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Einspannung der Enden einer Einblattfeder bei Fahrzeugen, insbesondere
Schienenfahrzeugen Es ist bei Straßen- und Schienenfahrzeugen bekannt, den Fahrzeugrahmen
unter Zwischenschaltung von in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden horizontal
liegenden Einblattfedern auf den Radachsen abzustützen und die Achswellen bzw. Radsätze
durch die an den Enden der Radachsen angreifenden Einblattfedern in horizontaler
Ebene zu führen. Die Einblattfedern sind in der Regel in ihrer Mitte mit den Radachsen
verbunden und tragen mit ihren Enden den Fahrzeugrahmen. Bekannt ist es auch, die
Einblattfedern mit ihrem einen Ende mit der Radachse und mit ihrem anderen Ende
mit dem Fahrzeugrahmen zu verbinden.
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Bei den geschilderten Anordnungen erfolgt die Lagerung der Einblattfedern
an dem Fahrzeugrahmen im allgemeinen in der Weise, daß ihre am Fahrzeugrahmen zu
lagernden Enden zu Federaugen gebogen sind, durch die im Fahrzeugrahmen gehaltene
Bolzen gesteckt sind. Durch die Federaugen ist die Herstellung der Federn teurer,
außerdem reißen die Federn im Bereich der Federaugen leicht.
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Zur Erzielung einer verschleißfreien Lagerung der Federn am Fahrzeugrahmen
ist es auch bekannt, zwischen den Federaugen und den Lagerbolzen hülsenförmige Gummizwischenlager
einzuschalten. Die verschleißfreie Lagerung der Federenden ist zwar vorteilhaft,
sie hat aber neben dem Nachteil einer weiteren Verteuerung den zusätzlichen Nachteil,
daß die hülsenförmigen Gummizwischenlager in Federlängsrichtung relativ hart sind,
so daß unter Umständen eine zu harte Führung der Radachse bzw. des Radsatzes in
Fahrzeuglängsrichtung vorliegt.
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Die geschilderten Übelstände sind zwar bei einer bekannten Anordnung,
bei der eine Einblattfeder in ihrer Längsmitte mit der Radachse verbunden ist, dadurch
vermindert, daß die Einblattfeder nur noch an ihrem einen Ende ein Federauge zur
Lagerung aufweist, während das andere Federende gestreckt verläuft und unter Einschaltung
eines Gummiblockes am Fahrzeugrahmen befestigt ist. Dieser Gummiblock ist wie weitere
Gummiblöcke, die an beiden Federenden mit nach der Federmitte zunehmendem Abstand
der Einblattfeder gegenüber am Fahrzeugrahmen gehalten sind, in Längsrichtung der
Blattfeder auf Schub beanspruchbar. Zweck dieser Anordnung ist es, die wirksame
Länge der Blattfeder mit zunehmender Einfederung zu verkürzen, um eine progressive
Federkennlinie zu erhalten.
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Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß Kräfte vom Fahrzeugrahmen
nur auf der dem Fahrzeugrahmen zugewandten Seite in die Blattfedern gefedert eingeleitet
werden, was ungleiche Beanspruchungen der Blattfedern zur Folge hat und für das
Einfedern und das Ausfedern verschiedene Federungsverhältnisse ergibt. Darüber hinaus
hat die Ausbildung des einen Federendes als Federauge zur Folge, daß die Nachteile
einer teueren Herstellung der Einblattfeder und die Gefahr des Reißens der Feder
im Bereich des Federauges zwar vermindert, nicht aber restlos beseitigt ist., Relativ
kompliziert und teuer ist auch noch die bekannte Lagerung eines Blattfederpaketes,
bei dem beide Federenden in gegebenenfalls elastischen Kugelgelenken gelagert sind.
Zwar sind die beiden Enden der in den Kugelgelenken gehaltenen oberen Federblätter
des Blattfederpaketes gestreckt, aber wegen der Kugelgelenke ist ihre Lagerung doch
kompliziert und teuer.
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Günstiger sind bekannte Einspannungen der Enden von Einblattfedern
bei Fahrzeugen, die gleichzeitig der lotrecht gefederten Abstützung des Fahrzeugrahmens
auf einem Fahrzeugrad und der Führung des Rades in horizontaler Ebene dienen. Hierbei
sind zwischen dem Fahrzeugrahmen und den Enden der horizontal liegenden Einblattfeder
oberhalb und unterhalb derselben sowohl mit den. Enden der Blattfeder als auch mit
dem Fahrzeugrahmen fest verbundene Gummiblöcke angeordnet. Die Gummiblöcke sind
in Längsrichtung der Blattfeder durch Schubkräfte, in lotrechter Richtung durch
Druckkräfte verformbar. Diese Art der Einspannung zeichnet sich durch einfachen
Aufbau (infolge des Fehlens der Augen an den beiden Federenden) und durch den Vorteil
aus, daß die Kräfte vom Fahrzeugrahmen auf der Oberseite und der Unterseite der
Einblattfeder in diese eingeleitet werden und somit eine gleiche Beanspruchung
der
Federoberseite und Federunterseite gegeben ist. Vor allem können sich aber für das
Ein-und Ausfedern gleiche Federungsverhältnisse ergeben, was bei den bisher bekannten
Anordnungen nicht der Fall war.
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Die Erfindung geht von einer Einrichtung der letztgenannten Gattung
aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Einrichtung in der Weise auszugestalten,
daß für den hauptsächlichen Federbereich für das Ein- und Ausfedern weitgehend gleiche
Federverhältnisse vorliegen. Bei der Lösung der gestellten Aufgabe wird von der
Überlegung ausgegangen, daß beim Durchbiegen der Einblattfeder bei der bekannten
Einspannung die Gummiblöcke an deren Enden Schubverformungen erfahren, welche das
Federungsvermögen der Blattfeder ungünstig beeinflussen.
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Demgemäß betrifft die Erfindung die Einspannung der Enden einer Einblattfeder
bei Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, die gleichzeitig der lotrecht gefederten
Abstützung des Fahrzeugrahmens auf einem Fahrzeugrad und der Führung dieses Rades
in horizontaler Ebene dient, wobei zwischen dem Fahrzeugrahmen und den Enden der
horizontal liegenden Blattfeder oberhalb und unterhalb derselben sowohl mit den
Enden der Blattfeder als auch mit dem Fahrzeugrahmen fest verbundene Gummiblöcke
angeordnet sind, die in Längsrichtung der Blattfeder durch Schubkräfte, in lotrechter
Richtung durch Druckkräfte verformbar sind. Die Erfindung besteht darin, daß die
im spannungslosen Zustand in üblicher Weise leicht nach unten durchgebogene Blattfeder
in gestrecktem Zustand die Gummiblöcke frei von Schubspannungen hält, wobei das
gefedert abzustützende Gewicht etwa dem arithmetischen Mittel zwischen maximalem
Fahrzeuggewicht (Fahrzeugleergewicht + maximale Nutzlast) und Fahrzeugleergewicht
entspricht.
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Bei dieser Anordnung erfahren im hauptsächlichen Federbereich die
Gummiblöcke beim Ein- und Ausfedern der Einblattfeder in gleicher Weise Schubverformungen,
so daß die Gummiblöcke beim Ein-und Ausfedern der Einblattfeder deren Federungsvermögen
in gleicher Weise beeinflussen. Außerdem wird eine für das Ein- und Ausfedern in
gleicher Weise progressive Federung erzielt, was noch begünstigt werden kann, wenn
gemäß einem weiteren an sich bekannten Merkmal der Erfindung die Gummiblöcke nach
dem am Fahrzeugrahmen befestigten Ende der Blattfeder hin stetig zunehmend auf der
Blattfeder aufliegen.
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Bei Anwendung der Erfindung bei einer Blattfeder, die in an sich bekannter
Weise mit ihren beiden Enden den Fahrzeugrahmen trägt und in ihrer Längsmitte auf
dem Fahrzeugrad abgestützt ist, wird vorgeschlagen, die Gummiblöcke nur an einem
Ende vorzusehen, während das andere Ende der Feder ohne Zwischenschaltung von Gummiblöcken
mit dem Fahrzeugrahmen zu verbinden ist. Hierdurch wird die Anordnung noch weiter
vereinfacht.
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Schließlich wird noch vorgeschlagen, zwischen den Gummiblöcken und
dem Fahrzeugrahmen in an sich bekannter Weise ein Gelenk einzuschalten, welches
ein Schwenken der Federenden in lotrechter Ebene gestattet. Bei dieser Anordnung
wird die Einspannung der Blattfeder am Fahrzeugrahmen von Biegemomenten freigehalten.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 die Einspannung einer Blattfeder bei einem Schienenfahrzeug, dessen
Rahmen auf dem Radsatz über eine Einblattfeder abgestützt ist, und F i g. 2 eine
andere Ausführungsform der Einspannung.
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Das Schienenrad 1 ist mit seinem in Fahrzeugquerrichtung benachbarten
Schienenrad drehfest auf einer gemeinsamen Achswelle 2 befestigt. Die Achswelle
2 ist drehbar in dem im Achslagergehäuse 3 befindlichen Achslager gelagert. Auf
dem Achslagergehäuse 3 ist der Fahrzeugrahmen 4 unter Zwischenschaltung einer in
Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden horizontal liegenden Einblattfeder 5 abgestützt,
die zumindest angenähert als Träger gleicher Festigkeit ausgebildet ist.
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Die Einblattfeder 5 ist in ihrer Mitte auf dem Achslagergehäuse 3
festgehalten. Jedes der gestreckten, d. h. nicht mit einem Federauge versehenen
Enden der Einblattfeder 5 liegt zwischen zwei Gummiblöcken 6 und 7 bzw. 8 und 9.
Die Gummiblöcke 6 und 8 liegen oberhalb der Einblattfeder 5, während die Gummiblöcke
7 und 9 unterhalb derselben liegen. Die Gummiblöcke 6 bis 9 sind in
zwei Konsolen 10 und 11 des Fahrzeugrahmens 4 gehalten. Die der Einblattfeder 5
zugewandten Flächen der oberen Gummiblöcke 6 und 8 liegen bei Belastung nach dem
jeweiligen Federende hin zunehmend auf der Blattfeder auf.
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Im spannungslosen Zustand ist die Einblattfeder 5 leicht nach unten
durchgebogen. Der Einbau der Feder erfolgt, wenn das abzustützende Fahrzeuggewicht
etwa dem arithmetischen Mittel zwischen maximalem Fahrzeuggewicht und Fahrzeugleergewicht
entspricht. Zum Einbau wird die Einblattfeder 5 derart vorgespannt, daß sie gestreckt
ist. Sie wird in diesem Zustand zwischen den von Schubspannungen in Längsrichtung
der Blattfeder freien Gummiblöcken 6 bis 9 eingelegt. Hierauf werden die Schraubverbindungen
12 so weit angezogen, daß die Gummiblöcke 6 bis 9 durch Druckkräfte in lotrechter
Richtung vorgespannt sind.
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Ist das Fahrzeug unbeladen, so ist die Einblattder 5 entlastet und
in der in F i g. 1 dargestellten Ansicht nach unten durchgebogen, wobei die Gummiblöcke
6 bis 9 durch nach dem Radsatz 1, 2 gerichtete Schubkräfte
gespannt sind. Ist das Fahrzeug mit dem halben Ladegewicht beladen, dann ist der
Einbauzustand erreicht, d. h., die Einblattfeder 5 ist gestreckt, und die Gummiblöcke
6 bis 9 sind frei von Schubkräften. Bei weiter zunehmendem Ladegewicht wird die
Einblattfeder 5 in der in F i g. 1 dargestellten Ansicht nach oben durchgebogen,
und die Gummiblöcke 6 bis 9 sind wieder durch nach dem Radsatz 1, 2 gerichtete Schubkräfte
gespannt.
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Die Gummiblöcke 6 bis 9 müssen so ausgestaltet Sein, daß sie durch
die beim lotrechten Durchfedern auftretenden Schubkräfte verformt werden können,
c)hne dabei das lotrechte Durchfedern unzulässig zu begrenzen. Andererseits dürfen
jedoch maximale Kräfte in Längsrichtung der Einblattfeder 5, die insbesondere beim
Bremsen des Fahrzeuges durch die Einspannungen der Einblattfeder 5 hindurchgeleitet
werden müssen, keine unzulässig großen Schubver-'ormungen der Gummiblöcke 6 bis
9 zur Folge haben.
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Die Einblattfeder 5 kann bezüglich des Achslager-;ehäuses 3 in verschiedener
Weise angeordnet sein:
Es ist möglich, daß die Einblattfeder oberhalb
oder unterhalb des Achslagergehäuses 3 liegt und die Blattfedermitte mit dem Achslagergehäuse
3 verbunden wird. Es ist auch möglich, die in der F i g. 1 dargestellte Einblattfeder
in der Mitte zu teilen und die beiden Teilfedern in der Höhe der Achswellenmitte
anzuordnen und in dieser Höhe mit dem Achslagergehäuse 3 zu verbinden. Ferner ist
es möglich, nur eine dieser beiden Teilfedern vorzusehen. Schließlich ist es auch
möglich, die Einblattfeder, wie in F i g. 1 dargestellt, durchlaufend auszuführen,
in Höhe der Achswellenmitte anzuordnen und im Bereich des Achslagergehäuses 3 um
dieses herumzuführen. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung von zwei Einblattfedern,
von denen die eine oberhalb und die andere unterhalb des Achslagergehäuses 3 verläuft
und die beide in lotrecht übereinanderliegenden Punkten mit dem Achslagergehäuse
3 verbunden sind. Bei um eine lotrechte Achse symmetrischer Anordnung der Federn
bewegt sich das Achslagerzentrum bei üblichen lotrechten Durchfederungen auf einer
lotrechten Geraden.
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Eine Vereinfachung der dargestellten Anordnung wird dadurch erzielt,
daß die beschriebenen Gummiblöcke nur an einem Ende der Einblattfeder angeordnet
werden, während am anderen Federende keine oder nur durch lotrechte Kräfte verformbare
Gummiblöcke vorgesehen werden.
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Um die Einspannung der Einblattfeder 5 am Fahrzeugrahmen 4 von Drehmomenten
freizuhalten, werden gemäß F i g. 2 die Gummiblöcke 6 und 7 bzw. 8 und 9 beiderseits
der Blattfeder in je einem Lagerbock 13 gehalten, der mittels eines Gelenkes mit
in Fahrzeugquerrichtung weisenden Bolzen 14 am Fahrzeugrahmen 4 gehalten wird.
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Die Ansprüche 2 bis 4 gelten als echte Unteransprüche nur in Verbindung
mit dem Anspruch 1.