die horizontale und vertikale Dämpfung des Laufradsatzes 4 ist mit der Veränderung des wirksamen Hebelarmes der Achslenker 12 über die vertikale Einfederung wegabhängig und damit lastabhängig. Dabei ist die Lastabhänigkeit durch die Länge der Federblätter 13 und 13' beeinflußbar. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird mit einfachen technischen Mitteln die horizontale Auslenkung und Mitteneinstellung sowie die horizontale und vertikale Dämpfung des Laufradsatzes 4 unabhängig von der Charakteristik der Vertikalfederung in einem einfachen und kostengünstigen Funktionselement realisiert. Durch eine definierbare Winkelstellung und Vorspannung der Achslenker 12 sind für die jeweiligen Laufwerksausführungen und deren Laufgeschwindigkeitsbereiche optimale Laufparameter erreichbar.As can be seen from the drawings, the chassis frame 1 is supported by coil springs 2 on the axle box 3. The axle 3 with the wheelset 4 is 6 movably held to the chassis frame 1 in Achslagerführungen 5 or spring spindles. In FIG. 1, a horizontal longitudinal play "a" and a horizontal transverse play "b" are present between the axle bearing 3 with its vertical guide surfaces 7 and the axle bearing guide 5 with their vertical guide surfaces 8, in which the wheelset 4 is held radially adjustably and displaceably. On the inner side 9 of the axle bearing 3 vertical friction surfaces 10 are arranged, which form an acute angle α to the axial center line 11. In a vertical extension of the friction surfaces 10 are mounted on the chassis frame 1 on one side axle guide 12, which are biased against the friction surfaces 10. The wishbones 12 are formed by the spring leaves 13 and 13 ', as they are known in leaf suspension springs and held by spring wedges 14 and not shown in supplements arranged on the chassis frame 1, receiving pockets 15. In Figures 3 and 4, the vertical guide surfaces 7 and 8 are associated with the horizontal play "c", the axle bearing 3 and the reel spindles 6. While in Figures 1 and 2, the spring blades 13 abut directly on the friction surfaces 10 and in one with 3 and 4, the spring blades 13 and 13 'are arranged parallel to the axial center line 11, with friction parts 16 made of suitable friction material coming into contact with the friction surfaces 10. In this exemplary embodiment, the angles .alpha lower and upper spring caps 17 are crowned in order to reduce the effect of the flexion force of the coil springs 2. The axle guide 12 resting on the axle bearing 3 hold the wheelset 4 to the chassis frame 1 in the horizontal position in the center position and allow horizontal deflection the wishbone 12 in the vertical plane effective as a friction damper. The angle α determines the ratio of the damping and the restoring forces between the radial adjustment and the transverse displacement of the wheelset 4 and the size of the bias, the damping of the horizontal deflection and the vertical deflection of the wheelset 4. The horizontal and vertical damping of the wheelset 4 is with the change in the effective lever arm of the wishbone 12 on the vertical deflection path-dependent and thus load-dependent. The Lastabhänigkeit by the length of the spring leaves 13 and 13 'can be influenced. The inventive solution is realized with simple technical means, the horizontal deflection and center adjustment and the horizontal and vertical damping of the wheelset 4 regardless of the characteristics of the vertical suspension in a simple and inexpensive functional element. By a definable angular position and bias of the wishbone 12 optimal running parameters can be achieved for the respective drive versions and their running speed ranges.

Darüber hinaus wird durch die Einstellbarkeit der Achslenker 12 durch entsprechende Beilagen oder Stellschrauben eine Korrekturmöglichkeit für die Parallelstellung der Laufradsätze 4 im Fahrgestellrahmen 1 geschaffen.In addition, a correction possibility for the parallel position of the wheelsets 4 in the chassis frame 1 is created by the adjustability of the wishbone 12 by appropriate supplements or screws.

Die hier dargestellten Ausführungen sind nur beispielhaft. So ist eine Anwendung der Erfindung nicht auf Drehgestelle begrenzt. Es ist auch möglich, die Reibfläche 10 in die Führungsfläche 7 des Achslagers 3 einzuordnen, sofern für den Achslenker 12 der notwendige Konstruktionsraum vorhanden ist.The designs shown here are only examples. Thus, an application of the invention is not limited to bogies. It is also possible to arrange the friction surface 10 in the guide surface 7 of the axle bearing 3, if for the wishbone 12 of the necessary design space is available.

Claims

1. drive for rail vehicles with a horizontally deflectable and oriented to the horizontal MittensteUunq wheelset, the chassis frame is supported by coil springs on the axle bearings and the axle bearings to the chassis frame have limited range of motion and are acted upon Reibungsdqmpfern, characterized in that between axle (3 ) and chassis frame (1) approximately vertical unilaterally held, approximately spring-loaded in the vehicle longitudinal direction swing link (12) and approximately vertical parallel or at an acute angle to the axis line axis (11) extending friction surfaces (10) are arranged, with which the wishbone (12) below Preload correspond.

2. drive for rail vehicles according to claim 1, characterized in that the wishbone (12) the chassis frame (1) and the friction surfaces (10) are associated with the axle bearing (3).

3. drive for rail vehicles according to claim 1, characterized in that the wishbone (12) the axle box (3) and the friction surfaces (10) are associated with the chassis frame (1).

4. drive for rail vehicles according to claim 1 to 3, characterized in that the axle guide (12) by spring leaves (13, 13 ') are formed.

5. drive for rail vehicles according to claim 1 to 3, characterized in that the wishbone (12) are formed by one-sided hinged spring-loaded lever.

6. drive for rail vehicles according to claim 1 to 5, characterized in that the wishbone (12) per axle bearing (3) are arranged in pairs.

7. drive for rail vehicles according to claim 1 to 5, characterized in that the wishbone (12) each axle bearing (3) arranged on one side and combined with on the opposite side of the axle bearing (3) arranged known guide and / or damping devices.

8. drive for rail vehicles according to claim 1 to 7, characterized in that the friction surfaces (10) have friction linings.

9. drive for rail vehicles according to claim 1 to 8, characterized in that the friction surfaces (10) are curved.

10. Laufworkfür rail vehicles according to claim 1 to 9, characterized in that the coil springs (2) between spherical or elastically mounted spring caps (17) are arranged.

11. drive for rail vehicles according to claim 1 to 10, characterized in that the swing-out area of the axle guide (12) is limited by stops.

12. drive for rail vehicles according to claim 1 to 11, characterized in that the wishbone (12) on supplements or Stellschraubei. are adjustable.