DE1001305B

DE1001305B - Suspension for monorail vehicles

Info

Publication number: DE1001305B
Application number: DEA21206A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz-Xaver Oberpaul
Original assignee: Alweg Forschung GmbH
Current assignee: Alweg Forschung GmbH
Priority date: 1954-09-25
Filing date: 1954-09-25
Publication date: 1957-01-24

Description

Federung für Einschienenbahnfahrzeuge Die Erfindung be faßt sich mit Bahnfahrzeugen und betrifft eine Federung für solche Einschienenbahnfahrzeuge, deren Tragräder sich auf der Oberfläche und deren. Seitenräder bzw. Seiteinradsätze sich an den Seitenflächen eines balkenförmigen Tragkörpers abstützen.Suspension for monorail vehicles The invention be summarized with Railway vehicles and relates to a suspension for such monorail vehicles, whose Carrying wheels are on the surface and their. Side gears or side unicycle sets themselves support on the side surfaces of a bar-shaped support body.

Die bekannten Einschienenbahnfahrzeuge weisen Fahrgestelle auf, an denen die Trag- und. Seitenräder meistens in einem rahmen- oder kastenartigen Gestell untergebracht sind. Die Radachsen sind hierbei in Gleitfederungen gelagert und werden durch Federelemente gegen den Tragkörper gedrückt, während der Wagenkasten sich auf dein Fahrgestell abstützt.The known monorail vehicles have chassis which the carrying and. Side wheels mostly in a frame or box-like frame are housed. The wheel axles are stored in sliding springs and are pressed by spring elements against the support body, while the car body is supported on your chassis.

Die Bemühungen, bei Einschicnenbahnfahrzeugen das Fahrzeuggewicht möglichst gering zu halten, haben darüber hinaus zu einem Vorschlag geführt, auf das verhältnismäßig schwere Fahrgestell völlig zu verzichten und. sowohl die Tragräder als auch die Seitenräder unmittelbar am Fahrzeug zu haltern, und zwar mit Hilfe von Gelenkstangen. Bei dieser Ausführungsform wird - im Gegensatz zu älteren Fahrzeugtypen der in Frage stehenden Art - erreicht, daß jedem Tragrad bzw. jeder Tragradgruppe auf jeder Seite lediglich ein Seitenradpaar, zugeordnet zu werden braucht, welches die Kippmomente aufnimmt.Efforts to reduce the weight of the vehicle in the case of single rail vehicles To keep them as low as possible have also led to a proposal on to completely do without the relatively heavy chassis and. both the carrying wheels as well as to hold the side wheels directly on the vehicle, with help of articulated rods. In this embodiment - in contrast to older vehicle types of the type in question - achieved that each carrying wheel or each carrying wheel group on each side only one pair of side gears needs to be assigned which absorbs the tilting moments.

Es ist schließlich bekannt, die Seitenräder bzw. Seitenradsätze von Einschienenbahnfahrzeugen unabhängig zu federn, so daß die Seitenräder einzeln und unabhängig voneinander kleineren Unebenheiten auf ihrer Lauffläche ausweichen können. Ein mit den vorstehend genannten bekannten Markmalen ausgerüstetes Einschienenbahnfahrzeug bietet mit seiner verhältnismäßig weich ausgelegten Seiiten.radfeiderung zwar einen gewissen Fahrkomfort gegenüber reinen Seitenkräften; gerade diese verhältnismäßig weiche Seitenra-df'ederung aber bringt es- mit sich, daß auf (las Fahrzeug einwirkende innere oder äußere Kipp-bzw. Wainkmomente zu relativ starken und unerwünschten Schräglagen. b-zw. Schwingungen des Fahrzeugs um seine Längsachse führen.Finally, it is known that the side gears or side gearsets of To spring monorail vehicles independently, so that the side wheels individually and independently of one another can avoid minor bumps on their running surface. A monorail vehicle equipped with the aforementioned known features offers with its relatively softly laid out Seititen.radfeiderung one certain driving comfort compared to pure lateral forces; just these proportionally soft side wheel suspension, however, means that inner or outer tilting or. Waink moments at relatively strong and undesirable slopes. respectively. Perform vibrations of the vehicle around its longitudinal axis.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine, Federung für Einschienenb a,hnfahrzeuge zu schaffen, die gegenüber kleineren. Unebenheiten der seitlichen Laufflächen weich" gegenüber größeren Seitenkräften und Wankmomenten innerer oder äußerer Ursachen dagegen hart anspricht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, an den Seitenrändern bzw. Seitenradsätzen eines Einschienenbahnfahrzeuges zusätzlich zii der bekannten unabhängigen Seitenfederung eine weitere: Federung, insbesondere eine Drehst:alrfederung, vorzusehen, welche eigens zur Ab- federung von Wankbewegungen des Fahrzeuges um seine Längsachse dient. Weiterhin wird vorgeschlagen,, das an sieh bekannte, unabhängige Seitenradfed;ersystem so auszugestalten, daß es eine nicht lineare Charakteristik aufweist, derart, daß die Federkennlinien der Seitenradfederung beim Ausschlagen der Räder in Richtung auf den Tragkörper zu flach, bei entgegengesetztem Ausschlagen dagegen steil verlaufen.The object of the invention is to create a suspension system for monorails that are smaller than that for monorails. On the other hand, unevenness of the lateral running surfaces reacts hard to greater lateral forces and rolling moments from internal or external causes. To solve this problem, it is proposed according to the invention to add a further: alrfederung to provide capabilities which the exhaust of the vehicle suspension rolling motion about its longitudinal axis is further proposed ,, which is known per se see, independent Seitenradfed;. configure ersystem so that it has a non-linear characteristic such that the spring characteristics of the Side wheel suspension is too flat when the wheels are deflected in the direction of the support body, but is steep when deflected in the opposite direction.

Die Erfindung wird an einigen in, den. Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen, Radsatz mit Federelementen in Seitenansicht, Fig.2 die Feiderungselernente der Seitenräder im Schema von vorn gesehen, jedoch nur rechtsseitig dargestellt, Fig.3 dieselbe Anordnung vergrößert, zum Teil schaubildlich. dargestellt, Fig.4 eine andere Ausführung, im Schema von vorn gesehen, Fig. 5 die Verbindung der Federelemente nach. Fig.4 in Ansicht auf die Rückseite des tragenden Fahrzeugspantes.The invention is applied to some in, the. Drawings illustrated embodiments explained. In the drawings, Fig. 1 shows a wheel set with spring elements in Side view, Fig.2 the Feiderungselernente the side wheels in the scheme from the front seen, but only shown on the right, Fig. 3 shows the same arrangement enlarged, partly graphical. shown, Fig.4 another embodiment, in the scheme of Seen from the front, Fig. 5 shows the connection of the spring elements. Fig. 4 in view the back of the supporting vehicle bulkhead.

In Fig. 1 ist der balkenförmige Tragkörper, von der Seite gesehen, mit 10 bezeichnet. 11 bedeutet einen Fahrzeugspant, an dem die Tragräder 12 und die Seitenräder 21 und 32 mittels Lenker 15, 20 bzw. 31 schwenkbar befestigt sind. Diese Lenker sind. mittels Bolze 22 an den Achsen. der Seitenräder angelenkt. Die Achse 13 der Tragräder 12 schwingt um eine horizontale, am Spant 11 fest, aber drehbar gelagerte Welle, 14.In Fig. 1, the bar-shaped support body, seen from the side, denoted by 10. 11 denotes a vehicle bulkhead on which the support wheels 12 and the side wheels 21 and 32 are pivotally mounted by means of links 15, 20 and 31, respectively. These handlebars are. by means of bolts 22 on the axles. hinged to the side wheels. the Axis 13 of the support wheels 12 swings about a horizontal one, fixed to the bulkhead 11, but rotatable bearing shaft, 14.

Am Lenker 15 greift eine unten an ihm befestigte Stange 37 an:, die, mit einer in einem Gehäuse 16 befindlichen, nicht dargestellten Druckfeder in Verbindung steht und die zur Abfederung der Tragräder 12 dient. Vorteilhaft werden zwei parallel liegende Federano,rdnungen verwendet, um kleinelre Federabmessungen zu erhalten, wie dies Fig. 5 zeigt.On the handlebar 15 engages a rod 37 attached to it below :, the, with a compression spring located in a housing 16, not shown, in connection and which serves to cushion the support wheels 12. Two are advantageous in parallel lying Federano, used to measure smaller spring dimensions to be obtained, as shown in FIG.

Da,s obere Seitenrad. 21 wird von einem Lenkerpaar, 20 gehalten, das über Kreuzgelenke 24/25 mittels Lager 26 am Spant 11 befestigt isst. Das Rad 21 ist somit im Gegensatz zu den Tragrädern 12 sowohl in vertikaler Richtung um die Achsen: 25 sch:wenkba:r als auch . in. horizontaler Richtung um die Achse 24 drehbar angeordnet, wobei das Kreuzgelenk 24, 25 von den Lagern 26 gehalten ist. Getragen: wird, das Rad. 21 von Hängegliedern 19, die am Lager der Tragräder 12 z. B. mittels eines Bügels 35 angelenkt sind. Die Tragräder 12 werden z. B. über- ein Getriebe, 17 und: eine Gelenkwelle 34 von. einem Elektromotoir 18 angetrieben, der am Wagenkasten, in nicht näher dargestellter Weise befestigt. ist. An der Achse: 23 des oberen: Seitenrades. 21 isst über Hängeglieder 33 das untere, Seitenrad 32 angehängt, das. ebenfalls über einen: Lenker 31 und: ein Kreuzgelenk 24, 25, wie, oben bereits für dass Rad 21 beschrieben, am Spant 11 befestigt isst. An den Achsen 25 der Lenker 20 und 31 sind Stangen 27 angelenkt, die in: Federtöpfe 28 einmünden.. Die Bewegungen: der Seitenräder werden einerseits auf die in: den Federtöpfen, 28 befindlichem Federn, zugleich, aber auch über Schwenkhehel 29 auf eine, Dreh;s.tabfederung 30, 36 übertragen..There, s upper side wheel. 21 is held by a pair of handlebars, 20, the attached to frame 11 by means of bearings 26 via universal joints 24/25. The wheel 21 is thus in contrast to the support wheels 12 both in the vertical direction around the Axes: 25 sch: wenkba: r as well. Rotatable about axis 24 in the horizontal direction arranged, wherein the universal joint 24, 25 is held by the bearings 26. Carried: is, the wheel. 21 of hanging links 19, which on the bearing of the support wheels 12 z. B. by means of a bracket 35 are articulated. The support wheels 12 are z. B. via a gearbox, 17 and: a cardan shaft 34 of. driven by an electric motor 18 which is attached to the car body, attached in a manner not shown. is. On the axis: 23 of the upper: Side wheel. 21 eats the lower, side wheel 32 attached via hanging links 33, the. also via a: handlebar 31 and: a universal joint 24, 25, as already mentioned above for that wheel 21 is described, attached to frame 11 eats. On the axles 25 of the handlebars 20 and 31 rods 27 are articulated, which open into: spring pots 28 .. The movements: the side wheels are on the one hand on the springs located in: the spring pots, 28, at the same time, but also via swivel lever 29 to a, rotary; see spring suspension 30, 36 transferred ..

Eine derartige Verbindung ist in Fig.2 schematisch dargestellt. Die seitlichen, Bewegungen der Räder 21, 32 werden über die Stangen 27 auf eine Art Kolben. 38 in den Federtöpfen. 28 übertragen, gegen die sich. die Federn 40 anlegen.. Mit dien Kolben 38 sind Kolbenstangen 39 verbunden, die an. die Hebel 29 angreifen. Diese Hebel greifen: ihrerseits an die Drehsta:bfederung an, die ans einem s:ta:b:förmigen Teil 30 und einem rohrförmigen Teil 36 besteht. In den rohrförmigen:Teil 36 ist der stabförmigeTeil 30 drehfest eingeschoben:, und beide Teile sind am Fahrzeugkasten in Lagern 41 abgestützt. Bei der normalen Fahrt in der Geraden legt sich der kolbenartige Teil 38 an einen Anschlag 42 an. Die Feder 40 zeigt in , dieser Lage eine bestimmte Anfangsspannung, die vorteilhaft einstellbar ist. Das verbreiterte Ende! 43 der Stange 27 legt sich gegen die andere Seite des kolbenartigen Teiles 38 unter Überwindung der Kraft einer zweiten: schwachen Hilfsfeder 44, die lediglich die Aufgabe, hast, die Berührung zwischen Rad und Tragltörper 10 aufrechtzuerhadten. Mit dem Druck dieser Hilfsfeder 44 liegt dass. Seitenrad; stets am Tragkörper an; er wird so gewählt, daß durch ihn die kleinen =vermeidbaren Ungenauigkeiten der Fahrbahn ausgeglichen werden. Wenn, größere Seitenkräfte auftreten, z. B. beim Befahren. einer Kurve, tritt die Hauptfeder 40 in Wirksamkeit. Unterliegen beide Räder auf einer Fahrzeugseite der gleichen Seitenkraft, so: bewegen sich. die Federn: 40 in: gleicher Weise und die Drehstabfederung 30, 36 mit ihnen, ohne wirksam zu werden. Tritt aber ein K.ippmo@ment auf. z. B. eine Wankbewegung des Fahrzeugs; etwa bedingt durch das Einsfahren in eine Kurve od. dgl., so spricht der Drehs.ta:bilisator an. und erzeugt ein rückdrehendes Moment, bis die Raddrücke auf jeder Seite sich wieder gleichmäßig verteilt haben.Such a connection is shown schematically in FIG. the Lateral movements of the wheels 21, 32 are carried out via the rods 27 in a way Pistons. 38 in the spring pots. 28 transferred against the. put on the springs 40 .. With the piston 38 piston rods 39 are connected to. the levers 29 attack. These levers, in turn, attack the torsion spring suspension, which is shaped like a s: ta: b: on one Part 30 and a tubular part 36 consists. In the tubular: part 36 is the rod-shaped part 30 is inserted in a rotationally fixed manner, and both parts are on the vehicle body supported in bearings 41. During normal driving in a straight line, the piston-like one subsides Part 38 to a stop 42. The spring 40 shows a certain position in this position Initial voltage, which is advantageously adjustable. The widened end! 43 the Rod 27 lies against the other side of the piston-like part 38 while overcoming it the force of a second: weak auxiliary spring 44, which only has the task of the contact between the wheel and the support body 10 is to be maintained. With the pressure this auxiliary spring 44 lies that side wheel; always on the support body; he is chosen so that he compensated for the small = avoidable inaccuracies in the roadway will. If larger side forces occur, e.g. B. when driving. a curve, the main spring 40 comes into effect. Both wheels are subject to one side of the vehicle the same side force, like this: move. the springs: 40 in: the same way and the torsion bar suspension 30, 36 with them without being effective. But if K.ippmo@ment occurs on. z. B. a rolling motion of the vehicle; due to driving into a curve or the like, the Drehs.ta: bilizer responds. and creates a reverse Wait until the wheel pressures on each side are evenly distributed again.

In, Fig. 3 ist das Federsystem einer Fahrzeugseite 1-ergrößert dargestellt, woraus sich die Zusammen hänge deutlich ersehen, lassen. Hierbei sind: die gleichen Teile mit den gleichen: Bezugszeichen wie in Fig. 2 gekennzeichnet. Die; Teile 27 und: 39 sind jedoch mit einer zusätzlichen Innenführung versehen.In, Fig. 3, the spring system of a vehicle side 1 is shown enlarged, from which the connections can be clearly seen. Here are: the same Parts with the same: reference numerals as in FIG. 2. The; Parts 27 and: 39 are, however, provided with an additional internal guide.

Die, stabilisierende Wirkung der Drehstabfedierung kann noch verbessert werden, wenn: die Räder beider Fahrzeugseiten durch: dlie Drehstabelemente über Kreuz miteinander verbunden: werden, wie, dies Fig. 4 im Schema: zeigt. Der Drehstab 30 der einen Fahrzeugseite ist über eine Zugstange 46 mit dem hohlen Drehstab 36 der anderen Fahrzeugseite gekoppelt und in gleicher Weise der Drehstab 30 der anderen Seite mit dem hohlen. Drehstab 36 der einen Seite über eine zweite Zugstange 45. jeder Wankbewegung des Fahrzeuges setzen die über die: Drehstabfederung miteinander verbundenen. Räder ein aus der Federkraft der Federn 40 und der Torsionskraft der Drehstäbe zusammengesetztes rückdrehendes. Moment entgegen.. Aber auch bei einer einsseitig auf beide Räder einer Fahrzeugseite gleichmäßig einwirkende Kraft, z. B. beim Halten des Fahrzeuges in. einer stark überhöhten Kurve, wirken die Drehstäbe als Zusatzfederung zu den Hauptfedern 40.The stabilizing effect of the torsion bar suspension can be improved when: the wheels on both sides of the vehicle by: the rotating bar elements over Cross connected to each other: as shown in Fig. 4 in the diagram: shows. The torsion bar 30 on one side of the vehicle is connected to the hollow torsion bar 36 via a pull rod 46 the other side of the vehicle coupled and in the same way the torsion bar 30 of the other Side with the hollow. Torsion bar 36 on one side via a second pull rod 45. Each roll movement of the vehicle is set by the: torsion bar suspension with each other connected. Wheels on from the spring force of the springs 40 and the torsional force of the Torsion bars composite reverse rotation. One moment ... But also with one force acting uniformly on both wheels on one side of the vehicle, e.g. B. when the vehicle is stopped in a steep curve, the torsion bars act as additional suspension to the main springs 40.

Fig. 5 zeigt den das Fahrwerk tragenden Fahrzeugspant 11, von der Rückseite gesehen. 10 ist der balkenförmige Tragkörper, 12 sind die Tragräder, 21 und. 32 die Seitenräder, 16 die Gehäuse für die Federn der Tragräder, 28 die Federtöpfe für die Seitenfederung, 30 und 36 die Drehstäbe mit. ihren Verbindungsstangen: 45, 46 und 34 die Antriebswelle für die Tragräder.Fig. 5 shows the chassis supporting vehicle bulkhead 11, of which Seen from the back. 10 is the beam-shaped support body, 12 are the support wheels, 21 and. 32 the side wheels, 16 the housing for the springs of the support wheels, 28 the spring pots for the side suspension, 30 and 36 with the torsion bars. their connecting rods: 45, 46 and 34 the drive shaft for the support wheels.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Suspension for monorail vehicles, their support wheels on the surface, and. their independently sprung side wheels or side wheel sets to look at. support the side surfaces of a beam-shaped support body, marked by an additional suspension, in particular a torsion bar suspension. the side wheels: or side wheelsets, which are used to cushion the rolling movements of the vehicle around its Longitudinal axis is used.

2. Suspension according to claim 1, characterized in that the: Spring characteristic lines. at least the side wheel suspension is not known per se have linear characteristics.

3. Suspension according to claim 2, characterized in that there, ß the spring characteristics of the side wheel spring, based on, their normal position, with a deflection of the wheels in the direction of the support body flat, with the opposite Turning out against it, running steeply.

4. Suspension according to claim 3, characterized by the designation nest, that the side wheel suspension consists of at least one main spring element: ent with a steep characteristic knee and an auxiliary spring element with a flat characteristic: consists, the former in, the Normal position of the side wheel. a firm or limited yield. attack is applied so that when the side wheel moves in the direction of the support body only the auxiliary spring element responds, while with an opposite movement essentially the main spring element comes into effect.

5. Suspension according to claim 1 to 4, characterized in that the: springs on rocker arms, links, od. Like. Attack: whose axes of rotation are attached to the car body. and: their free Lever ends: carry the wheels.

6. Suspension according to claim 1, characterized in that that the side wheels on each side are coupled to each other via torsion bars.

7th Suspension according to Claim 1, characterized in that in each case the upper side wheel on the one side with the lower side wheel of the other side about a. Torsion bar is coupled. B. Suspension according to claim 1 and following, characterized characterized in that the handlebars carrying the upper side wheel have their lateral movements transferred to a tube rotatably mounted on the car body, in some cases the one with the lower wheel pivotally connected torsion bar is inserted rotatably. 9. Suspension according to claim 1 and following, characterized in that the springs with damping Elements are combined. Documents considered: German patent application W 6831 II / 20a (Patent No. 922 107); French patent specification No. 428 764.