DE1070206B

DE1070206B -

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Publication number: DE1070206B
Application number: DENDAT1070206D
Authority: DE
Publication date: 1959-12-03

Description

DEUTSCHESGERMAN

Gegenstand des Patentes 1 050131 ist eine lastabhängig regelbare Gasfeder, bei der einer auf Druck beanspruchten Hauptgasfeder eine auf Zug beanspruchte Feder geringerer Abmessungen zugeschaltet ist. Dabei kann die zugeschaltete Feder ebenfalls eine Gasfeder sein. Durch eine derartige Anordnung sollen eine beliebige Senkung der Federkonstanten und damit günstigere dynamische Eigenschaften des Fahrzeugs erreicht werden, indem die Schwingungsfrequenz der durch die Hauptgasfeder abgefederten Hauptmasse sich um denjenigen Betrag vermindert, der sich durch Subtraktion der Federkonstante des Zusatzfederkörpers von der des Hauptfederkörpers ergibt.The subject of patent 1 050131 is a load-dependent adjustable gas spring, in which a main gas spring subjected to pressure stressed a train Spring of smaller dimensions is switched on. The activated spring can also be a Be gas spring. Such an arrangement should allow any reduction in the spring constant and thus More favorable dynamic properties of the vehicle can be achieved by increasing the oscillation frequency of the main mass sprung by the main gas spring is reduced by the amount that extends through Subtract the spring constant of the additional spring body from that of the main spring body.

Es ist bekannt, die Nick- und Tauchfrequenz durch nicht regelbare Stahlfedern zu beeinflussen, beispiels- J-5 weise unter Zuhilfenahme von hydraulischen Kolben und Zylindern, doch liegen die erreichbaren Frequenzen dieser Federn noch zu hoch, um eine ausreichende Laufgüte bei Fahrzeugen zu erreichen. Bei Luftfederungen wurde bereits vorgeschlagen, die arbeitenden Druckräume mit zusätzlichen Räumen von veränderlichem Inhalt zu verbinden, um eine möglichst weiche Federung zu erzielen. Praktische Bedeutung können derartige Vorschläge jedoch nur schwer erlangen, da die erforderlichen Luftmengen bzw. die hierfür nötigen Luftbehälter bei Fahrzeugen kaum unterzubringen sind. Die Federn können also mit den beschriebenen Mitteln in den zur Verfügung stehenden beschränkten Räumen nicht so weich gestaltet werden, daß Frequenzen in der gewünschten Größenordnung erreicht werden.It is known to influence the pitch and dive frequency by non-adjustable steel springs, for example J-5 wisely with the help of hydraulic pistons and cylinders, but the frequencies that can be achieved are within the range these springs are still too high to achieve sufficient running quality in vehicles. With air suspension it has already been proposed to add working pressure rooms with additional rooms of changeable To combine content in order to achieve the softest possible suspension. Practical meaning can However, it is difficult to obtain such proposals, since the required amounts of air or the air required for this Air tanks can hardly be accommodated in vehicles. The springs can therefore with the described Means in the available limited spaces are not made so soft that frequencies can be achieved in the desired order of magnitude.

Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung der den Gegenstand des Hauptpatentes bildenden Gasfeder dar. Sie bezieht sich ausschließlich auf Schienen- und Straßenfahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge für den Personenverkehr. Bei einem Fahrzeug, welches um mehrere Freiheitsgrade schwingt, sollen die Nickschwingungen sowie die Parallelverschiebung des Wagenkastens zur. Schienenoberkante möglichst niederfrequent sein, während die Wankschwingungen, die im allgemeinen nur durch Kräfte geringerer Größe hervorgerufen werden, hochfrequent verlaufen dürfen. Mit Hilfe der Erfindung gelingt es, die Nickschwin- !iung, also die Drehung des Fahrzeuges um seine horizontale Mittelachse, die quer zur Fahrtrichtung liegt, minderfrequent verlaufen zu lassen und die dabei auftretende Amplitude möglichst klein zu halten, desgleichen auch die Frequenz der Parallelverschiebung des Wagenkastens zum Laufgestell, also seine Bewegung parallel und senkrecht zum Gleis. Dagegen bleibt die Frequenz der Wankschwingungen, also der Bewegung des Wagenkastens um seine horizontale Mittelachse, die in der Fahrtrichtung liegt, groß und die sich dabei ergebende Amplitude klein, d. h. die Fede-Lastabhängig regelbare GasfederThe invention represents a further development of the gas spring forming the subject of the main patent. It relates exclusively to rail and road vehicles, in particular rail vehicles for the Passenger traffic. In the case of a vehicle that oscillates by several degrees of freedom, the pitching oscillations should be as well as the parallel displacement of the car body to. Upper edge of the rail as low-frequency as possible be, while the rolling vibrations, which are generally only caused by forces of lesser magnitude caused, may run at high frequencies. With the help of the invention it is possible to ! iung, i.e. the rotation of the vehicle around its horizontal The central axis, which lies transversely to the direction of travel, is to run at a lower frequency and that which occurs in the process To keep the amplitude as small as possible, as well as the frequency of the parallel shift of the car body to the bogie, i.e. its movement parallel and perpendicular to the track. Against it remains the frequency of the rolling vibrations, i.e. the movement of the car body around its horizontal central axis, which lies in the direction of travel, large and the resulting amplitude small, d. H. the Fede load-dependent adjustable gas spring

für Schienen- und Straßenfahrzeuge,for rail and road vehicles,

insbesondere Schienenfahrzeugeespecially rail vehicles

für den Personenverkehrfor passenger traffic

Zusatz zum Patent 1 050 131Addendum to patent 1,050,131

Anmelder:Applicant:

Ringfeder G. m. b. H.,
Krefeld-Uerdingen, Duisburger Str. 145Ringfeder G. mb H.,
Krefeld-Uerdingen, Duisburger Str. 145

Dipl.-Ing. Josef Friedrichs, Krefeld-Uerdingen,Dipl.-Ing. Josef Friedrichs, Krefeld-Uerdingen,

und Hans Hover, Willich,
sind als Erfinder genannt wordenand Hans Hover, Willich,
have been named as inventors

Ein weiterer Miterfinder hat beantragt, nicht genannt zu werdenAnother co-inventor has requested not to be named

rung arbeitet in dieser Richtung härter; denn es ist bekannt, daß die Neigung des Fahrzeugs bei diesen Wankschwingungen mit kleinen Frequenzen und demzufolge hohen Amplituden, die durch die Zentrifugalkraft und den Winddruck hervorgerufen werden, unangenehme Auswirkungen auf die Reisenden haben kann.tion works harder in this direction; because it is known that the inclination of the vehicle in these Rolling vibrations with low frequencies and consequently high amplitudes caused by centrifugal force and wind pressure, have an unpleasant effect on travelers can.

Erfindungsgemäß ist die Zusatzfeder symmetrisch zu zwei Hauptgasfedern in oder etwa in der Längsmittelebene des Fahrzeugs angeordnet, so daß nur die Nickschwingungen und die Bewegungen des Wagenkastens senkrecht zum Laufgestell durch die Zusatzfeder frequenzvermindernd beeinflußt werden, während die Wankschwingungen von den beiden Hauptgasfedern allein aufgenommen werden. Es liegt dabei im Wesen der Erfindung, die vorwiegend auf Zug beanspruchte Zusatzfeder in einem bestimmten Bereich ebenso wie die Hauptgasfedern auf Druck arbeiten zu lassen, also die Zusatzfeder mit den Hauptgasfedern parallel zu schalten und erst im weiteren Verlauf der Durch federung die Zusatzfeder als Zugfeder wirken zu lassen oder umgekehrt.According to the invention, the additional spring is symmetrical to two main gas springs in or approximately in the longitudinal center plane of the vehicle arranged so that only the pitching vibrations and the movements of the car body perpendicular to the bogie are influenced by the additional spring reducing the frequency, while the rolling vibrations are absorbed by the two main gas springs alone. It is in the Essence of the invention, the additional spring, which is mainly stressed on train, in a certain area just like the main gas springs to work under pressure, i.e. the additional spring with the main gas springs to switch in parallel and only in the further course of the suspension act the additional spring as a tension spring to leave or vice versa.

Auf diese Weise werden für die Nick- und Tauchschwingungen bei Fahrzeugen Frequenzen verwirklicht, wie sie mittels Stahlfedern oder normalen Gasfedern nicht erreicht werden können, wobei als Nebenwirkung die Wankschwingungen unbeeinflußt bleiben.In this way frequencies are realized for pitching and diving vibrations in vehicles, as they cannot be achieved with steel springs or normal gas springs, with a side effect the rolling vibrations remain unaffected.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vier Abbildungen schematisch dargestellt. Ks zeigtIn the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically in four figures. Ks shows

Abb. 1 die Gesamtfederanordnung im Querschnitt,Fig. 1 shows the overall spring arrangement in cross section,

Abb. 2 eine zu Abb. 1 unterschiedliche Stellung der Abfederungskörper,Fig. 2 shows a different position of the cushioning body than Fig. 1,

Abb. 3 den Grundriß, der die Anordnung der verschiedenen Federkörper zueinander erkennen läßt, undFig. 3 the plan, which shows the arrangement of the various spring bodies to each other, and

Abb. 4 das Kraft-Weg-Diagramm eines lastabhängig regelbaren Gasfedersystems mit Zusatzfeder.Fig. 4 the force-displacement diagram of a load-dependent adjustable gas spring system with an additional spring.

Wie aus Abb. 1 hervorgeht, sind zwischen dem Laufgestell 1 und dem Wagenkasten 2 in bekannter Weise in Höhe der Achsen Hauptgasfedern 3 angeordnet. In der Mitte zwischen zwei Hauptgasfedern 3 ist eine Zusatzfederung, bestehend aus einer regelbaren Gasfeder 4 mit wesentlich kleineren Abmessungen als jede der beiden Hauptgasfedern, den beiden Lagerböcken 5 und 6 und den Hebeln 7 und 8 angeordnet. Während die Lagerböcke 5 und 6 fest mit dem Laufgestell 1 verbunden sind, ist die Gasfeder 4 über Klemmvorrichtungen 9 und 10 sowie Hebel 7 und 8 nachgiebig zwischen den Lagerböcken 5 und 6 sowie dem Wagenkasten 2 gelagert.As can be seen from Fig. 1, are between the bogie 1 and the car body 2 in known Way at the level of the axes main gas springs 3 arranged. In the middle between two main gas springs 3 is an additional suspension consisting of an adjustable gas spring 4 with dimensions much smaller than each of the two main gas springs, the two bearing blocks 5 and 6 and the levers 7 and 8 are arranged. While the bearing blocks 5 and 6 are firmly connected to the bogie 1, the gas spring 4 is over Clamping devices 9 and 10 and levers 7 and 8 resiliently between the bearing blocks 5 and 6 as well the car body 2 stored.

In Abb. 2 ist die Stellung des Wagenkastens 2 in ausgefedertem Zustand, etwa in seiner Endlage dargestellt. In Fig. 2, the position of the car body 2 is shown in the extended state, approximately in its end position.

Abb. 3 gibt im Grundriß die prinzipielle Anordnung der Hauptgasfedern 3 zur Zusatzfederung 20 wieder, wobei die Zusatzfederung 20 die Konstruktionsteile 4 bis 10 nach Abb. 1 und 2 in sich vereinigt.Fig. 3 shows the basic arrangement of the main gas springs 3 for the auxiliary suspension 20 in plan, wherein the additional suspension 20 combines the structural parts 4 to 10 according to Fig. 1 and 2 in itself.

Zur Kennzeichnung der Wirkungsweise der Zusatzfederung 20 in Verbindung mit den beiden Hauptgasfedern 3 während einer Nickschwingung bzw. Parallelverschiebung des Wagenkastens 2 zum Laufgestell 1 ist die Kraft-Weg-Abhängigkeit des gesamten Federsystems im Diagramm gemäß Abb. 4 wiedergegeben. Auf der Ordinate ist die Kraft P und auf der Abszisse der Federweg ± f aufgetragen. Die beiden Kennlinien 11 und 12 geben die Kraft-Weg-Abhängigkeit der beiden regelbaren Hauptgasfedern 3 bei unterschiedlicher Belastung P wieder, und zwardieKennlinie 11 für geringe und die Kennlinie 12 für erhöhte Belastung P. Die Kennlinien 13 und 14 sind der Zusatzfederung 20 ebenfalls bei unterschiedlicher Last zugeordnet.To identify the mode of operation of the auxiliary suspension 20 in conjunction with the two main gas springs 3 during a pitching oscillation or parallel displacement of the car body 2 to the bogie 1, the force-displacement dependency of the entire spring system is shown in the diagram in Fig. 4. The force P is plotted on the ordinate and the spring travel ± f is plotted on the abscissa. The two characteristic curves 11 and 12 show the force- displacement dependency of the two controllable main gas springs 3 at different loads P , and the curve 11 for low loads and the curve 12 for higher loads P. The curves 13 and 14 are also different for the auxiliary suspension 20 Assigned load.

Aus dem Diagramm ist zu entnehmen, daß erstens nur durch eine Druckänderung die unterschiedlichen Kennlinien 11 und 12 sowie 13 und 14 erreicht werden und zweitens die Zusatzkraft P, z. B. beim Einfedern, also bei Verminderung des Abstandes des Wagenkastens 2 vom Laufgestell 1, bezogen auf die Null-Linie — im Diagramm dargestellt durch positive Werte von f —-, negative Werte hat.From the diagram it can be seen that, firstly, the different characteristics 11 and 12 as well as 13 and 14 can only be achieved by a pressure change and, secondly, the additional force P, e.g. B. during compression, ie when reducing the distance between the car body 2 and the bogie 1, based on the zero line - shown in the diagram by positive values of f - has negative values.

Nimmt der Abstand zwischen dem Laufgestell 1 und dem Wagenkasten 2 zu, so ändert sich die Kraftrichtung der Zusatzfederung 20 und nimmt schließlich positive Werte an, wenn sich der Abstand zwischen dem Laufgestell 1 und dem Wagenkasten 2 über die Normallage hinaus vergrößert.If the distance between the bogie 1 and the car body 2 increases, the direction of force changes the additional suspension 20 and finally assumes positive values when the distance between the bogie 1 and the car body 2 enlarged beyond the normal position.

Durch die Überlagerung der beiden Kennlinien ergeben sich im Diagramm die zusammengesetzten Abhängigkeiten zwischen Kraft und Weg, dargestellt durch die Kurven 15 und 16. Aus diesen ist zu entnehmen, daß im normalen Schwingungsbereich 17 die Federkennlinie des zusammengesetzten Federsystems nach den Kurven 15 und 16 flacher verläuft als die den Kurven 11 und 12 entsprechende Federkennlinie der Hauptgasfedern 3. Über den normalen Schwingungsbereich 17 hinaus in Richtung des Punktes 18 ist der The superposition of the two characteristics results in the combined dependencies in the diagram between force and displacement, represented by curves 15 and 16. From these it can be seen that that in the normal vibration range 17, the spring characteristic of the composite spring system after the curves 15 and 16 is flatter than the curve 11 and 12 corresponding spring characteristic of the Main gas springs 3. Beyond the normal vibration range 17 in the direction of point 18 is the

^X5 Verlauf der Federkennlinie wiederum steiler. Damit ist erreicht, daß im normalen Schwingungsbereich 17 die Frequenz der Nickschwingungen sowie der Parallelverschiebungen zwischen dem Wagenkasten 2 und dem Laufgestell 1 auf Grund des flachen Verlaufs der Federkennlinie kleinere Werte hat als bei der Anordnung ohne Zusatzfeder. Wird das schwingende System jedoch größeren Kräften unterworfen, die störend wirken, so vergrößert sich der Schwingungsbereich, wobei aber der Anstieg der Federkonstante im Bereich ^X 5 course of the spring characteristic curve again steeper. This ensures that in the normal vibration range 17 the frequency of the pitching vibrations and the parallel displacements between the car body 2 and the bogie 1 due to the flat course of the spring characteristic has lower values than in the arrangement without an additional spring. However, if the oscillating system is subjected to greater forces that have a disruptive effect, the oscillation range increases, but with the increase in the spring constant in the range

^a5 des Punktes 18 bremsend auf den Schwingungsvorgang einwirkt und damit ein zu weites Ausschwingen des Wagenkastens 2 vermieden wird. ^a 5 of point 18 has a braking effect on the oscillation process and thus too far swinging out of the car body 2 is avoided.

Claims

Claims-.

1. Load-dependent adjustable gas spring for rail and road vehicles, especially rail vehicles for passenger traffic in which a main gas spring subjected to pressure is a this counteracting gas spring of smaller volume is switched on, according to patent 1 050131, thereby characterized in that the additional spring (4) is symmetrical to the two main gas springs (3) in or is arranged approximately in the longitudinal center plane of the vehicle, so that only the pitching vibrations and the movements of the car body (2) perpendicular to the bogie (1) by the additional spring be influenced to reduce the frequency, while the rolling vibrations of the two main gas springs be recorded alone.

2. Load-dependent adjustable gas spring according to claim 1, characterized in that the predominantly Additional springs subject to tensile stress in a certain area as well as the main gas springs works on pressure.

Considered publications:
German patent specifications No. 447 445, 881 053,
894 023;
French patents nos. 839 054, 846 050.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

687/8T 11. 59687 / 8T 11. 59