DE10032009A1 - Chassis of a rail vehicle - Google Patents
Chassis of a rail vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrwerk eines Schienenfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das vorgeschlagene Fahrwerk ist insbesondere bei Güterwagendrehgestellen einsetzbar.The invention relates to a chassis of a rail vehicle according to the Preamble of claim 1. The proposed chassis is in particular at Freight car bogies can be used.
Bei Güterwagendrehgestellen ist es üblich, daß die Querkräfte, die zwischen dem Radsatz und dem Rahmen übertragen werden, zum kleineren Teil über die Steifigkeit der Spiralfedern ("Flexicoilsteifigkeit") und zum größeren Teil über den Anschlag des Achslagergehäuses zum Rahmen abgesetzt werden. Dabei werden die Querkräfte von bogenaußen wirkend über das bogenäußere Achslagergehäuse auf den Rahmen abgesetzt. Das bogeninnere Achslagergehäuse überträgt keine durch Bogenfahrt hervorgerufenen Querkräfte auf den Anschlag.In freight car bogies, it is common for the transverse forces that exist between the Wheelset and the frame are transmitted, for the smaller part on the Stiffness of the coil springs ("Flexicoil stiffness") and for the most part over the Stop the axle bearing housing to the frame. In doing so the lateral forces from the outside of the arch acting on the outer axle bearing housing placed on the frame. The inner axle bearing housing does not transmit any lateral forces on the stop caused by arcing.
Ein gleichzeitiges Anschlagen von bogeninnerem und bogenäußerem Achslagergehäuse ist praktisch nicht realisierbar, da es dann beim Wanken des Rahmens zu einem Verklemmen kommen würde. Außerdem würde dies einen wirtschaftlich nicht vertretbaren erheblichen Mehraufwand bei der mechanischen Bearbeitung erfordern.A simultaneous striking of the inside and outside of the bow Axle bearing housing is practically not feasible, since it is then when the Frame would come to a jam. Besides, this would be one economically unreasonable considerable additional effort in the mechanical Require editing.
Durch das Anschlagen und Übertragen der Querkräfte nur am bogenäußeren Achslagergehäuse kommt es zu einer Addition der Beanspruchungen aus dem durch das Wanken höher belastete bogenäußere Rahmenteil und den über das Achslagergehäuse zu übertragenden Querkräften. Dies führt zu einer hohen dynamischen Beanspruchung des Drehgestellrahmens und des bogenäußeren Achslagergehäuses, was konstruktiv zu entsprechendem Materialaufwand und Gewicht führt.By striking and transmitting the transverse forces only on the outside of the bow Axle bearing housing there is an addition of the stresses from the the swaying heavily loaded outer frame part and the over the Axle bearing housing to be transmitted shear forces. This leads to a high one dynamic loading of the bogie frame and the outside of the arch Axle bearing housing, which leads to the corresponding material and design Weight leads.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere für Güterwagendrehgestelle einsetzbares, verbessertes Fahrwerk mit vermindert beanspruchtem Drehgestellrahmen und Achslagergehäusen anzugeben. The invention is based, in particular for Freight car bogies usable, improved chassis with reduced to specify claimed bogie frame and axle bearing housing.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This task is combined with the features of the generic term solved according to the invention by the features characterized in claim 1.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das vorgeschlagene Fahrwerk eines Schienenfahrzeuges ein reduziertes Gewicht aufweist, da sich die Beanspruchungen aus dem Wanken und die Beanspruchungen aus der Übertragung der Querkräfte nicht mehr addieren und folglich wegen der verringerten Beanspruchung die Achslagergehäuse und Rahmenteile mit reduziertem Materialaufwand ausgeführt werden können. Hierdurch ergeben sich Kostenvorteile. Bei der optionalen Ausbildung des Queranschlag als spielfreier elastischer Anschlag ergibt sich zudem eine Verbesserung der Fahrstabilität. Ein weiterer Vorteil ist in der formschlüssigen Einbringung der Querkräfte in den Radsatz zu sehen.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the proposed chassis of a rail vehicle a reduced weight has, since the stresses from swaying and the stresses no longer add from the transfer of the lateral forces and consequently because of the reduced stress on the axle bearing housing and frame parts reduced material costs can be carried out. This results in Cost advantages. With the optional design of the cross stop as backlash-free elastic stop also improves driving stability. On Another advantage is the positive introduction of the transverse forces into the wheelset to see.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims characterized.
Weitere Vorteile des vorgeschlagenen Fahrwerks eines Schienenfahrzeuges ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.Further advantages of the proposed chassis of a rail vehicle result from the description below.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the drawing Exemplary embodiments explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Abschnitts des Fahrwerks eines Schienenfahrzeuges mit radial einstellbaren Radsätzen, Fig. 1 is a side view of a portion of the chassis of a railway vehicle with radially adjustable wheelsets
Fig. 2 einen seitlichen Schnitt durch einen Abschnitt eines Radsatzes, Fig. 2 is a side section through a portion of a wheel set,
Fig. 3 eine Sicht auf ein im Gleisbogen befindliches Schienenfahrzeug. Fig. 3 is a view of a rail vehicle located in the track curve.
In Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Abschnitts des vorgeschlagenen Fahrwerks eines Schienenfahrzeuges mit radial einstellbaren Radsätzen dargestellt. Es ist ein Laufrad 1 eines Fahrwerks eines Schienenfahrzeuges zu erkennen, dessen Achse 2 in bekannter Weise beidseitig mittels in Achslagergehäusen 3 integrierten Achslagern gelagert ist. Die Schiene ist mit Ziffer 4 bezeichnet.In Fig. 1 is a side view of a portion of the proposed suspension is shown a railway vehicle with radially adjustable wheelsets. An impeller 1 of a chassis of a rail vehicle can be seen, the axle 2 of which is mounted in a known manner on both sides by means of axle bearings integrated in axle bearing housings 3 . The rail is marked with number 4 .
Die Primärfederung eines Laufrades 1 erfolgt mittels zweier beidseitig des Achslagergehäuses 3 angeordneter Spiralfedern 5, 6. Die untere Abstützung der Spiralfedern 5, 6 erfolgt über eine beidseitig des Achslagergehäuses 3 kragende Aufnahme 7. Die oberen Enden der Spiralfedern 5 bzw. 6 greifen in Reibkeile 8 bzw. 9 ein bzw. drücken gegen diese Reibkeile, deren geneigte Oberseiten von schiefen Ebenen 10 bzw. 11 einer Aufnahme 12 des Fahrwerkrahmens bzw. Drehgestellrahmens abgestützt werden. Die zum Achslagergehäuse 3 gerichteten Seitenflächen der Reibkeile 8 bzw. 9 sind mit Reibplatten 13 bzw. 14 versehen.The primary suspension of an impeller 1 takes place by means of two spiral springs 5 , 6 arranged on both sides of the axle bearing housing 3 . The lower support of the coil springs 5 , 6 takes place via a receptacle 7 which projects on both sides of the axle bearing housing 3 . The upper ends of the spiral springs 5 and 6 engage in friction wedges 8 and 9 or press against these friction wedges, the inclined tops of which are supported by inclined planes 10 and 11 of a receptacle 12 of the chassis frame or bogie frame. The side surfaces of the friction wedges 8 and 9 facing the axle bearing housing 3 are provided with friction plates 13 and 14 , respectively.
In Fig. 2 ist ein seitlicher Schnitt durch einen Abschnitt eines Radsatzes des Schienenfahrzeuges dargestellt. Es ist das Laufrad 1 mit Achse 2, Achslager 15, Achslagergehäuse 3, Aufnahme 7 des Achslagergehäuses und Aufnahme 12 des Fahrwerkrahmens bzw. Drehgestellrahmens zu erkennen. Die seitliche Bewegungsmöglichkeit der Radlagerung wird durch einen Anschlag 25 des Fahrwerkrahmens bzw. Drehgestellrahmens begrenzt.In Fig. 2 is a side section through a portion of a wheel set of the railway vehicle. The wheel 1 with axle 2 , axle bearing 15 , axle bearing housing 3 , receptacle 7 of the axle bearing housing and receptacle 12 of the chassis frame or bogie frame can be seen. The lateral movement of the wheel bearing is limited by a stop 25 of the chassis frame or bogie frame.
Wie bereits aus den vorstehenden Erläuterungen hervorgeht, besteht die Primärfederung des Fahrwerkes des Schienenfahrzeuges aus den beidseitig vom Achslager 15 bzw. Achslagergehäuse 3 angeordneten Spiralfedern 5, 6. Auf der oberen Federseite lagern die Reibkeile 8, 9, welche über die schiefen Ebenen 10, 11 der Aufnahme 12 und die Vertikalkraft beidseitig an das Achslagergehäuse 3 gedrückt werden. So entsteht die für die vertikale Reibdämpfung notwendige Andruckkraft am Achslagergehäuse 3, 15. Die Reibungsdämpfung ergibt sich aus der Andruckkraft, welche abhängig von der Federbelastung und dem Reibkoeffizient zwischen der Reibplatte 13, 14 und dem Achslagergehäuse 3 ist. Damit wird die Reibungsdämpfung entsprechend der Zuladung des Schienenfahrzeuges im gewünschten Maße proportional erhöht.As can already be seen from the above explanations, the primary suspension of the chassis of the rail vehicle consists of the spiral springs 5 , 6 arranged on both sides of the axle bearing 15 or axle bearing housing 3 . The friction wedges 8 , 9 are supported on the upper spring side and are pressed against the axle bearing housing 3 on both sides via the inclined planes 10 , 11 of the receptacle 12 and the vertical force. This creates the contact pressure necessary for vertical friction damping on the axle bearing housing 3 , 15 . The friction damping results from the pressing force, which is dependent on the spring load and the coefficient of friction between the friction plate 13 , 14 and the axle bearing housing 3 . The friction damping is increased proportionally to the desired extent in accordance with the payload of the rail vehicle.
Die Querfederung erfolgt über die Flexicoilwirkung der Spiralfedern 5, 6. Die Bewegung in Querrichtung erfolgt zwischen Achslagergehäuse 3 und dem in der Aufnahme 12 befindlichen Reibkeil 8, 9. Der Reibkeil 8, 9 ist wiederum gegenüber dem Fahrwerkrahmen bzw. Drehgestellrahmen des Schienenfahrzeuges in Querrichtung geführt. Nach Erreichen der maximal zulässigen Querbewegung erfolgt der Anschlag zwischen Drehgestellrahmen und Achslagergehäuse 3, was nachfolgend noch im einzelnen behandelt wird. Die Querbewegung wird ebenfalls - wie die vertikale Bewegung - über die vertikale Reibplatte 13, 14 des Reibkeils 8, 9 zum Achslagergehäuse 3 gedämpft. Auch hier erfolgt im vorgegeben und gewünschten Maße die Reibdämpfung abhängig von der Zuladung.The transverse suspension takes place via the flexicoil effect of the spiral springs 5 , 6 . The movement in the transverse direction takes place between the axle bearing housing 3 and the friction wedge 8 , 9 located in the receptacle 12 . The friction wedge 8 , 9 is in turn guided in the transverse direction with respect to the chassis frame or bogie frame of the rail vehicle. After the maximum permissible transverse movement has been reached, the stop occurs between the bogie frame and the axle bearing housing 3 , which will be dealt with in more detail below. The transverse movement is also damped - like the vertical movement - via the vertical friction plate 13 , 14 of the friction wedge 8 , 9 to the axle bearing housing 3 . Here, too, the friction damping takes place to the specified and desired extent, depending on the payload.
Die Anforderung einer radialen Einstellbarkeit wird über die geometrischen Verhältnisse zwischen Radsatzmitte, Federfußpunkthöhe und Anlagehöhe des Reibkeils 8, 9 in Verbindung mit der Bewegungsmöglichkeit des Reibkeils 8, 9 in Längsrichtung realisiert. Durch das konische Radprofil werden im Bogen Wendekräfte erzeugt, die im Radberührpunkt wirken und als Tx-Kräfte bezeichnet werden. Diese Tx-Kräfte wirken an einem Radsatz 18, 19 entgegengesetzt und versuchen, den Radsatz radial einzustellen.The requirement for radial adjustability is realized via the geometric relationships between the center of the wheel set, spring base height and contact height of the friction wedge 8 , 9 in connection with the possibility of movement of the friction wedge 8 , 9 in the longitudinal direction. Due to the conical wheel profile, turning forces are generated in the arc, which act at the wheel contact point and are referred to as Tx forces. These Tx forces act in opposite directions on a wheel set 18 , 19 and attempt to set the wheel set radially.
Die radiale Einstellbarkeit des Radsatzes 18 erfolgt in zwei Stufen. In der ersten Stufe, bei der die Tx-Kräfte kleiner als die auftretende Reibkraft in der x-Richtung des Reibkeils sind, erfolgt eine Wendebewegung infolge des Abstandes zwischen Achslagermitte und Reibkeilhöhe. Infolge des durch den Abstand erzeugten Momentes um die Querachse erfolgt eine Pendelbewegung des Achslagergehäuses 3 um den Abstützpunkt des Reibkeils 8, 9 zum Achslagergehäuse 3. Durch diese Pendelbewegung, die oberhalb der Achsmitte des Radsatzes 18 erfolgt, wird eine Längsbewegung in der Ebene der Radsatzdrehmitte bewirkt. Damit können in der ersten Stufe kleine Lenkbewegungen des Radsatzes 18 realisiert werden, die insbesondere dazu geeignet sind, Gleislagefehler auszugleichen.The radial adjustability of the wheel set 18 takes place in two stages. In the first stage, in which the Tx forces are smaller than the friction force in the x-direction of the friction wedge, a turning movement takes place due to the distance between the center bearing center and the height of the friction wedge. As a result of the moment about the transverse axis generated by the distance, the axle bearing housing 3 oscillates about the support point of the friction wedge 8 , 9 relative to the axle bearing housing 3 . This pendulum movement, which takes place above the center of the axle of the wheel set 18 , causes a longitudinal movement in the plane of the center of the wheel set. In the first stage, small steering movements of the wheel set 18 can thus be realized, which are particularly suitable for compensating for track position errors.
In der zweiten Stufe, bei welcher die Tx-Kräfte größer als die auftretende Reibkraft sind, erfolgt eine Verschiebung der Reibkeile 8, 9 gegenüber dem Fahrwerkrahmen bzw. Drehgestellrahmen des Schienenfahrzeuges und damit eine größere Lenkbewegung des Radsatzes 18. Infolge der nun bewirkten radialen Einstellung des Radsatzes 18 sinken die Tx-Kräfte und die Lenkbewegung geht in den Mechanismus der ersten Stufe zurück, in dem nur kleine Korrekturen der Lenkbewegung bewirkt werden. Durch die über die zweite Stufe erfolgte Bewegung ergibt sich ein quasi kraftfreier neuer Gleichgewichtszustand im Bogen. Dies ist die Voraussetzung für den gewünschten niedrigen Verschleiß durch die radiale Einstellung der Räder des Schienenfahrzeuges.In the second stage, in which the Tx forces are greater than the friction force that occurs, the friction wedges 8 , 9 are displaced with respect to the chassis frame or bogie frame of the rail vehicle, and thus a greater steering movement of the wheel set 18 . As a result of the radial adjustment of the wheel set 18 now effected, the Tx forces decrease and the steering movement returns to the mechanism of the first stage, in which only small corrections to the steering movement are effected. The movement over the second stage results in a quasi force-free new state of equilibrium in the arch. This is the prerequisite for the desired low wear due to the radial adjustment of the wheels of the rail vehicle.
Gegenüber konventionellen, radial einstellbaren Radsätzen bei Schienenfahrzeugen, bei denen die Tx-Kräfte während der ganzen Bogenfahrt permanent gegen den Widerstand der Primärfedersteifigkeit (cx-Steifigkeit) arbeiten, erfolgt ein quasi kraftfreier, neuer Gleichgewichtszustand.Compared to conventional, radially adjustable wheelsets in rail vehicles, where the Tx forces are permanently against the Resistance of the primary spring stiffness (cx stiffness), there is a quasi weak, new state of equilibrium.
Eine Reduzierung der Beanspruchungen und damit eine Reduzierung des Gewichts wird vorteilhaft dadurch erzielt, daß der Queranschlag zwischen Achslagergehäuse und Rahmen bogeninnenseitig mittels des Anschlags 25 erfolgt. So addiert sich die Beanspruchung aus dem Wanken nicht mit der Beanspruchung aus der Übertragung der Querkräfte.A reduction in the stresses and thus a reduction in the weight is advantageously achieved in that the transverse stop between the axle bearing housing and the frame takes place on the inside of the arch by means of the stop 25 . The load from swaying does not add up to the load from the transfer of the lateral forces.
Der Anschlag 25 kann dabei als steifer Anschlag mit Luft zum Achslagergehäuse ausgeführt werden.The stop 25 can be designed as a rigid stop with air to the axle bearing housing.
Eine Reduzierung der Querkräfte und eine Erhöhung der Laufstabilität wird durch die Ausbildung des Anschlages 25 als elastischer Anschlag erreicht. Dabei ist der Anschlag 25 aus Federstahl oder glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) ausgebildet. Der Anschlag 25 wird zweckmäßig mittels Nieten oder Schraubverbindungen mit dem Drehgestellrahmen verbunden.A reduction in the transverse forces and an increase in running stability is achieved by designing the stop 25 as an elastic stop. The stop 25 is made of spring steel or glass fiber reinforced plastic (GRP). The stop 25 is expediently connected to the bogie frame by means of rivets or screw connections.
Ein Vorteil dieser Konstruktionsart ist es, daß der Anschlag 25 bei Verschleiß oder bei Ersatz durch einen Anschlag anderer Steifigkeit oder bei Ersatz durch einen Anschlag mit einem anderen freien Querspiel in einfacher und rascher Weise austauschbar ist.An advantage of this type of construction is that the stop 25 can be exchanged in a simple and rapid manner in the event of wear or when replaced by a stop with a different stiffness or when replaced by a stop with another free transverse play.
Ebenfalls vorteilhaft ist die Kraftübertragung in die Radsatzwelle über Formschluß der Lager am Sitz der Radsatzwelle. Bei der konventionellen (bekannten) Ausführungsform mit Queranschlag innen (der Anschlag ist zwischen Laufrad und Achslagergehäuse angeordnet) wird die Querkraft über die verschraubte Lagerdruckkappe und die Verschraubung in die Radsatzwelle eingeleitet. Diese konventionelle Ausführungsform birgt das Risiko, daß durch Schraubenbruch oder unsachgemäßes Anziehen der Schrauben die Kraftführung unterbrochen wird. Dieses Risiko ist bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform mit Queranschlag außen vorteilhaft nicht mehr gegeben.The transmission of power into the wheelset shaft via positive locking is also advantageous the bearing at the seat of the wheelset shaft. In the conventional (known) Design with cross stop inside (the stop is between the impeller and Axle bearing housing) the transverse force is screwed Bearing pressure cap and the screw connection introduced into the wheelset shaft. This conventional embodiment carries the risk of screw breakage or improper tightening of the screws will interrupt the power supply. This risk is present in the embodiment with a transverse stop no longer advantageous on the outside.
In Fig. 3 ist zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung eine Sicht auf ein in einem Gleisbogen 26 befindliches Schienenfahrzeug - einen Güterwagen 27 - dargestellt. Es sind die Drehgestelle 28 mit Drehzapfen 29, Achsen 2, Laufrädern 1 und bogeninneren Achslagergehäusen 30 sowie bogenäußeren Achslagergehäusen 31 schematisch gezeigt. Erfindungsgemäß werden die bei Bogenfahrt auftretenden Querkräfte durch die bogeninneren Achslagergehäuse 30 bzw. die dort wirkenden Anschläge 25 aufgenommen. In FIG. 3, to further clarify the invention, a view of a rail vehicle - a freight wagon 27 - located in a track curve 26 is shown. The bogies 28 with pivots 29 , axles 2 , impellers 1 and inner axle bearing housings 30 and outer axle bearing housings 31 are shown schematically. According to the invention, the transverse forces which occur when traveling through bends are absorbed by the axle bearing housing 30 inside the bend or the stops 25 acting there.
11
Laufrad
Wheel
22
Achse
axis
33
Achslagergehäuse
axle box
44
Schiene
rail
55
Spiralfeder
spiral spring
66
Spiralfeder
spiral spring
77
Aufnahme des Achslagergehäuses
Inclusion of the axle bearing housing
88th
Reibkeil
friction wedge
99
Reibkeil
friction wedge
1010
schiefe Ebene
inclined plane
1111
schiefe Ebene
inclined plane
1212
Drehgestellrahmen
bogie frame
1313
Reibplatte
friction plate
1414
Reibplatte
friction plate
1515
Achslager
Achslager
1818
Radsatz
wheelset
2525
Anschlag
attack
2626
Gleisbogen
Gleisbogen
2727
Güterwagen
Freight wagons
2828
Drehgestell
bogie
2929
Drehzapfen
pivot
3030
bogeninneres Achslagergehäuse
inner axle bearing housing
3131
bogenäußeres Achslagergehäuse
outer axle bearing housing
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130201 |