DE1259371B - Achslagerfederung, insbesondere fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Achslagerfederung, insbesondere fuer Schienenfahrzeuge

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DE1259371B
DE1259371B DEM34087A DEM0034087A DE1259371B DE 1259371 B DE1259371 B DE 1259371B DE M34087 A DEM34087 A DE M34087A DE M0034087 A DEM0034087 A DE M0034087A DE 1259371 B DE1259371 B DE 1259371B
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DE
Germany
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axle bearing
rubber
suspension
spring
air
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Application number
DEM34087A
Other languages
English (en)
Inventor
Walter Mueller
Original Assignee
Walter Mueller
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Publication date
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL 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
    • B61F5/00Constructional 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
    • B61F5/26Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/32Guides, e.g. plates, for axle-boxes

Description

  • Achslagerfederung, insbesondere für Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Achslagerfederung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bestehend aus einer kombinierten Luft- und Gummifederung.
  • Eine bekannte kombinierte Luft- und Gummifederung besteht aus zwei napfartigen Metallschalen, deren Ränder teleskopartig ineinandergreifen, während zwischen den Böden der Metallschalen ein elastischer Ring, z. B. aus Gummi, angeordnet ist, der zusammen mit den Böden der Metallschalen einen gasgefüllten Druckraum einschließt. Auf diese Weise wird ein progressives Federdiagramm mit konstanter Subtangente erzielt, während eine reine Luftfederung ein Diagramm mit flachem Anstieg ergibt. Nachteilig ist bei dieser bekannten kombinierten Luft- und Gummifederung, daß der Druckraum verhältnismäßig klein ist und infolgedessen mit sehr hohen Gasdrücken gearbeitet werden muß, was sich wiederum ungünstig auf die Federung auswirkt. Außerdem reicht eine einzelne solche Luft- und Gummifederung nur zum Abstützen verhältnismäßig geringer Lasten aus. Ferner sind solche Luft- und Gummifedern infolge ihrer etwa zylindrischen Form als Achslagerfederung schwierig einzubauen. Endlich vermögen solche Federungen Stöße in horizontaler Richtung nicht elastisch abzufangen, weil die Metallschalen mit ihren Rändern direkt miteinander in Berührung stehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte Luft- und Gummifederung so als Achslagerfederung auszubilden, daß ein Paar solcher Federungen bei einfacher Einbaumöglichkeit zur Abstützung auch sehr hoher Lasten auf einer Fahrzeugachse ausreicht, wobei jedes gewünschte Federdiagramm eingestellt werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor_, daß die Luftfeder in üblicher Weise oberhalb des Achslagers vorgesehen ist und mit ihren nach unten gerichteten Enden in je eine seitlich neben dem Achslager angeordnete Gummifeder übergeht, wobei das gesamte Federsystem in an sich bekannter Weise zwischen zwei hufeisenförmigen Tragblechen angeordnet und mit diesen verbunden ist. Durch diese Maßnahme wird eine Achslagerfederung erreicht, die in vertikaler Richtung einen großen Federweg bei zunächst verhältnismäßig weicher Federung zuläßt, weil in diesem Bereich der Federung die Luftfeder mit ihren Eigenschaften mehr zur Wirkung kommt als die beiden Gummifedern. Diese wiederum sorgen bei jeder Belastung für eine gleichbleibend gute, jedoch ausreichend elastische horizontale Führung des Achslagers.
  • Es ist zwar bekannt, bei einer Achslagerung für Grubenförderwagen um die Wagenachse mehrere Gummipolster in U-Form anzuordnen, jedoch wird hierbei das in vertikaler Richtung zwischen der Wagenachse und der Last angeordnete Gummipolster nahezu ausschließlich auf Druck beansprucht, so daß eine sehr harte Federung hingenommen werden muß. Es wurde dabei auch nicht erkannt, daß die die stehenden U-Schenkel bildenden Gummipolster für die Abfederung von vertikalen Stößen praktisch nutzlos sind, weil ihre Wirkung erst bei einem größeren Federweg in vertikaler Richtung zur Geltung kommen kann.
  • Ferner ist es bei einem pneumatischen Stoßdämpfer bereits bekannt, diesen als ortsfesten hufeisenförmigen Schlauch auszubilden. Hierbei ist jedoch zwischen den beiden Schenkeln des hufeisenförmigen Schlauches ein Druckschuh angeordnet, der über ein Hebelgestänge mit einer quer gelagerten Halbelliptik-Blattfeder in Verbindung steht. Der Schuh preßt sich also je nach der Belastung an den einen oder den anderen Schenkel des Stoßdämpfers, so daß ein Springen der Fahrzeugräder bei Lastwechsel vermieden wird. Die Hufeisenforrn des Druckschlauches dient also einem ganz anderen Zweck, auch wird dabei nicht die Kombination einer Gummifeder mit einer Luftfeder angestrebt.
  • Eine besonders langhubige, für Personenfahrzeuge geeignete Achslagerfederung kann erzielt werden, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Gummifedern als vertikal gerichtete Schubgummifedern ausgebildet sind. Zwar waren bei der erwähnten Gummifederung für Grubenförderwagen auch schon zwischen zwei vertikalen Wänden angeordnete Gummipolster vorhanden, jedoch war deren Wirkung aus den angegebenen Gründen in vertikaler Hinsicht unterbunden.
  • Eine baulich besonders günstige Gestaltung der Achslagerfederung kann erzielt werden, wenn gemäß der Erfindung die kombinierte Luft- und Gummifederung als eine Einheit ausgebildet ist, indem die beiden Gummifedern durch einen aus Gummi bestehenden bügelförmigen Teil miteinander verbunden sind, in welchem die Luftfeder eingeschlossen ist.
  • Zur Abfederung sehr großer Lasten ist es ferner vorteilhaft, die Luftfeder in an sich bekannter Weise als Schlauch mit einer Gewebeeinlage auzubilden. Auch kann die Luftfeder mittels eines in das äußere Tragblech einvulkanisierten Druckluftanschlusses mit einer Druckmittelquelle verbindbar sein. Dadurch läßt sich nicht nur ohne Rücksicht auf die Größe der Last eine stets gleiche Niveauhöhe einstellen, sondern es ist auch eine Stabilisierung der Federung in Kurvenfahrten möglich. Außerdem kann durch die Wahl des in der Luftfeder herrschenden Gasdruckes ein und dieselbe Achslagerfederung für unterschiedliche Fahrzeuge eingebaut werden.
  • In der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 die Seitenansicht der Achslagerfederung, teilweise geschnitten, bei Leerlast, F i g. 2 die Stirnansicht hierzu, teilweise im Vertikalschnitt, F i g. 3 die Seitenansicht entsprechend F i g. 1, jedoch bei voller Belastung, und F i g. 4 die Stirnansicht hierzu.
  • Die Arbeit der Luftfeder 1 beruht auf dem mit normalen Luftdrücken (1 bis 10 atü) arbeitenden Autoreifen- oder Schlauchbalgprinzip: Ein mit Druckluft gefüllter Schlauch verformt unter Belastung seinen runden Querschnitt zu einem liegenden Oval. Durch diese ovale Schlauchverbreiterung ist der tragende Luftfederquerschnitt vergrößert worden, so daß nun derselbe Schlauch mit demselben Luftdruck eine der Verbreiterung proportionale höhere Belastung tragen kann.
  • Der liegende Schlauch, auf dessen Länge sich die Belastung verteilt, hat gegenüber einer stehenden zylindrischen Gummibalgausführung einen mehrfach größeren tragenden Querschnitt zur Verfügung, so daß mit normalen Luftdrücken größte Lasten abgefedert werden können, die gerade bei Eisenbahnfahrzeugen häufig vorkommen. Die Schlauchfeder benötigt außerdem nur einen schmalen Raum und kann reifen- oder bogenförmig um das Achslager gelegt werden. Bei einer solchen Anordnung ist die Luftfederung fähig, die Achslagerführung mit zu übernehmen, also die axial wirkenden Querstöße elastisch aufzufangen, so daß sich eine besondere Achslagerführung erübrigt.
  • Die druckveränderliche Luftfeder 1 wird nur so weit bogenförmig um das Achslager 5 herumgeführt, daß es vertikale Tragkräfte aufnehmen kann. An die Enden der Luftfeder 1 sind die beiden Gummifedern 2 so angeschlossen, daß deren vertikale Federkräfte sich zu denen der Luftfeder 1 addieren und sämtliche Federn zusammen eine hufeisenförmige Einheit bilden. Um die axiale Führungsfähigkeit beider Federarten zu verbessern, ist der hufeisenförmige Gummiblock zwischen ebenso gebogenen Tragblechen 3 und 4 einvulkanisiert, so daß die kombinierte Luft-Gummi-Federung einen einheitlichen Federungsblock darstellt. Die seitlichen Gummifedern 2 sind gegen horizontale Bewegungen in Fahrtrichtung drucksteif angeordnet, so daß dadurch eine in dieser Richtung gewünschte steife Achsführung erhalten wird. Die kombinierte Luft-Gummi-Feder wird mit ihrem inneren Tragblech 3 direkt auf dem Achslager 5 und mit dem äußeren Tragblech 4 am Fahrzeugrahmen 6 befestigt. Die um die Achslagerfederung heruntergezogenen Rahmenteile 7 können, wie bei Schienenfahrzeugen üblich, durch einen sogenannten Achshaltersteg 8 verbunden werden. Dieser kann zugleich als Fangbügel ausgebildet werden.
  • Der Druckluftanschluß 9 ist bei dem in F i g. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel oben vorgesehen. Wesentlich für die absolute Dichtbaltung ist, daß der Anschluß fest und dicht in das äußere Tragblech 4 eingefügt ist und der Schlauchgummi mit in den Anschlußteil einvulkanisiert wird. Die Luftleitung 1® verbindet die Luftfeder 1 mit einer selbsttätigen Niveauregulierungs- oder StabiEsierungseinrichtung. Von der Niveauregulierung erhält die Luftfeder 1 selbsttätig den Luftdruck zugeführt, der dem jeweiligen Ladezustand zwischen Leer- und Vollast entspricht. Ist für die Luftfeder 9. eine Stabilisierungseinrichtung vorgesehen, so erhält sie außerdem noch zu allen einseitig auftretenden Be-und Entlastungen, die von Unebenheiten der Fahrbahn und Kurvenneigungen herrühren, die stabilisierenden Reaktions- und Stützdrücke zugeführt. Da die Luftfeder 1 der Achslagerfederung im Gegensatz zu den beiden Gummifedern 2 etwa 2/3 bis 5/s der Gesamtbelastung aufnimmt, ist ein und dieselbe Federung durch einfache Änderung des Luftdruckes den verschiedenen Lastfällen genau anpaßbar und in weiten Grenzen verwendbar, so daß mit nur wenigen Federungsgrundtypen ein ganzes Wagenbauprogramm ausgerüstet werden kann.
  • Der Luftdruck in der Luftfeder 1 wird so bemessen, daß der in F i g. 2 dargestellte runde Schlauchquerschnitt unter dem Leerwagengewicht etwa gerade noch erhalten bleibt oder nur unwesentlich verflacht ist. Der Federweg zwischen Leer- und Höchstlast, die den Schlauchquerschnitt zu dem liegenden Oval gemäß F i g. 4 verformt, kann je nach Ausführungsgröße mit 30 bis 80 mm angenommen werden. Da die Luftfeder 1 ebenso wie ein Autoreifen mit einer das Aufweiten verhindernden Gewebeeinlage 11 versehen wird, erzeugt ihre auf die Leerwagenlast abgestellte Vorspannung keinen Vorspannungsfederweg, der sich bei jeder Stahlfeder unangenehm bemerkbar macht, so daß nur der Durchfederweg zu berücksichtigen ist, wodurch eine geringe Bauhöhe erzielt wird. Für einen abnormal großen Durchfederweg kann die kombinierte Federung mit zwei übereinanderliegenden Federaggregaten zu einem Block vulkanisiert ausgeführt werden.
  • Dadurch, daß das Achslager 5 nunmehr quer zur Fahrtrichtung elastisch von den beiden Gummifedern 2 geführt wird, werden die Rollenlager geschont. Da aber außerdem das Achslager 5 noch spiel- und kippfrei im Federblock gelagert ist, sind auch die Voraussetzungen für die Anwendung eines klemmfreien, selbsteinstellenden, stärker belastbaren und langlebigeren Pendelrollenlagers gegeben.
  • Anspruch 1 schützt nur die Kombination sämtlicher in diesem Anspruch enthaltener Merkmale.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. Achslagerfederung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bestehend aus einer kombinierten Luft- und Gummifederung, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Luftfeder (1) in üblicher Weise oberhalb des Achslagers (5) vorgesehen ist und mit ihren nach unten gerichteten Enden in je eine seitlich neben dem Achslager angeordnete Gummifeder (2) übergeht, wobei das gesamte Federsystem in an sich bekannter Weise zwischen zwei hufeisenförmigen Tragblechen (3 und 4) angeordnet und mit diesen verbunden ist.
  2. 2. Achslagerfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifedern (2) in bekannter Weise als vertikal gerichtete Schubgummifedern ausgebildet sind.
  3. 3. Achslagerfederung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gummifedern (2) durch einen aus Gummi bestehenden bügelförmigen Teil miteinander verbunden sind, in welchem die Luftfeder (1) eingeschlossen ist.
  4. 4. Achslagerfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfeder (1) in an sich bekannter Weise als Schlauch mit einer Gewebeeinlage (11) ausgebildet ist.
  5. 5. Achslagerfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfeder (1) mittels eines in das äußere Tragblech (4) mit einvulkanisierten Druckluftanschlusses (9) mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 821886, 827144, 870 620; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1683 260; USA.-Patentschriften Nr. 1690 110, 2 207 848, 2287575, 2756048.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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