DE1405613A1 - Radaufhaengung fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

• Bei einer Aufhängung dieser Art können die au£ die Ausgleich. vorrichtung wirkenden Querkräfte hauptsächlich durch die teil- weise unter Schub-., teilweise unter Kompression arbeitendem Guani»gederelemente reguliert werden, nicht aber durch-die Befestigung zwischen Ausgleichvorrichtung und Rahmen. Vorzugsweise ist das in der Nähe der Radachse, und zwar auf der Seite der Achse eingebaut, an der sich die Ausgleichvorrichtung erstreckt. Auf diese Weise ist die dem Rahmen ermöglichte senkrechte Auslenkung größer als die Feder-Auslenkung unter einer bestimmten Belastung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgleich- vorrichtung am Rahmen des Zahrseugs durch ein Gummi enthaltendes Gelenk oder mehrere solcher Gelenke befestigt, die durch Torsion des Gummis, das Heben und Senken des Rades und die Querbewegung der Ausgleichvorrichtung gestatten. Es ist vorteilhaft, die Ausgleichvorrichtung als schwenk- bar am Rahmen befestigten, einarmigen Hebel (Lenker) auszu- bilden, der die Hebe- und Senkbewegungen des Rades zuläßt. Die Gelenk-Verbindung zwischen dem Ausgleichelement und dem Rahen soll eine praktisch freie,Bewegungsmöglichkeit für das Heben und Senken des Ausgleichelements in einer senkrechten Ebene für entsprechende Bewegungen des Rades zulassen. Vorzugsweise wird die waagerechte Komponente der Druck- )wett des Guawi»lederelesents so groß gewählt, daß die Aus- beansprucht wird.
• Gsmä8 der Erfindung kann das Gummi-Federelement von zwei im Abstand voneinander quer zum hahrzeug und V-förmig zueinander gestellten Gummifedern gebildet werden.
• Bei Anwendung des zuletzt genannten Merkmals und bei lferweadüM eines Schwenkhebels als Ausgleichvorrichtuag kann dieser zwischen den Gummifedern hindurchgehen, wobei die Federn- von der Seite des Fahrzeugs betrachtet - zur Benkreohtin geneigt sind. Der Hebel kann aber auch unterhalb der Federn eingebaut werden. Die Erfindung ist besonders geeignet für die Radaufhängung eines Schienenfahrzeugs; in diesem Fall enthält die lusgleiohvorrichtung_das Gehäuse für den Achskasten des Rades. Die mit dem'Achekastengehäuse verbundene Ausgleichvor- richturig kann mit einem Drehgestellrahmen des Fahrzeugs verbundeä sein. Die Anwendung der Aufhängung gemäß der Erfindung in Drehgestell eines Schienenfahrzeugs bietet beträchtliche Vorteile, wenn sie zusammen mit Scheiben- und einseitig wirkenden Bremsen vorgenommen wird, da auf diese Meise die Länge des Drehgestellrahmens und damit dessen Trägheitsmonent verringert werden tann. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfinauagigegenstandes dargestellt.
• Es teigt:

  Fig. 7 eine Seitenansicht einer Radaufhängung gemäß der zr-

  findung an einem Schienenfahrzeug, teilweise im

  schnitt;

  Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Radaufhängung ist für ein Schienenfahrzeug konstruiert, das keine selbsteinstellende Achskästen hat. Dia Ahhskastengehäuse 60 ist mittels eines halbkugeligen Gelenks 62, das eine Gummi-Zwischenschicht 63 enthält, am freien Ende eines Lenkers angebracht, der als Zugglied 61 ausgebildet ist. Das Schwenkgelenk am inneren Ende der Zug-Stange 61 ist ebenfalls ein halbkugeliges Gelenk 65 mit einer Gummi-Zwischenschicht 64. Der Lenker 61 liegt mit der Achsmitte und dem Gelenk 65 auf gleicher Höhe, so daß er sich unter Einwirkung der Längskräfte in direkter Zugspannung befindet. Zwei rechteckige, ebene Gummi ;Metallfedern 66, 66 mit an den Metallplatten haftenden Gummischichten sind im Abst4ad quer zum Fahrzeug zwischen dem Teil 28, (das auf einer senkrechten Führung 29 angebracht ist, die ihrerseits am Rahmen 10 des Drehgestells sitzt) und dem Achskastengehäuse 60 V-förmig gegen einander geneigt angeordnet. Die Federn 66, 66 entsprechen also einer V-Feder. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist der Lenker praktisch frei von seitlichen Biege- und Verdrehbewegungen. Der Lenker 61 zwingt dem Rad eine bogenförmige Bahn in senkrechter Ebene auf. Wenn man die konische Steifigkeit der Federn 16 beträchtlich größer wählt als diejenige des halbkugeligen Gelenks 62, kann der Achskasten veranlaßt werden sich im Verhältnis zum Drehgestellrahmen auf einer bogenförmigen Bewegungsbahn zu heben und zu senken ohne Kippung im Verhältnis zu diesem Rahmen. Unter hierfür günstigen Umständen kann die Zugstange 61 zur Erreichung dieser Wirkung ein wenig niedriger gesetzt werden, d.h. so, daß die gegen die Achsmitte etwas versetzt ist. Die Anordnung der Federn 66 ist derart, daß die Zugstange 61 unter allen Betriebsbedingungen unter Zugspannung bleibt. Aus Sicherheitsgründen wird das freie Ende der Zugstange 61 dicht an eine Fläche 6? des Achskastens herangeführt, da- mit, sobald die Stange unter Druckspannung geraten sollte, sie sich nicht weit in Richtung auf den Achskasten bewegen kann. Zur Abstützung des Lenkers in einen solchen-t. Fall ist ein (nicht dargestellter) Anschlag am Drehgestellrahmen 10, unmittelbar hinter dem inneren Ende 68 der Zugstange vorgesehen. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Konstruktion kann für die Verwendung bei selbsteinstellenden Achskästen (unter Fortfall des halbkugeligen Gelenks 62) durch eine starre Verbindung der Zugstange mit dem Achskastengehäuse.sowie durch Ersetzen des halbkugeligen Gelenke 65 durch ein radial vorgespanntes Schwenk- element in Form einer Gummibuchse angepaßt werden; in diesem Fall werden quer verlaufende Schwenkbewegungen des Lenkers durch konische Deformation der Buchse ausgeglichen. Es ist dann eine schwerere Zugstange erforderlich, die das erhöhte Biegemoment in Querrichtung aufnehmen kann. Der Ersatz des halbkugeligen Gelenks 65 (durch ein Schvienkelement in Form einer Gummibuchse) ist erforderlich, um die notwendige Stabilität gegen das Verdrehungsmoment zu erhalten, das sich aus der Versetzung der Federn 66 nach oben über die Mittellinie der Zugstange hinaus ergibt. Dieses Verdrehungsmoment kommt natürlich nur bei selbsteinstellenden Achskästen auf, wo das Achskastengehäuse mit dem Lenker bzw. der Zugstange starr verbunden ist. Man sollte aber auch auf alle Fälle versuchen, die Zugstange auf einer Höhe mit der Radachse und der Schwenkbuchse an ihrem inneren Ende zu halten, bo daß die Stange nur bei Querkräften einer nennenswerten Biegebeanspruchung unterliegt. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Konstruktion kann in der Weise abgeändert werden, daB, bei etwaiger Zerstörung der Gummifederung"der Radsatz mit Achskasten sich@nicht vom Drehgestellrahmen lösen oder andere Störungen hervorrufen kann. Zu diesem Zweck befindet sich am Widerlager 28 ein die Federn 66 sowie einen Teil des Aähakastengehäuses 60 übergreifender Teil 71 (vgl. die schematische Darstellung in Fig. 3); der Rahmen 10 wird, falls die Federung versagt, unmittelbar auf dem Achekaetengehäuse 60 abgestützt. Das Widerlager 28 kann aber auch schräge Flächen 72 haben, die sich gegen entsprechende (rgl. Fig.4) Man kann zur Verbindung des lohagehäuses mit dem Se- federten Bade der Zugstange 61 anstatt einer Verschraubung auch einen (unten offenen) Rahmen 75 vorsehen, der das Gehäuse aufnimmt und lediglich unter der Wirkung der senkrechten Belastung in seiner Lage hält. Die in Fig. 6 bis 9 dargestellte Radaufhängung ist für ein Schienenfahrzeug mit nichtselbsteinstellenden Achskästen 79 bestimmt, bei der jedoch das im ganzen mit 80 bezeichnete lchskastengehäuse starr mit dem Lenker 81 verbunden ist. Um beim Auftreten von Querkräften übermäßig starke, querverlau- fende Biegebeanspruohungen in dem Lenker zu vermeiden, ist das e® inneren Ende des Lenkers befindliche Gelenk 82 so ausgebildet, daß Querbewegungen des ganzen Lenkers stattfinden können, Bobei er zur Achse weiterhin senkrecht oder nahezu senkrecht bleibt. Der Lenker ist im hier erörterten Beispiel so angeordnet, daß er sich unter Querkräften in Querrichtung etwa parallel zu seiner Anfangslage verschieben kann. Um dies zu erreichen, kann ein Schwenkelement in ver- schiedenen Ausführungsformen verwendet werden. Im vorliegenden Beispiel dient als Schwenkelement ein Gummibuchsenteil 82, welches eine Querbewegung des Lenkers (etwa parallel zu seiner Längsachse) durch Schubbeanspruchung des Gummis zuläßt. Zu diesem. Zweck ist eine beträchtliche Dicke des Gummis (radial ge- messen) erforderlich, so daß gewöhnlich eine konzentrische Doppelbuchse vorgesehen wird. Die unter radialer Vorspannung steheede innere Buchse 83 ist etwa halb so dick wie die äußere Buchse 84, damit die erforderliche radiale Belastbarkeit er-.halten wird. Die ebenfalls unter radialer vorspaänung stehende äußere Buchse ist auf ihrer unbelasteten Seite mit Hohlräumen 85 veraehea, damit sie (parallelen) Querbewegungen den Len»rs (unter axialer Verformung) einen geringen tiderstand entgegen- setzt. Auch einem Heben und Banken den Lenkers wird geringer Widerstand geleistet, wobei hauptsäahlic)k die innere Buchse auf Torgien blpaaeprußht wird. Die innere Buchse 83 sitzt auf einemBolzen 86, welcher in den Schellen 87 festgesahraübt ist$ die sich beiderseits der-Buche* 82 befinden; die Schellen sitzen an den Teilen 89 und 90rdie beiderseeits den Lenkers von den Drehgentellrahsen 10 nach unten abgehen. Beim Zusammenbau der Radaufhängung -- kann der Bolzen 86 in den $öhellea 87 in jeder beliebigen wd.alen Lage festgeschraubt werden, so daß eine seitliche Beanspruchung den Lenkers vermieden wird, falls am Drehgestell- rahmen eine Maß-Abweichuag vorliegen sollt. Der Lenker besteht aus der Stahlplatte 91, die an ihrem laueren linde eine Ausnehmung 92 zur Aufnahme der luchse 82 und an ihrem äußerem Ende eine Ausnehmung 93.zur Aufnahme des lohskastens 79 hat. Zwischen diesen beiden Ausnehmungen hat die Platte zur Verringerung den Gewichts eine Ausnehmlag 9!. Die Platte 91 ist an der J3uohse 82 mittels der Haltebügel 95 befestigt:, die mit der Platte verschraubt sind, und an der äußeren Xetallhülse 96 der äußeren Buchse 84 angreifen.-An ihrem äußerem Ende trägt die Platte 91 ein Paar angesohraubter, schalenartiger Teile 97, die das Gehäuse für den Achskasten bilden.
• Die Teile 9? erstrecken sich nach oben und innen vom Achskasten zum Schwenkelement 82 hin, und bilden zwei ibene Widerlagerflächen 98 für die Gummifede»; die plächen 98 stehen in V-Form symmetrisch zu der Längsachse des Lenkers und sind gegen die Waagerechte und Senkrechte geneigt. Die beiden Gummifedern 100 sind zylindrisch und haben metallene Zwischenschichten und Endplatten, die mit dem Gummi fest verbunden sind. Die Federn 100 sind in einem gewissen Quer- abstand voneinander beiderseits des Lenkers V-förmig ange- schweißten Flächen besteht. Die Federn 100 sind von den Flächer98 zu den Flächen 99 hin nach aufwärts geneigt, und jede Feder ist mit ihrer Zylinder- achse in einem Winkel von 45;0 gegen die Senkrechte geneigt eingesetzt (wie in der Seitenansicht dargestellt )i der Winkel zwischen den Zylinderachsen der Federn beträgt dabei 140o. Statt als Stahlplatte 91 kann der Lenker auch als Bchmiede:.- teil mit ringförmigen Verdickungen an beiden Enden ausgebildet sein, von denen eine zur Aufnahme des Schwenkelements 82 und die andere zur Aufnahme des Achskasten dient. Die Federn werden in der Weise eingebaut bzw. ausgelegt, daß der Gummi in günstiger Weise belastet wird und der Lenker unter allen Betriebsbedingungen unter Zugspannung steht; weil der Lenker stete in, Zugspannung gehalten wird, befinden sich die Ausnehmungen 85 in der äußeren Buchse 84 auf deren unbelasteter Seite.
• Die Aufrechterhaltung der Zugspannung im Lenker läßt es Zug ihn verhältnismäßig leicht auszubilden: Die in den lonker infolge des Federeinbaues hervorgerufene Spannung sollte je- doch # in Übereinstimmung mit der jeweils erforderlichen leder* kennung - auf einem Minimum gehalten werden. Hei der im Zusammenhang mit der in yig. 6 bis 9 beschrie- benen Ausführungsform sind der Lenker und sein Schwenkgelenk frei von dem Torsionsmoment, d" dadurch entsteht, daß die Federn 100 etwas gegen die Achsmitte versetzt sind, weil nicht selbsteinstellende Achskästen 'Kerwendet sind. Somit wird ein Torsionsmoment, das davon herrührt, daB den auf die Aeskästen wirkenden querkräften von den Federn 100 in einem oberhalb der Ahhakastenmitte liegenden Punkt Widerstand geleistet wird, unter Durchbiegung der Achsen aufgenommen; das gleiche gilt für ein durch Rollbewegungen entwickeltes Drehmoment infolge der Versetzung der Federn gegen die Mitte. Die in Fig. 6 bis 9 dargestellte Konstruktion kann dahin abgeändert werden, daB der Lenker 81 nicht direkt mit den Trägern 89 und 90 verbunden sondern an diesen-über einen kurzen Längshebel angelenkt ist, und zwar einerseits am Lenker 81 und andererseits an den Trägern, so daß senkrechte Bewegungen #a Stelle von Gummi kommt auoh . gummiähnliches Material für die Federn und Buchsen in Betracht. '

Claims (1)