DE1062267B

DE1062267B - Drive for rail vehicles with wheels set to toe-in and toe-out

Info

Publication number: DE1062267B
Application number: DEW19513A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ahrens
Original assignee: Waggonfabrik Uerdingen AG
Current assignee: Waggonfabrik Uerdingen AG
Priority date: 1956-07-30
Filing date: 1956-07-30
Publication date: 1959-07-30

Description

Laufwerk für Schienenfahrzeuge mit auf Vor- bzw. Nachspur eingestellten Rädern Auf Vorspur eingestellte Radsätze für Schienenfahrzeuge, bei denen die Achsmittellinien der Räder mit der Mittellinie ihrer zugehörigen Tragachse in der Horizontalen einen Winkel bilden, zeichnen sich durch günstige Laufeigenschaften aus. Bei einseitiger Fahrzeugbelastung und niedriger Fahrgeschwindigkeit besteht jedoch eine gewisse Neigung des Anlaufens der geringer belasteten Räder an die Schienen. Dieser seitliche Anlauf kann sich nachteilig auf die Abfederung des Wagenkastens auswirken, da nicht nur die vertikalen, sondern auch die horizontalen Unebenheiten an den Schienenstoßstellen zu überbrücken sind. Bekannt sind auch auf Vor- und Nachspur einstellbare Losräder bei Schienenfahrzeugen sowie Laufgestelle mit an Schwingen gelagerten Losrädern.Undercarriage for rail vehicles with set to toe-in and toe-out Wheels Wheelsets adjusted to toe-in for rail vehicles where the axle center lines of the wheels with the center line of their associated support axis in the horizontal one Form angles, are characterized by favorable running properties. With unilateral However, there is a certain amount of vehicle load and low driving speed The tendency for the wheels with less load to run against the rails. This one on the side Start-up can have a detrimental effect on the suspension of the car body, as it does not only the vertical, but also the horizontal bumps at the rail joints are to be bridged. Idler wheels that can be adjusted to toe-in and toe-out are also known for rail vehicles and running frames with idler wheels mounted on swing arms.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei ungleicher Belastung der Räder eines Laufwerks mit auf Vor- bzw. Nachspur eingestellten Rädern gute Laufeigenschaften zu schaffen, d. h. die Tendenz des Laufs der Räder in der Gleismitte auch unter diesen ungünstigen Verhältnissen zu erhalten.The invention is based on the object, even with unequal loads the wheels of a running gear with wheels set to toe-in or toe-out have good running properties to create, d. H. the tendency for the wheels to run in the middle of the track also under to maintain these unfavorable conditions.

Die Erfindung besteht darin, daß jedes auf Vor-bzw. Nachspur eingestellte Rad des Laufwerks an einer quer am Dreh-, Lauf- oder Untergestellrahmen angelenkten Kurbelachse mit im Winkel versetzt angeordnetem Achsschenkel gelagert ist. Dabei stellen sich die Räder der höher belasteten Seite im Falle einer Belastung außerhalb der Wagenmitte von selbst auf einen kleineren, die Räder der geringer belasteten Seite dagegen auf einen größeren Vor- bzw. Nachspurwinkel ein. Auf diese Weise wird stets ein Gleichgewicht der an den Berührungspunkten zwischen Rad und Schiene seitlich gerichteten Kräfte erreicht, die aus der Belastung im Verein mit der Vor- bzw. Nachspur herrühren, so daß ein durch die Vorspur erzielbarer Ausgleich geschaffen wird. Werden dabei nach einem weiteren Gedanken der Erfindung die Räder zusätzlich auch noch auf nach innen zu gerichteten Sturz eingerichtet, so wird die angestrebte Wirkung, daß das Fahrzeug ohne Störung in der Geraden stets in der Gleismitte läuft, ohne daß die Räder mit ihren Spurkränzen an der Schiene zur Anlage kommen, noch wesentlich unterstützt. Derart an einer Kurbelschwinge gelagerte Räder verringern bzw. vergrößern ihren Vor- bzw. Nachspurwinkel beim Durchfedern wesentlich stärker, weil der nach innen zugerichtete Sturz beim Auslenken der Kurbelschwinge allmählich in Nach- bzw. Vorspur übergeht, d. h., die beiden jeweils der Größe der Auslenkung entsprechenden Winkelwerte aus der Vor- bzw. Nachspur und dem Sturz subtrahieren bzw. addieren sich und liefern bereits bei verhältnismäßig kleinen vertikalen Ausschlägen der Kurbelschwinge eine erhebliche Veränderung der Vor- bzw. Nachspur. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß entweder eine oder beide quer zur Kurbelschwinge verlaufende Wellen zur Kurbelschwinge einen vom rechten Winkel abweichenden Winkel bilden. Nach einer noch weiteren Ausführung bildet bei Kurbelachsen mit parallel zueinander verlaufenden Querwellen auch die Kurbelschwinge gegenüber der Fahrzeuglängsachse einen Winkel.The invention consists in that each on before or. Toe-out adjusted Wheel of the drive on a transversely hinged to the swivel, running or underframe frame Crank axle is mounted with stub axles arranged offset at an angle. Included the wheels on the more heavily loaded side move outside in the event of a load the center of the wagon to a smaller one, the wheels of the less loaded On the other hand, a larger toe-in and toe-out angle. That way will always an equilibrium at the points of contact between wheel and rail Directed forces achieved from the load in association with the toe-in and toe-out originate, so that a compensation achievable by the toe-in is created. Will while, according to a further concept of the invention, the wheels are also added set up for an inward-facing fall, the desired effect is that the vehicle always runs in the middle of the track without disturbance in the straight line, without that the wheels with their flanges come to rest on the rail, is still essential supports. Wheels mounted in this way on a crank arm reduce or increase their toe-in and toe-out angle when deflecting much stronger because the after the inside of the lintel when the crank arm is deflected gradually in backward or forward direction. Toe-in passes, d. That is, the two each correspond to the size of the deflection Subtract or add angle values from the toe-out or toe-out and the camber and deliver even with relatively small vertical deflections of the Crank swing arm a significant change in the toe-out and toe-out. Another Embodiment of the invention is given that either one or both transversely Waves running to the crank arm have a right angle to the crank arm form a different angle. According to yet another embodiment, forms at crank axles with cross shafts running parallel to each other, the crank arm opposite the longitudinal axis of the vehicle at an angle.

Es liegt ferner im Wesen der Erfindung, die Räder mittels Wälz- oder Gleitlager auf den unlösbar oder lösbar mit der Kurbelschwinge verbundenen Achsschenkeln zu lagern oder die unlösbar oder lösbar mit dem Rad verbundenen Achsschenkel mittels Wälz-oder Gleitlagern drehbar in der Schwinge anzuordnen. Beide Lösungen dienen der leichten Herstellbarkeit und einfachen Unterhaltung, besonders beim Nachdrehen der Bandagen. Sofern die die Räder tragende Achswelle drehbar in der Schwinge gelagert ist, kann diese auf der nach der Fahrzeugmitte hin liegenden Seite zur Aufnahme von Bremsscheiben, Radantrieben, Bremsregulatoren oder Antrieben für Nebenmaschinen eingerichtet sein.It is also in the essence of the invention, the wheels by means of rolling or Plain bearings on the stub axles that are permanently or detachably connected to the crank arm to store or the undetachable or detachable steering knuckle connected to the wheel To arrange roller or slide bearings rotatably in the rocker. Both solutions serve ease of manufacture and maintenance, especially when re-shooting the bandages. Provided that the axle shaft carrying the wheels is rotatably mounted in the rocker arm this can be taken on the side facing the center of the vehicle of brake discs, wheel drives, brake regulators or drives for ancillary machines be set up.

Bei fester Verbindung des Rades mit dem Achsschenkel kann dieser nach der Fahrzeugmitte hin zum gleichen Zweck verlängert sein. Es ist dann erforderlich, durch den hohlgebohrten Achsschenkel eine mit der Nabe des Rades verbundene besondere Welle hindurchzuführen. Je nachdem, ob die Kurbelachse für Innenlagerung oder Außenlagerung vorgesehen ist, können Querwellen und Schwinge Z- oder U-förmig ausgebildet sein.If the wheel is firmly connected to the steering knuckle, it can move the center of the vehicle must be extended for the same purpose. It is then necessary a special one connected to the hub of the wheel through the hollow-drilled steering knuckle Wave through it. Depending on whether the crank axle is for indoor or outdoor storage is provided, the cross shafts and rocker arm can be designed in a Z or U shape.

Der Anspruch 1 schützt nur die Kombination der darin genannten Merkmale. Für die Unteransprüche wird Schutz nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch begehrt. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in fünf Abbildungen dargestellt.Claim 1 only protects the combination of the features mentioned therein. For the subclaims, protection is only sought in connection with the main claim. In The drawing shows two exemplary embodiments of the invention in five figures.

Abb. 1 zeigt ein Drehgestell mit Kurbelachsen im Seitenriß, Abb. 2 im Grundriß und Abb. 3 im Querschnitt; Abb.4 zeigt eine Kurbelachse mit lösbar in der Schwinge angeordnetem Achsschenkel im Querschnitt und Abb. 5 eine Kurbelachse mit in der Schwinge drehbar gelagertem Achsschenkel im Querschnitt.Fig. 1 shows a bogie with crank axles in side elevation, Fig. 2 in plan and Fig. 3 in cross section; Fig.4 shows a crank axle with detachable in the swing arm arranged knuckle in cross section and Fig. 5 a crank axle with knuckle rotatably mounted in the swing arm in cross section.

Wie aus den Abb. 1 bis 3 hervorgeht, sind am Drehgestellrahmen 1 vier Kurbelachsen angelenkt, von denen jede aus einer Querwelle 2, einer Kurbelschwinge 3 und einem Achsschenkel 4 besteht. Die Räder 5 sind auf den Achsschenkeln 4 gelagert. Aus dem Grundriß (Abb.2) ist die Vorspur der beiden links dargestellten und die Nachspur der beiden rechts dargestellten Räder erkennbar unter der Voraussetzung, daß sich das Fahrzeug von rechts nach links bewegt. Aus Abb.3 ist der nach innen gerichtete Sturz der Räder zu erkennen. An den Schwingen 3 der Kurbelachsen befinden sich in der senkrechten Ebene Winkelhebel 6, die sich gegen die oberhalb des Drehgestellrahmens 1 angeordneten Federn 7 abstützen. Bei ungleichmäßiger Durchfederung des Rahmens 1 verringert sich die Vor- bzw. Nachspur auf der höher belasteten Seite, während auf der gegenüberliegenden Seite eine stärke Einstellung auf Vor- bzw. Nachspur eintritt.As can be seen from FIGS. 1 to 3, there are four on the bogie frame 1 Articulated crank axles, each of which consists of a cross shaft 2, a crank arm 3 and a steering knuckle 4 consists. The wheels 5 are mounted on the steering knuckles 4. The toe-in of the two shown on the left and the Toe-out of the two wheels shown on the right can be seen, provided that that the vehicle moves from right to left. From Fig.3 the one is inward to detect directional camber of the wheels. Located on the rockers 3 of the crank axles in the vertical plane angle lever 6, which is against the above the bogie frame 1 arranged springs 7 support. If the frame deflects unevenly 1, the toe-out and toe-out on the more heavily loaded side is reduced, while on the opposite side a stronger setting on toe-in or toe-out entry.

Bei der Kurbelachse nach Abb. 4 ist der Achsschenkel 4 lösbar an der Kurbelschwinge 3 befestigt, und zwar ist der Achsschenkel 4 konisch in die Schwinge 3 eingesetzt und mittels Schraube und Mutter festgezogen. Statt dieser Ausführungsform können für die Verbindung von Kurbelschwinge und Achsschenkel auch Ringfeder-Spannelemente oder andere Befestigungsorgane verwendet werden. Für den Antrieb von Nebenmaschinen ist der Achsschenkel 4 hohlgebohrt und darin - gegebenenfalls unter Verwendung von Wälzlagern - eine am Radnabendeckel 8 angreifende Übertragungswelle 9 gelagert, die das Drehmoment unmittelbar oder unter Einschaltung von Zahnrad-, Reibrad- oder Riemengetrieben auf die an der Schwinge oder am Rahmen angeordnete Nebenmaschine überträgt. Es kann auch in der gleichen Weise ein Drehmoment von einem Antriebsmotor aus über die Übertragungswelle 9 auf das Rad 5 übertragen werden. Weiter besteht die Möglichkeit, die Räder 5 mit Klotz- oder Scheibenbremsen abzubremsen, wobei deren Reaktionskräfte sowohl am Rahmen als auch an der Schwinge angreifen können.In the crank axle according to Fig. 4, the steering knuckle 4 is releasable on the Crank rocker 3 attached, namely the steering knuckle 4 is conical in the rocker 3 inserted and tightened with a screw and nut. Instead of this embodiment Ring spring clamping elements can also be used to connect the crank arm and steering knuckle or other fasteners can be used. For driving ancillary machines the steering knuckle 4 is hollow drilled and therein - possibly using Rolling bearings - a transmission shaft 9 acting on the wheel hub cover 8 is supported, the torque directly or with the involvement of gear, friction or Belt-driven on the auxiliary machine arranged on the rocker arm or on the frame transmits. It can also produce torque from a drive motor in the same way are transmitted from via the transmission shaft 9 to the wheel 5. Continues to exist the possibility of braking the wheels 5 with pad or disc brakes, with whose reaction forces can attack both the frame and the swing arm.

Abb.5 veranschaulicht eine andere Art der Achsschenkellagerung. In diesem Falle ist der Achsschenkel 12 unlösbar oder lösbar mit dem Rad 5 verbunden und unter Einschaltung von Wälzlagern 10 in der Kurbelschwinge 3 gelagert. Der sich drehende Achsschenkel 12 kann verlängert und unmittelbar für den Antrieb irgendwelcher Maschinen oder beispielsweise der dargestellten Bremsscheiben 11 verwendet werden.Figure 5 illustrates another type of stub axle mounting. In In this case, the steering knuckle 12 is inextricably or releasably connected to the wheel 5 and stored in the crank arm 3 with the involvement of roller bearings 10. Which rotating stub axles 12 can be extended and immediate for driving any Machines or, for example, the brake disks 11 shown are used.

In den Abbildungen sind die im Grundriß Z-förmig gestalteten Kurbelachsen innerhalb der Räder 5 angeordnet. Die Kurbelachsen können aber auch außerhalb der Räder 5 verlaufen, sofern die Querwellen 2 und 4 mit der Schwinge 3 U-förmig verbunden werden. Die Schwinge 3 kann in der Weise am Rahmen 1 gelagert sein, daß entweder die Querwelle 2 beiderseits der Schwinge 3 gelagert ist oder aber, daß die Querwelle 2 nur einseitig in einem nur eine oder beide Querwellen 2 aufnehmenden, am Rahmen 1 befestigten Rohr gelagert ist.In the figures, the crank axles are Z-shaped in plan arranged within the wheels 5. The crank axles can also outside of the Wheels 5 run, provided that the transverse shafts 2 and 4 are connected to the rocker arm 3 in a U-shape will. The rocker 3 can be mounted on the frame 1 in such a way that either the cross shaft 2 is mounted on both sides of the rocker 3 or that the cross shaft 2 only on one side in a receiving only one or both transverse shafts 2, on the frame 1 fixed pipe is stored.

Claims

PATENT ANSPIICCIIE: 1. Drive for rail vehicles with on front or. Wheels set to toe-out, characterized in that each wheel of the drive set to toe-in or toe-out is attached to a crank axle (2, 3, 4) hinged transversely to the rotating, running or undercarriage frame (1) with a stub axle (4 or 12) and when the load is outside the center of the wagon, the wheels (5) on the more heavily loaded side automatically adjust to a smaller one, while the wheels on the less loaded side adjust to a larger toe-in and toe-out angle.

2. Drive according to claim 1, characterized in that the wheels additionally are set to fall.

3. Drive according to claims 1 and 2, characterized in that that either one or both shafts (2 resp. 4) Form an angle that differs from the right angle to the crank arm (3).

4th Running gear according to Claims 1 and 2, characterized in that in the case of crank axles with the cross shafts running parallel to each other, the crank arm opposite the Vehicle longitudinal axis forms an angle.

5. Drive according to claims 1 to 4, characterized in that the wheels on the non-releasable by means of roller or slide bearings or are mounted detachably connected to the rocker knuckles.

6. Drive according to claims 1 to 4, characterized in that the non-releasable or releasable stub axles (12) connected to the wheel by means of roller or slide bearings in the rocker arm is stored.

7. Drive according to Claims 1 to 4 and 6, characterized in that that the steering knuckle firmly connected to the wheel is extended towards the center of the vehicle and is used to drive the vehicle or ancillary machines. B.

Drive after claims 1 to 5, characterized in that through the hollow stub axles a shaft connected to the hub of the wheel is guided.

9. Drive according to claims 1 to 8, characterized by Z- or U-shaped crank axles. Considered publications: German Patent Nos. 696 185, 850 759, 917 676; USA. Patent Nos. 2,078,915, 2,411,978, 2,427,066, 2,473,714.