DE1021008B - Elastic axle guide and bearing for vehicles, especially rail vehicles - Google Patents

Elastic axle guide and bearing for vehicles, especially rail vehicles

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DE1021008B
DE1021008B DEM22781A DEM0022781A DE1021008B DE 1021008 B DE1021008 B DE 1021008B DE M22781 A DEM22781 A DE M22781A DE M0022781 A DEM0022781 A DE M0022781A DE 1021008 B DE1021008 B DE 1021008B
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vehicles
axle
elastic
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metal plates
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DEM22781A
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German (de)
Inventor
Archie John Hirst
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Metalastik Ltd
Original Assignee
Metalastik Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/26—Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30—Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/32—Guides, e.g. plates, for axle-boxes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/22—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having rubber springs only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/40—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers consisting of a stack of similar elements separated by non-elastic intermediate layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
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    • F16F1/52—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by the mode of stressing loaded in combined stresses
    • F16F1/54—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by the mode of stressing loaded in combined stresses loaded in compression and shear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2236/00—Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements
    • F16F2236/12—Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements loaded in combined stresses
    • F16F2236/123—Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements loaded in combined stresses loaded in compression and shear

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Achsbuchsführung und -lagerung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, welche zwischen dem Wagenkasten oder dem Fahrzeugrahmen und den Achsbuchsen solcher Fahrzeuge angeordnet ist.The invention relates to an elastic axle bushing guide and mounting for vehicles, in particular Rail vehicles, which are between the car body or the vehicle frame and the axle bushes such vehicles is arranged.

Bei einer bekannten Bauart dieser Art bestehen solche Lagerungen aus elastischen Elementen, die aus einzelnen winkelförmigen Metallplatten und an diesen festhaftenden Gummizwischenlagen zusammengesetzt sind. Infolge einer in ihrer Mitte vorgesehenen Biegung bilden diese Elemente einen offenen Winkel. Die Schenkel der Metallplatten bilden einen Winkel von etwa 90°. Von diesen Elementen sind jeweils zwei zwischen dem Fahrzeugrahmen und der Achsbuchse, beiderseits von dieser, angeordnet, und zwar derart, daß die obenliegenden Außenflächen der Elemente in nach außen ansteigenden Ebenen liegen, die sich in der Achsbuchse schneiden.In a known design of this type, such bearings consist of elastic elements that consist of individual angular metal plates and rubber liners adhering to them are. As a result of a bend provided in their center, these elements form an open angle. the The legs of the metal plates form an angle of about 90 °. There are two of these elements between the vehicle frame and the axle sleeve, on both sides of this, arranged in such a way, that the overhead outer surfaces of the elements lie in outwardly rising planes, which are in cut the axle bushing.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die von der Achsbuchse weiter entfernt liegenden Gummizwischenlagen eines jeden — vorzugsweise aus wenigstens drei solcher Zwischenlagen zusammengesetzten — elastischen Elements einegeringereHöhe, jedoch eine entsprechend größere Breite aufweisen als die der Achsbuchse näher liegenden Zwischenlagen.The invention is characterized in that the rubber liners located further away from the axle bushing of each - preferably composed of at least three such intermediate layers - the elastic element has a lower height, however, have a correspondingly greater width than the intermediate layers which are closer to the axle bushing.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird der wesentliche technische Fortschritt erzielt, daß ein Weg gezeigt wird, wie das bei den bekannten Anordnungen schon vermiedene Verkanten der Metallplatten bei Belastung der Lagerung auch vermieden wird, wenn die einzelnen Gummizwischenlagen verschiedene Höhe haben.The inventive training the essential technical progress is achieved that a It is shown how the tilting of the metal plates, which has already been avoided in the known arrangements If the storage is loaded, it is also avoided if the individual rubber liners are different Have height.

Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtAn example embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows

Fig. 1 eine Teilseitenansicht eines Drehgestells eines Schienenfahrzeugs mit einer elastischen Lagerung gemäß der Erfindung,1 shows a partial side view of a bogie of a rail vehicle with an elastic mounting according to the invention,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,FIG. 2 is a side view of part of FIG. 1 on an enlarged scale,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines anderen Teils der Fig. 1 im Schnitt und in vergrößertem Maßstab,3 shows a side view of another part of FIG. 1 in section and on an enlarged scale,

Fig. 4 eine Draufsicht der in Fig. 2 gezeigten Lagerung undFig. 4 is a plan view of the mounting shown in Fig. 2 and

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 3.FIG. 5 shows a section along the line AA in FIG. 3.

Bei der dargestellten Ausführungsform der elastischen Lagerung stützt sich ein Längsträger 10 eines Drehgestells eines Schienenfahrzeugs über zwei elastische Elemente 12 auf einem Achsbuchsengehäuse 11 ab. Quer zur Achswelle der Achsbuchse 11 stehen von dieser in Fahrzeuglängsrichtung nach zwei entgegengesetzten Seiten je eine Rippe oder eine Leiste 13 vor, welche eine Führung für die inneren Enden der elastischen Elemente 12 bilden. Die Bezeichnung Elastische AchsbuchsführungIn the illustrated embodiment of the elastic mounting, a longitudinal member 10 is supported Bogie of a rail vehicle via two elastic elements 12 on an axle socket housing 11 from. At right angles to the axle shaft of the axle bushing 11 there are two opposite sides of this in the longitudinal direction of the vehicle Pages each have a rib or bar 13 in front of which a guide for the inner ends of the elastic elements 12 form. The term elastic axle guide

und -lagerung für Fahrzeuge,and storage for vehicles,

insbesondere Schienenfahrzeugeespecially rail vehicles

Anmelder:Applicant:

Metalastik Limited, Leicester (Großbritannien)Metalastik Limited, Leicester (Great Britain)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Müller-Börner, Berlin-Dahlem,Representative: Dipl.-Ing. R. Müller-Börner, Berlin-Dahlem,

und Dipl.-Ing. H. H. Wey, München 23, Parzivalstr. 8,and Dipl.-Ing. H. H. Wey, Munich 23, Parzivalstr. 8th,

PatentanwältePatent attorneys

Archie John Hirst, Leicester (Großbritannien), ist als Erfinder genannt wordenArchie John Hirst, Leicester (Great Britain), has been named as the inventor

»innen« bedeutet in Richtung gegen die Achsbuchse,»Inside« means in the direction towards the axle socket,

as während die Bezeichnung »außen« von der Achsbuchse weg bedeutet.as while the designation »outside« from the axle socket away means.

Jedes elastische Element 12 weist, wie bekannt, drei winkel- oder V-förmige Gummizwischenlagen 14 auf, deren Oberflächen festhaftend mit entsprechend geformten Metallplatten 15 verbunden sind. Die Ränder der Schenkel der Metallplatten 15 ragen in waagerechter und lotrechter Richtung über die freien Stirnflächen der Gummizwischenlagen 14 ein wenig hinaus. Der Winkel zwischen den Schenkeln der Gummizwischenlagen 14 bzw. der Metallplatten 15 ist, wie bekannt, 90° oder weniger; der Scheitel der Metallplatten 15 ist vorzugsweise, wie bekannt, gekrümmt, wobei die Krümmungsradien der Scheitel aller Gummizwischenlagen 14 bzw. Metallplatten 15 jeweils gleich sind.Each elastic element 12 has, as is known, three angular or V-shaped rubber intermediate layers 14, the surfaces of which are firmly adhered to correspondingly shaped metal plates 15. The edges the legs of the metal plates 15 protrude in the horizontal and vertical directions over the free end faces the rubber liners 14 out a little. The angle between the legs of the rubber liners 14 or the metal plate 15 is, as is known, 90 ° or less; the apex of the metal plates 15 is preferably curved, as is known, the radii of curvature of the vertices of all rubber intermediate layers 14 and metal plates 15, respectively are the same.

Die elastischen Elemente 12 sind in Fahrtrichtung beiderseits des Achsbuchsengehäuses 11 angeordnet. Die obenliegenden Flächen der Gummielemente 12 sind gegenüber der Horizontalen längs den Flächen 28 nach oben geneigt, so daß sie zusammen in bekannter Weise eine V-Feder bilden, durch deren gedachten Scheitelpunkt die lotrechte Längsmittelebene der Achsbuchse 11 geht. Die Neigung der elastischen Elemente 12 hat, wie bekannt, zur Folge, daß die Gummizwischenlagen 14 durch lotrechte Belastungen sowohl auf Scherung als auch auf Druck beansprucht werden. Die resultierende Kraft F durch den Druckmittelpunkt P1, P2, Ps einer jeden Gummizwischenlage 14 liegt daher nicht in der Druckrichtung — d. h.The elastic elements 12 are arranged on both sides of the axle socket housing 11 in the direction of travel. The overhead surfaces of the rubber elements 12 are inclined upwards relative to the horizontal along the surfaces 28, so that they together form a V-spring in a known manner, through the imaginary vertex of which the vertical longitudinal center plane of the axle sleeve 11 passes. As is known, the inclination of the elastic elements 12 has the consequence that the rubber intermediate layers 14 are subjected to vertical loads both in terms of shear and pressure. The resulting force F through the pressure center point P 1 , P 2 , P s of each rubber intermediate layer 14 is therefore not in the pressure direction - ie

709 810/93709 810/93

in der Richtung senkrecht zu den festhaftend miteinander verbundenen Flächen der Gummizwischenlagen 14 und der Metallplatten 15 ■—, sondern verläuft, wie bekannt, in einem Winkel α zu dieser Druckrichtung, der in der dargestellten Ausführtingsform annähernd 14,5° beträgt (vgl. auch Fig. 3).in the direction perpendicular to the firmly adhering interconnected surfaces of the rubber intermediate layers 14 and the metal plates 15 -, but runs, as is known, at an angle α to this pressure direction, which in the embodiment shown is approximately 14.5 ° (see also Fig . 3).

Jedes elastische Element 12 ist an seinem »äußeren« Ende mittels eines Befestigungsbügels 16 am Längsträger 10 und an seinem »inneren« Ende an einem Zwischenhalter 17 befestigt, über welchen es mit dem Achsbuchsengehäuse 11 verbunden ist.Each elastic element 12 is at its "outer" end by means of a fastening bracket 16 on the longitudinal beam 10 and attached at its "inner" end to an intermediate holder 17, via which it is connected to the Axle socket housing 11 is connected.

Um das bekannte Verkanten der Metallplatten 15 zu verhindern, weisen nach der Erfindung die »äußeren « Gummizwischenlagen 14, die jeweils gegenüber den nächstliegenden »inneren« Gummizwischenlagen 14 in senkrechter Richtung versetzt sind, eine geringere Höhe, jedoch entsprechend größere Breite auf als die »inneren« Gummizwischenlagen. 14, so daß die Druckmittelpunkte P1, P2, P3 unter Belastung wieder auf der geraden Linie des resultierenden Druckes P im elastischen Element 12 liegen. Es versteht sich, daß dieser Zustand nur bei einer bestimmten Belastung erzielt werden kann, da die. Form und Anordnung der elastischen Elemente 12 festgelegt ist. Wenn, wie z. B. bei einem Schnellzugpersonenwagen, die Veränderung der Passagierlast im Verhältnis zum Eigengewicht gering ist, haben diese geringfügigen Belastungsveränderungen kaum einen Einfluß auf die Richtung des resultierenden Druckes P. Wenn jedoch beträchtliche Belastungsveränderungen zu erwarten sind, beispielsweise bei einem leichten Personenwagen, sollte das Ausmaß der lotrechten Versetzung der Gummizwischenlagen 14 für die zu erwartende mittlere Belastung berechnet werden. Das bei anderen Belastungen auftretende Verkanten ist sodann nicht übermäßig.In order to prevent the known tilting of the metal plates 15, according to the invention, the "outer" rubber intermediate layers 14, which are offset vertically from the closest "inner" rubber intermediate layers 14, are smaller in height, but correspondingly larger in width than the "inner" ones «Rubber liners. 14, so that the pressure centers P 1 , P 2 , P 3 are again on the straight line of the resulting pressure P in the elastic element 12 under load. It goes without saying that this state can only be achieved with a certain load, since the. The shape and arrangement of the elastic elements 12 is determined. If, such as B. in an express train passenger car, the change in passenger load in relation to its own weight is small, these slight changes in load have little effect on the direction of the resulting pressure P. However, if significant changes in load are to be expected, for example in a light passenger car, the extent of the perpendicular displacement of the rubber intermediate layers 14 are calculated for the average load to be expected. The tilting that occurs with other loads is then not excessive.

Unter der mittleren Belastung liegen die resultierenden Kräfte in allen Gummizwischenlagen 14 eines elastischen Elements 12, also in der geraden Linie des resultierenden Druckes F. Wenn dies bei Abweichungen von der mittleren Belastung nicht der Fall ist, verkanten sich die Metallplatten 15 so, daß die Druckmittelpunkte P1, P2, Ps wieder auf eine gerade Linie ausgerichtet werden.Under the mean load, the resulting forces are in all rubber intermediate layers 14 of an elastic element 12, i.e. in the straight line of the resulting pressure F. If this is not the case with deviations from the mean load, the metal plates 15 tilt so that the pressure centers P 1 , P 2 , P s are realigned to a straight line.

Durch die Anordnung nach der Erfindung wird auch die Neigung der Metallplatten 15 zum Durchbiegen unter seitlichen Belastungen, d. h. unter in Richtung der Achswelle des Radsatzes wirkenden Belastungen, wie bei den bekannten Anordnungen verringert.The arrangement according to the invention also reduces the tendency of the metal plates 15 to sag under side loads, d. H. under loads acting in the direction of the axle shaft of the wheelset, reduced as in the known arrangements.

Durch das Patent wird ausschließlich die Gesamtkombination der sämtlichen Merkmale des Anspruchs geschützt.The patent only provides the total combination of all the features of the claim protected.

Claims (1)

PatentanspruchClaim Elastische Achsbuchsführung und -lagerung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit zwischen dem Wagenkasten —■ oder dem Fahrzeugrahmen ■— und zu beiden Seiten jeder Achsbuchse angeordneten, aus Gummizwischenlagen und Metallplatten zusammengesetzten elastischen Elementen, deren von oben gesehen winkelförmige Gummizwischenlagen an ihren Oberflächen festhaftend mit den entsprechend geformten Metallplatten verbunden und deren Schenkel in einem Winkel von annähernd 90° gegeneinander geneigt sind, wobei die obenliegenden Flächen der Elemente in nach außen ansteigenden Ebenen liegen, die sich in der Achsbuchse schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Achsbuchse (11) weiter entfernt liegenden Gummizwischenlagen (14) eines jeden — vorteilhaft aus wenigstens drei solcher Zwischenlagen zusammengesetzten — elastischen Elements (12) eine geringere Höhe, jedoch entsprechend größere Breite aufweisen als die der Achsbuchse näher liegenden Zwischenlagen.Elastic axle bushing guide and bearing for vehicles, in particular rail vehicles, with between the car body - ■ or the vehicle frame ■ - and on both sides of each axle socket arranged elastic, composed of rubber liners and metal plates Elements whose angled rubber liners, seen from above, adhere firmly to their surfaces connected to the correspondingly shaped metal plates and their legs in one Angle of approximately 90 ° to each other are inclined, with the overhead surfaces of the elements lie in outwardly rising planes that intersect in the axle bushing, characterized in that that from the axle bushing (11) lying further away rubber intermediate layers (14) one each - advantageously composed of at least three such intermediate layers - elastic Elements (12) have a smaller height, but correspondingly greater width than that of the Axle bushing closer intermediate layers. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster 1669 227;
deutsche Patentschrift Nr. 882 414.Considered publications:
German utility model 1669 227;
German patent specification No. 882 414. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 709 810/93 12.57© 709 810/93 12.57
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