DE1455152A1

DE1455152A1 - Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE1455152A1
Application number: DE19631455152
Authority: DE
Inventors: Hirst Archie John
Original assignee: Metalastik Ltd
Current assignee: Metalastik Ltd
Priority date: 1962-06-06
Filing date: 1963-06-01
Publication date: 1969-02-06
Also published as: SE307377B; GB1012218A; US3191551A; CH411972A; NL293725A

Description

Metalastik Ltd., üvington Valley Road, Leicester/Groß-Britannien

S cliienenf alirzeug

Die Erfindung betrifft Sohienenfanrzeixge, und zwar die Aufhängung des Wagenkastens auf dem die Räder tragenden Rahmen.

Die Erfindung ist "bei Schienenfahrzeugen mit Drehgestell ohne Wiege anwendbar, wo"bei die senkrechte Last des Wagenkastens ganz oder hauptsächlich durch Aufhängungen gemäß der Erfindung getragen wir-d, nämlich direkt auf dem Rahmen des Drehgestells, der die Räder trägt. Bei dieser Ausführung wird üblicherweise jede Aufhängung als Seitenträger oder Seitenträgeranordnung "bezeichnet und dies soll auch im folgenden geschehen.

Den Anteil an der senkrechten Belastung,der bei einem wiegenlosen Drehgestell von. einem Seitenträger getragenen wird, hängt davon ab, ob ein Mitteldrehzapfen da ist und welchen Anteil der

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der Last· dieser dann trägt. Bs kann, ein Drehzapf enlager unmittelbar zwischen dem Wagenkasten -und dem Rahmen des Drehgestells •vorgesehen sein, das eine "bedeutende Steifigkeit in senkrechter Richtung und eine dementsprechende Belastungsfähigkeit hat. Wenn im folgenden vom Rahmen des Drehgestells die Rede ist, so ist damit der die Hader tragende Rahmen gemeint.

Die Auf hängung gemäß der Erfindung kann aber auch bei einem Drehgestell mit Wiege angewendet werden und sie dient dann zur Abstützung der Wiege gegen den Rahmen und zur Abstützung des Wagenkastens gegen die Wiege_r wobei die Wiege einen Mitteldrehzapfen für das Drehgestell trägt. Bei dieser Ausgestaltung kann der Mitteldrehzapfen einen beträchtlichen Anteil der senkrechten last des Wagenkastens tragen, vorzugsweise ist aber der Mitteldrehzapfen ein unbelasteter Zapfen, d.h. mit einer sehr geringen Belastungsfähigkeit. Dabei wird die senkrechte Last des Wagenkastens r die auf die Wiege wirkt, ganz oder hauptsächlich auf den Rahmen über die Wiegenaufhängung übertragen _f ohne daß sie durch den Mitteldrehzapfen hindurchgeht.

Bei einem Schienenfahrzeug mit einer Aufhängung zwischen Wagenkasten und !Fahrgestellrahmen bzw. Drehgestellrahmen ist gemäß der Erfindung an einer Seite des Fahrzeuges eine Aufhängung vorgesehen, welche mit einer entsprechenden Aufhängung an der anderen Seite des Fahrzeuges ein Paar bildet,· diese Aufhängung besteht aus einem Eederblock aus Gummi oder ähnlichem Material, dessen Kompressionsachse zur Senkrechten geneigt ist, so daß der Block kombiniert auf Schub und Druck beansprucht ist, um die

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senkrechte last des Wagenkastens zu tragen, und daß der Block waagerechten Querbewegungen zwischen Wagenkasten und Rahmen ebenfalls kombiniert mit Schub und Druck Widerstand leistetf dieser Federblock läßt eine waagerechte Bewegung des Wagenkastens in Längsrichtung im Yerhältnis zum Rahmen ganz oder hauptsächlich unter Schubverformung zu und es sind Gummifedern in Serie mit diesem Pederblock vorgesehen* die kombiniert auf Schub und Druck wirken, um die senkrechte Last des Wagenkastens aufzunehmen, wobei sie waagerechte Bewegungen des Wagenkastens zum Rahmen ganz oder hauptsächlich unter Sehubverformung zulassen.

Bei der vorstehend beschriebenen Aufhängung geben die waagerechten, in Längb ;utung verlauf enden, Bewegungen des Wagenkastens im Verhältnis zum Rahmen, die unter Schubbeanspruchung des Federblockes ausgeglichen werden, die notwendige Freiheit für die Schwenkbewegungen des Eahmens gegen den Wagenkasten beim Durchfahren von Kurven, da Gummi bei Beanspruchung auf Schub verhältnismäßig elastisch ist· So erlaubt die Anordnung der Aufhängung an einer Seite des Fahrzeuges die Schwenkbewegung des Rahmens mittels einer geringfügigen waagerechten Relativbewegung in Längsrichtung zwischen dem Wagenkasten und

erforderlichen dem Rahmen ^0im Radius des Guiaaifederblockes über den^Schwenkwinkel und demzufolge hauptsächlich unter Sehubverformung dieses Blockes»

Es ist zweckmäßig, die Aufhängung über einem an der Seite verlaufenden Haupt teil, also über dem Hauptlängsträger des Rahmens

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anzubringen; die Aufhängung kann aber auch an der Außenseite des Hauptlängsträgers angebracht sein, damit man einen größeren Querabstand der ein Paar bildenden Aufhängungen ernält, wenn die Steifigkeit gegen Rollbewegungen erhöht werden soll..

In der waagerechten Querrichtung ist für die Elastizität des Wagenkastens auf dem Eahmen hauptsächlich durch Guiamifedern Sorge getragen, die ganz oder hauptsächlich unter Sehubbeanspruchung wirken. Der Gumrnifederblock wirkt kombiniert in Schub und Kompression in waagerechter Querrichtung und infolgedessen leistet er einer Verschiebung des Wagenkastens zvm Eahmen in waagerechter Querrichtung einen kräftigeren Widerstand.

Da für die Elastizität'in*Querrichtung durch Anordnung ύοά Gummi bzw. einer Gummifeder Sorge getragen ist, die ganz oder

hauptsächlich unter Schubbeanspruchung wirkt, erhält man eine J verhältnismäßig große Elastizität in Querrichtung.

In senkrechter Sichtung erreicht man eine große Auslenkung, weil der Gummifederblock und die Gummifederung in Serie kombiniert auf S'ohub und Druck in dieser Richtung wirkte, und jeder Teil die Fähigkeit hat, eine beträchtliche senkrechte Auslenkung zu der Anordnung als ganzem beizusteuern.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei einem Schienenfahrzeug mit einem wiegenlosen Drehgestell und einer Aufhängung, die aus einem zusammengesetzten Seitenträger besteht, der den Wagenkasten unmittelbar auf dem Rahmen abstützt, trägt die Gummifederung den Gummifederblock unmittelbar auf dem Rahmen

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"und der Gummifederblock stützt den. Wagenkasten auf der Gummifeder ab,.

Bei dieser Ausführungsform ist es nötig, die Seitenträgeranordnung von Zug- und Bremskräften frei zu halten, die zwischen Wagenkasten und Hahmen übertragen werden. Zu diesem Zweck sind Zug-Lenker vorgesehen, die den Wagenkasten mit dem Rahmen verbinden» Diese Anordnung kann aus einem einfachen Zugglied "bestehen, das in der Mittellängsaohse des Fahrzeuges angeordnet und einerseits am Wagenkasten und andererseits am Hahmen angelenkt ist· !Dieser Lenker bietet in Längsrichtung Zug- und Bremskräften großen Widerstand, jedoch nur einen geringen Widerstand gegenüber in Querrichtung oder im Winkel verlaufenden Bewegungen des Wagenkastens zum Rahmen.

Man kann jedoch auch eine Zuglenkeranordnung benutzen, wie sie

deutschen M

in der o Patentanmeldung if». 38 598 beschrieben ist, da man mit dieser die ffederkennung (Steifigkeit) der Seitenträgeranordnung in waagerechter Querrichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft modifizieren kann, z.B. durch Hinzufügung einer degressiven Steifigkeit in Querrichtung mindestens für den Anfangsbereich der Auslenkung in Querrichtung und auch durch Einführung einer Komponente der Quersteifigkeit, die in Abhängigkeit von der Belastung des Wagenkastens veränderlich ist.

Sin Hauptvorteil, den man mit der Seitenträgeranordnung gemäß der Erfindung erreicht, ist die größere Elastizität in senkrechter Riohtung, verbunden mit einer verhältnismäßig kleinen Änderung der waagerechten Steifigkeit mit der Änderung der senkrechten Last über den ganzen Bereich der Auslenkung. Es ist deshalb anaunehmen, daß auaätsliohe Stabilisierungseinriohtungen für diese

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Seitenträgera&ordnung nicht erforderlich sind. Man kann je&oefe, wenn erforderlich, eine in Querrichtung liegende Stabilisierungsbohle, die zwischen den Seitenträgern verbunden ist, benutzen.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform des Erfindungsgegemstandem nämlich einem Schienenfahrzeug mit einem Drehgestell mit Wiege, kann dl© Gummifederung ein Ende der Wiege abstützen. BIe Wiege hat eine Mitteldrehzapfen-Verbindung mit dem Wagenkasten und trägt den Gummifederblock, der den Wagenkasten auf diesem einen Ende der Wi©g© abstützt. Die Mitteldrehzapfen-Verbindung kann iron der Bauart mit Gummibuchse sein, die nur eine geringe senkrechte Belastungsfähigkeit hat. Man kann auch ein Paar Gummi-Metall-Stützen, je eine Stütze an jeder Seite der Wiege, anordnen_t welche die Wiege mit dem Rahmen verbinden; die Stützen sind dabei mit ihrem Eompressionsaehsen so angeordnet, daß diese längs der Mittellängsachs© des Fahrzeugs liegen* so daß sie die senkrechte Last in Schubbeanspruchung übermitteln und infolgedessen die Belastbarkeit nur geringfügig erhöhen. Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann man einen Mitteldrehzspfen anordnen, der einen Gummikörper in der Form eines Kegelmantelstumpfs enthält, so daß dieser Drehzapfen einen beträchtlichen feil, z.B. ein Drittel der senkrechten Last tragen kann.

Wenn die Gummifederung das End© der Wiege abstützt, stellt sie die Wiegenabfederung dar, und der Gummifederblock selbst ist in Übereinstimmung mit der üblichen Terminologie als Seitenstüts© anzusprechen; es sind natürlich zwei Wiegenabfederungen, j® eine an. jedem lade der Wiege, und mindestens zwei Seitenstützen, je eine an jedem Ende der Wiege vorgesehen.

Die Wiegenabfederung muß im Verhältnis zum Ifiitteldrehzapfen der Wiege in einer solchen Höhe sein, daß die durch den Mitteldrehsapfen Übertragenen Zug- und Bremskräfte nicht die Tendenz haben, die Wiege um eine waagerechte Querachse zu kippen; jedoch ist die Höhe der Seitenträger unter diesem Gesichtspunkt nicht von besonderer Bedeutung. Der Querabstand der Seitenstutzen kann !deiner, gleich oder größer als der Abstand der Wiegenabfederungen sein$ der Abstand muß jedoch so groß sein, daß eine angemessene Rollsteifigkeit erzielt wird.

Die Wiegenabfederung besteht vorzugsweise aus einem Paar Gummifederblöcken, die im folgenden als Gummifedern bezeichnet werden, die in Längsrichtung des Fahrzeugs vor und hinter der Wiege angeordnet sind· Die Gummifedern können jedoch auch in der Wiege angeordnet werden, die in diesem Fall hohl ausgebildet wird·

' In Weiterbildung der Erfindung kann die Aufhängung ein Paar solcher Gummifederblöcke haben, die mit Querabstand im Fahrzeug angeordnet sind und deren Kompressionsachsen entgegengesetzt in. einer gemeinsamen senkrechten Querebene des Fahrzeuge geneigt sind. Dabei wirkt jeder Block kombiniert auf Schub und Kompression, um die senkrechte Last des Wagenkastens auf dem Rahmen abzustützen. Sin Block leistet in Kombination auf Schub und Kompression relativen Querbewegungen in waagerechter Ebene zwischen dem Wagenkasten und dem Rahmen in einer Richtung Widerstand, während der andere Block kombiniert in Schub und Kompression relativen Querbewegungen in waagerechter Ebene des Wagenkastens im Verhältnis zum Rahmen in der anderen Richtung Widerstand leistet.

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Diese Ausgestaltung wird insbesondere im Fall einer zusammengesetzten Seitenstützanordnung gemäß der Erfindung vorzugsweise angewendet. .

In diesem Fall wird weiterhin vorzugsweise die Gummifederung aus einem Paar von Federblöcken, die im folgenden als Gummifedern bezeichnet, gebildet, die vor und hinter den oben erwähnten, im Querabstand angeordneten Gummiblöcken vorgesehen sind, in der Längsrichtung des Fahrzeugs« Diese Gummifedern stützen zwischen sich einen trogartigen !Teil ab, der zwei in Querrichtung des Fahrzeuges im Abstand gegenüberliegende Wände hat, auf welchen sich die zuerst erwähnten Gummifedern abstützen, die ganz oder teilweise in derselben Höhe liegen wie die Gummifedern, die den trogartigen Teil außen abstützen.

Vorzugsweise sind die den Trog von außen abstützenden Federn so angeordnet, daß sie in einer senkrecht stehenden Iiängsebene des Fahrzeugs einen wirksamen Aufhängungspunkt ergeben, der höher liegt als der wirksame Aufhängungspunkt, der sich in einer senkrecht stehenden Querebene des Fahrzeuges durch die in dem trogartigen Teil angeordneten Federn ergibt.

Bs kann auch zweckmäßig sein, daß der durch die Gummifedern in der senkrechten Querebene gegebene wirksame Aufhängungspunkt in derselben Höhe oder etwa in derselben Höhe ist wie die Mitten der Gummifedern.

Da der trogartige Teil für die Aufnahme der senkrechten Last an einem Punkt aufgehängt ist, der über dem Punkt liegt, an welchem

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die last des Wagenkastens am. trogartigen Teil angreift, erhält man eine positive Pendelwirkung oder die Wirkung eines Schwenklenkers·

Da der Punkt, anreichern die last am trogartigen Teil angreift, in einer Höhe mit den Mitten der Federn liegt, welohe den trogartigen Teil tragen, ist dieser Teil frei von Kipptendenzen, welohe auf eine seitliche Belastung waagereoht in Quer- oder längariohtung zurückgehen.

Dies heißt jedoch nicht, daß der trogartige Teil frei von Kipptendenzen ist. Wenn nämlich der Wagenkasten in Querrichtung im Verhältnis zum lähmen verschoben wird, wird ein Kräftepaar erzeugt, das infolge der Heraussetzung der senkrechten Belastung des Wagenkastens im Verhältnis zum Drehgestell auf den trogartigen Teil wirkt. Bei jedem in Betracht kommenden senkrechten Belastungszustand des. Wagenkastens ist eine relative Höhe der "beiden Federpaare vorhanden, in welcher der positive Pendeleffekt (Sehwenklenker-Effekt) das Kippmoment, welches auf die Heraussetzung der senkrechten last zurückgeht, ausgleicht} da sich jedoch die entsprechende Pendellänge im Verhältnis zur senkrechten last erhöhen muß und die Tendenz hat, größer zu sein, als diejenige, die durch eine Konstruktion mit zusammengesetzten Seitenstützen ausgeglichen werden kann, ist eine gewisse Kippbewegung des trogartigen Teils wesentlich, um ein Gleichgewicht der Kräfte und Momente zu erhalten, welche in allen speziellen Belastungsfällen bzw. unter allen Bedingungen

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auftreten» ·

Die Kippbewegung des trogartigen Teils, die mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit eintritt, ist ein Maß für die Querstabilität der Seitenstützenanordnung. Deswegen ist die Verminderung der Querstabilität sehr viel geringer, wenn die in dem trogartigen Teil untergebrachten Gummifedern einen rechteckigen oder ovalen Querschnitt erhalten und derart angeordnet werden¹*, daß ihre größeren Achsen in senkrechten Ebenen liegen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Es zeigts ~

Mg. 1 in Seitenansicht, teilweise geschnitten, eine Aufhängung gemäß der Erfindung, die aus einer zusammengesetzten Seitenstützenanordnung für ein wiegenloses Drehgestell besteht?

Mg. 2 in Draufsicht, teilweise geschnitten, die in I¹Ig. veranschaulichte Seitenstützenanordnung}

Mg. 3 einen Schnitt in der Linie 3-3 der pig, 2j ■

Mg. 4 in Seitenansicht, teilweise geschnitten, eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes für ein Drehgestell mit Wiege, wobei die Aufhängung ein Ende der Wiege abstützt?

Mg. 5 einen Schnitt in der linie 5-5 der Mg. 4?

Mg. 6 in Drauf sieht die in Mg. 4 veranschaulichte Aufhängung und

Mg. 7 einen Schnitt in der Linie 7-7 der Mg. 6v

Der Wagenkasten ist mit 9 "und sein Rahmen mit 10 bezeichnet. 11 ist ein Hauptlängsträger des die Räder tragenden Drehgesteiis des Fahrzeugs. Die mit 13 bezeichnete Seitenstützenanordnung ist unmittelbar über dem Hauptlängsträger 11 angeordnet. ^;

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Zwischen dem Hauptlängsträger 11 und dem entsprechenden Hauptlängsträger auf der anderen Seite des Drehgestells ist der Querträger 12 vorgesehen.

Die im nachstehenden beschriebene Seitenstützenanordnung bildet mit einer Seitenstützenanordnung von gleicher Ausbildung auf der anderen Seite des Fahrzeugs, unmittelbar über dem anderen Hauptlängsträger und zwischen diesem und dem Wagenkasten angeordnet, ein Paar. Die beiden Seitenstützenanordnungen liegen in einer gemeinsamen senkrechten Querebene.

Für die Übertragung der in Längsrichtung wirkenden Zug- und Bremskräfte zwischen dem Wagenkasten 9 und dem Drehgestellrahmen ist der Rahmen 10 des Wagenkastens mit dem Drehgestellrahmen mittels eines Längslenkers 14 verbunden, der in der Längsachse des Fahrzeugs liegt. Der Lenker 14 ist einerseits mit dem Querträger 12 und andererseits "mit dem Rahmen 10 des Wagenkastens über Gelenke 15 bzw. 16 verbunden. Diese Gelenke sind von der Bauart, die als Kugelausschnitte ausgebildete Gummizwischenlage hat, deren Verformung gegenseitige Bewegungen der Gelenkglieder in allen Winkelrichtungen zuläßt. Der Lenker 14 erlaubt so Bewegungen zwischen dem Wagenkasten und dem Drehgestellrahmen in senkrechter und in Querrichtung sowie Schwenkbewegungen, während er gleichzeitig aber eine Bewegung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell in Längsrichtung nach vorn und hinten kräftigen Widerstand entgegensetzt.

Anstatt eines Lenkers 14 kann eine beliebige andere bekannte entsprechende Einrichtung benutzt werden, worauf später noch

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mehr im einzelnen eingegangen werden wird.

Die Seitensttitzenanördnung besteht aus einem Paar von Grummifederblöcken 17,18, deren Kompressionsacheen O₁ (vgl. Pig. 3) in einem verhältnismäßig großen Winkel zur Senkrechten in einer senkrechten Querebene gegeneinander geneigt sind» Die oberen Enden der ledern 17 und 18 liegen näher beieinander als ihre unteren Enden. Die oberen Endplatten 20 dieser Federn sind mit den Platten 21 bzw. 22 verschraubt, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugs erstrecken, in Querrichtung Abstand voneinander haben und V-förmig angeordnet sind. Die Platten 21,22 haben eine Befestigungsplatte 24, die am Rahmen 10 des Wagenkastens verschraubt ist. Der von diesem JRahmen nach unten abgehende, aus den Platten 21,22. und der Befestigungsplatte 24 bestehende Teil wird durch die Platten 25 verstärkt? diese Einzelteile sind durch Schweißung verbunden.

Die unteren Endplatten 20 der Gummifederblöcke 17,18 sind an gegenüberliegenden Platten 26 bzw. 27 angeschraubt, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken und in Querrichtung Abstand voneinander haben. Die Platten 26,27 sind zwei Wände eines vierseitigen umgekehrten Pyramidenstumpfes 28, der aus Platten zusammengeschweißt ist* Die Gummifederblöcke 17 und liegen ganz in diesem gyramidenstumpfförmigen Trog.

Ein Paar von.Gummifederblöcken bzw* Gummifedern 36,37 ist ■ zwischen den einander gegenüberliegenden Wänden bzw. Platten und 51 des Troges 28, und zwar auf dessen Außenseite, und den gegenüberliegenden Wänden bzw. Platten 33 und 34 am Hauptlängs-

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; träger 11 vorgesehen, die in Serie mit den Gummifederblöoken ' 17 und 18 wirken, um die senkrechte last des Wagenkastens auf dem Drehgestellrahmen abzustützen. Die Kompressionsachsen Cp (TgI· Pig. 1) der Gummifedern 36,37 sind in einem verhältnismäßig großen Winkel zur Senkrechten in einer senkrechtstehenden Iiängsebene des Fahrzeugs geneigt. Die Gummifedern 36 und 37 liegen so, daß ihre Kompressionsaohsen vom Hauptlängsträger nach oben zum Trog 28 laufen, wobei die oberen Jinden dieser Federn näher beieinander liegen als ihre unteren Enden. Die Neigung der Wände 33 und 34 ist so gewählt, daß.diese Wände parallel zu den Wänden 30 und 31 des Troges 28 liegen. Die Wände 33 und 34 liegen in einer Vertiefung des Hauptlängsträgers 11 und werden durch die Jfindabschnitte einer entsprechend gebogenen Platte, die mit dem Hauptlängsträger verschweißt ist, gebildet.

Durch die unterbringung der ledern 36,37 in einer Vertiefung des Hauptlängsträgers (die als trogähnlich angesprochen werden kann) ist der Seitenträger im Verhältnis zur Oberkante des Hauptlängsträgers tief abgestützt, nahe der durch die Radachsen gehenden waagerechten Ebene.

Die Gummifederblöcke 17 und 18 und die Gummifedern 36 und 37 bestehen aus Gummischeiben oder Gummikissen, die mit Metall-Zwisohenscheiben von entsprechender Außenbegrenzung durch Vulkanisation oder Klebung verbunden sind. Die Gummisoheiben oder Gummikissen könaen auch mit den Metall-Endplatten durch Klebung oder Vulkanisation verbunden sein. Die Gummiteile der Federblöcke 17 und 18 können einen länglichen Querschnitt haben,

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wobei sie dann so angeordnet werden, daß die längere Achse in der senkrechten Querebene liegt, welche die Kompressionsachsen der Peder enthält. '

Die Gummifederblöcke 17 und 18 nehmen infolge der oben geschilderten Lage ihrer Kompressionsachsen 0: die senkrechte last des Wagenkastens 9 kombiniert in Schub- und Kompressionsbeanspruchung, im Gummi auf. Sie unterliegen einer beträchtlichen senkrechten Verformung, da der Winkel ihrer Neigung zur Senkrechten verhältnismäßig groß ist. Sie leisten aber auch waagerechten Bewegungen des Wagenkastens 9 im Verhältnis zum Rahmen in Querrichtung in kombinierter Schub- und Kompressionsbeanspruchung Widerstand, jedoch hauptsächlich in Kompression, da der Winkel der Kompressionsachsen zur Senkrechten verhältnismäßig groß ist. Die Gummifederblöcke 17,18 sind also in waagerechter Querrichtung wesentlich steifer als in senkrechter Richtung. In Längsrichtung werden die Gummifederblöcke 11 und 18 ganz unter Schub ausgelenkt und sind daher verhältnismäßig frei. So ist eine Schwenkbewegung des Drehgestells leicht möglich, hauptsächlich durch Verformung der Gummifederblöcke 17 und 18, die so ausgelegt sein können, daß sie eine degressive Schubsteifigkeit mindestens über einen oberen Teil des konstruktionsmäßig vorgesehenen Belastungsbereich des Wagenkastens haben. . ,

Die Gummifedern 36,37 nehmen die senkrechte Last des Wagenkastens infolge der Feigung ihrer Kompressionsachsen 0« kombiniert in Schub- und Druckbeanspruchung im Gummimaterial· auf. Sie tragen

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beträchtlich zu der Auslenkung in senkrechter Richtung bei, die durch die Gummifederblöcke 17 und 18 erreicht wird. Sie geben auch die erforderliche Elastizität in Querrichtung _p da in waagerechter Querrichtung diese Federn sich verformen, in dem nur Schubbeanspruchung auftritt.

Auf dem Querträger 12 ist ein Anschlag 40 vorgesehen, gegen den der Gummipuffer 41 am Trog 28 anschlagen kann, um die größte zulässige Auslenkung des Wagenkastens 9 im Verhältnis zum Drehgestallrahmen in einer Richtung zu begrenzen. Zur Begrenzung für die andere Richtung sind ein entsprechender Puffer und Anschlag auf der anderen Seite des Drehgestells vorgesehen. Vorzugsweise liegen die Puffer 41 in der Höhe der Schnittpunkte der Kompressionsaohsen C₁ unter normalen Belastungsbedingungen. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform einer Seitenstütz enanordnung ist die relative Höhe der Gummifedern 36,37 und der Gummifederblöcke 17,18 von Bedeutung. Vorzugsweise liegt, um die erforderliche Stabilität zu erreichen, das Metazentrum, d.h. also der wirksame Mittelpunkt der Aufhängung, der durch die Gummifedern 36,37 erreicht wird, oberhalb des zu den Gummifederblöcken 17,18 gehörigen Metazentrumsj mindestens liegt das Metazentrum der Gummifederblöcke 17,18 ungefähr in einer Höhe mit den Zentren der Federn 36,37.

Die beschriebene Seitenstützenanordnung kann beträchtliche Vorteile bieten, wenn sie in Verbindung mit einer Zug-Lenkeranordnung verwendet wird, die in der deutschen Patentanmeldung M 38 II/20d vom 12.8.58 beschrieben ist. Durch diese Zug-Üenkeranord-

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nung wird der einfache - Zug-Lenker 14 ersetzt. So kann man z.B. den Querträger 12 durch zwei Querträger ersetzen, die Aistand voneinander haben und die mit dem unteren Ende eines Pfostens verbunden sind, der vom Rahmen 10 des Wagenkastens nach unten geht. Als Verbindung ist ein Paar Lenker vorgesehen, die in Längsriohtung des Fahrzeugs und in einer Linie liegend angeordnet sind, wenn der Wagenkasten zum Drehgestell seine normale Querlage einnimmt. Die Lenker sind mit ihren inneren Enden am unteren Ende des Pfostens angelenkt, während sie mit ihren "äußeren Enden an den Querbalken angelenkt sind. Diese Verbindungsgelenke enthalten Gummibuchsen. Bei einer anderen Ausführungsform können die Lenker mit ihren inneren Enden auf der Oberseite des Querträgers 12 angelenkt sein, während die äußeren Jünden mit dem Eahmen des Wagenkastens verbunden sind.

Mit beiden Anordnungen'erreicht man eine progressive Steifigkeit gegen waagerechte Querbewegungen des Wagenkastens in beiden Richtungen aus seiner-Normallage im Verhältnis zum Drehgestell, da die Zugspannung in den Lenkern die Gummibuchsen in den Gelenken einer radialen Kompression unterwirft. Bei Anwendung der vorstehend beschriebenen Zug-Lenkexanordnung kann deren progressive Steifigkeit gegen. Quer-Verschiebungen des Wagenkastens gegen das Drehgestell einer degressiven Quersteifigkeit der Seitensttitzenanordnung, wie sie beschrieben ist, das Gegengewicht halten. Weiterhin wird, äa die Quersteifigkeit der Zug-Lenkerenordnung bei senkrechter Auslenkung des Wagenkastens mit der Zunahme der Last des Wagenkastens schnell zunimmt - und zwar infolge der Tatsache, daß die Zug-Lenker dann einem

Zug "bzw. einer Längung in senkrechter Ebene unterliegen, wo-. durch die radiale Kompression in den Gelenken erhöht wird die Verminderung der Quersteifigkeit der Seitenstützenanordnung mit der Erhöhung der auf sie wirkenden Last auch ausgeglichen.

Die Zug-Lenkeranordnung kann eine progressive Steifigkeit gegen Querbewegungen in waagerechter Ebene des Wagenkastens gegen das Drehgestell unter allen Belastungsbedingungen vorsehen. In diesem fall können die Lenker bei Leerlast, in der Lage, in der sie in Linie sind, entweder ungespannt oder eine Vorspannung auf Zug in ihrer Längsrichtung haben. Die Zug-Lenkeranordnung kann aber auch unter Leerlast eine degressive Quersteifigkeit oder keine Steifigkeit in dieser Richtung haben und die Seitenstützen können eine progressive Steifigkeit in Querrichtung haben. Die Veränderung in der Geometrie der Zuggelenkanordnung infolge der Erhöhung der Last ändert die Quersteifigkeitscharakteristik der Zug-Lenkeranordnung derart, daß bei Voll-Last die Lenkeranordnung eine beträchtliche progressive Quersteifigkeit vorsieht, um der betonten degressiven Quersteifigkeit in der Seitenstützenanordnung entgegenzuwirken, die infolge der großen senkrechten Last vorhanden ist, die dann auf die Seitenstützen wirkt, um die Quersteifigkeit mindestens annähernd^proportional der Last zu halten. Um eine degressive Steifigkeit oder keine Steifigkeit der Zug-Lenker zu erhalten, wenn sie in Linie liegen, ' werden sie so angeordnet, daß sie in Längsrichtung unter Druckvorspannung stehen.

Die vorstehend beschriebene Zug-Lenkeranordnung kann auch zur

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Erhöhung der Elastizität der Aufhängung in senkrechter Richtung bei Leerlast und zur Verminderung der senkrechten.Elastizität bei Voll-Last benutzt werden} dies ist ein beträchtlicher Vorteil, wo große Unterschiede in der Belastung in Betracht zu ziehen sind.

Zusätzlich zu der oder anstelle der soeben beschriebenen Zug-Lenkeranordnung kennen die Tröge 28 eines Paares von Seitenträgerstützen durch einen starren Querträger verbunden sein, um ihre Querstabilität zu unterstützen bzw. zu erhöhen.

Bei der in den Pig. 4 bis· 7 dargestellten Ausführungsfoifm sind die Gummifedern 136,137 so angeordnet, wie die Federn 36 und 37 bei der ersten Ausführungsform. Die Federn 136,137 tragen ein Ende der Wiege 100, welche über eine Mitteldrehzapfen-Verbindung mit dem Rahmen 10 verbunden ist. Die Federn 117,118 entsprechen im allgemeinen in ihrer Anordnung den Federn 17,18, jedoch mit dem Unterschied, daß sie in einer größeren Höhe -, oben auf der Wiege zwischen dieser und dem Rahmen. 10 angeordnet sind. Die Wiegen-Federn stützen die Wiege auf dem Drehgestellrahmen ab, dessen Hauptträger mit 11 bezeichnet und durch ein Querträgerpaar 112, von dem je ein Träger auf jeder Seite der Wiege liegt, verbunden sind.

Die Federn 136,137 können in der hohlen Wiege untergebracht sein? ihre Kompressionsachsen O₂ verlaufen nach oben divergierend anstatt konvergierend. In entsprechender Weise sind die Kompressionsachsen G₁ der Federn 117,118 divergierend nach oben anstatt divergierend nach unten, wie es bei den Federn 17 und 18 der'

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Fall ist. Die Federn 1171118 wirken in der gleichen Weise wie die Federn 17»18, mit dem Unterschied jedoch, daß die Anordnung umgekehrt ist.

Die Mitteldrehzapfenverbindung kann eine der vorstfeehend erörterten Ausführungsformen haben. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 7 besteht sie aus Gummi-Metallteilen 140, 141, die beiderseits der Wiege so angeordnet sind, daß ihre Kompressionsachsen in der Mittellängsachse des Fahrzeugs liegen. Die Teile 140,141 bestehen aus Gummikissen mit Zwischenplatten und Endplatten, die durch Vulkanisation oder Klebung verbunden sind; sie sind in ihrer Lage zwischen der Wiege und dem vom Rahmen 10 nach unten abgehenden Teil 143 angeschraubt. Die Gummimetallteile 140,141 werden durch die senkrechte Last lediglich auf Schub beansprucht und sie erhöhen daher die Belastungsfähigkeit in senkrechter Richtung nur wenig. Sie erlauben eine Schwenkbewegung der Wiege um eine in der Mitte liegende senkrechte Achse und demgemäß eine Schwenkbewegung des Drehgestells im Verhältnis zum Wagenaufbau, wenn das Fahrzeug durch Kurven fährt. Die Gummimetallteile 140,141 übertragen die Zug- und Bremskräfte zwischen dem Wagenkasten und dem Drehgestell, indem sie zusammengedrückt werden und sie ersetzen in dieser Hinsicht die Zuggelenkanordnung, wie oben beschrieben worden ist.

Die Gummimetall teile 140,141 können ausreichend vorgespannt sein, so daß man eine degressive Zugsteifigkeit erhält mit einem Effekt ähnlich der Anordnung von Zug-Lenkern, welche eine anfänglich degressive Steifigkeit in Querrichtung haben, wie vorstehend beschrieben, 9Ö9ÖÖ6/00 3S

Bei der Ausführungsform nach den Fig* 4 bis 7 ist an der anderen Seite des Fahrzeugs eine entsprechende Aufhängung mit Federn 136,137 vorgesehen, welche das andere Ende der Wiege 100 auf dem Haüptlängsträger 11 des Drehgestells abstützen. In entsprechender Weise sind Federn 117,118 vorgesehen, die den Wagenkasten auf der Wiege an deren anderem Ende abstützen.

Die Gummimetallteile 140,141 können auch zwischen den Querträgern 112 und einem Drehgestell-Bestandteil angebracht sein, das den Teil 100 überbrückt und seitlich so ausgebildet ist, wie die Teile 143, die den Querträgern 112 gegenüberliegen. In diesem Fall übernimmt das Teil 100 die Rolle eines die zusammengesetzten Seitenstützen in Querrichtung verbindenden Teils.

Die Gummifedern 36,37 bzw. 136,137 und/oder die Gummifederblöcke 17,18 bzw. 117,118 können abgedichtete Hohlräume enthalten, die mit einer Druckluftquelle verbunden sind. Die Federung wird in dieser Weise pneumatisch mindestens unter bestimmten Bedingungen unterstützt, z.B. um eine gegebene Höhenlage des Wagenkastens 9 unabhängig vom Belastungszustand aufrecht zu erhalten oder um die senkrechte Auslenkung des Wagenkastens auf dem Drehgestell unter Voll-iast und Überlast zu begrenzen unter Aufrechterhaltung guter Fahreigenschaften bei geringer Belastung. *

Wenn man die Federn bzw, Federblöcke auch als Luftfedern benutzt, ist die Möglichkeit einer kombinierten Luft- und Gummiaufhängung gegeben, bei der das Luftvolumen nicht groß ist und bei der die Gummifederung selbst eine Abfederung unter

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Bedingungen gibt, in denen das LUft-Federungssystem unwirksam ist, z.B. bei Leerlast, wenn das Bremssystem abgekuppelt iet, welchem die luft entnommen wird} dann tragen die Gummifedern allein den Wagenkasten in der gegebenen Hone.

Der ißusammengesetzten Seitens tu tzenanordnung, die im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 beschrieben worden ist, kann eine leichte Neigung von unten nach oben gegeben werden, wie aus lig. 3 ersiohtlioh. Den Kompressionsaohsen Q^ der Federn 36,37 kann sowohl eine Neigung nach innen als nach oben gegeben werden, wobei jedoch der trogartige Teil 28 und die Federn 17,18 aufrecht gehalten werden·

Bei dem in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Ausftihrungsbeispiel können die ledern 136,137 in einem kleinen Winkel nach innen geneigt sein, um der Wiege eine größere Rückstellkraft (greater restoring force) zu geben, wenn sie q\xer zum Fahrzeug, d.h. in Hiohtung ihrer länge verschoben wird. In diesem Fall leistet die Wiegen-Abfederung einer Querverschiebung des Wagenaufbaues im Verhältnis zum lahmen kombinierter Schub- und Kompressionsbeanspruohung Widerstand, jedoch hauptsächlich unter Schub infolge des kleinen Winkels, in dem die Wiegen-Abfederung nach innen geneigt ist.

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Claims

η s ρ r ü c h e

1. Schienenfahrzeug mit zwei Aufhängungen für den Wagenkasten auf dem Drehgestellrahmen, von denen eine an jeder Seite des Fahrzeugs angeordnet ist und die unter sich gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Gummi oder ähnlichem Material "bestehender Federblock (17 bzw. 18) vorgesehen ist, dessen Kompressionsachse G₁ zur Senkrechten derart geneigt ist, daß der Block in Kombination auf Schub und Druck beansprucht ist, um die senkrechte Last des Wagenkastens auf dem Drehgestellrahmen abzustützen, und daß der Block Querbewegüngen in waagerechter Ebene zwischen dem Wagenkasten und dem Drehgestellrahmen ebenfalls in Kombination"von Schub- und Kompressionsbeanspruchung Widerstand leistet, und daß

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der Federblock waagerechte Bewegungen in Längsrichtung des Fahrzeugs zwischen Wagenkasten und Drehgestellrahmen zuläßt, indem er ganz oder hauptsächlich unter Schub verformt wird, und daß eine Gummifederung (36 bzw. 37) vorgesehen ist, welche mit dem Gummifederblock (17 bzw. 18) in Serie wirkt und bei der Abstützung der senkrechten Last des Wagenkastens auf dem Drehgestellrahmen in Kombination auf Schub und Kompression beansprucht wird, wobei die Gummifeder (36 bzw. 37) waagerechte Bewegungen in Querrichtung zwischen dem Wagenkasten und dem Drehgestellrahmen zuläßt, indem sie ganz oder hauptsächlich unter Schub verformt wird.

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2. Schienenfahrzeug ohne Wiege mit einer Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Seitenstützenanordnung den Wagenkasten unmittelbar auf dem Drehgestellrahmen abstützt, wobei die Gummifeder (36 bzw. 37) den Gummifederblock (17 bzw. 18) auf dem Drehgestellrahmen * und der Gummifederblock (17 bzw. 18) den Wagenkasten auf der Gummifeder (36 bzw. 37) abstützt.

3· Schienenfahrzeug mit Wiege mit einer Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gummifederung (136,137) an jedem Ende der Wiege (100) zu deren Abstützung vorgesehen ist, welche einen Mitteldrehzapfen zur Verbindung mit dem Wagenkasten hat, und daß ein Gummifederblock (117 bzw. 118) in jeder Aufhängung den Wagenkasten auf der Wiege (1oo) abstützt.

4· Schienenfahrzeug nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß ein eine zylindrische Gummibuchse enthaltender Mitteldrehzapfen vorgesehen ist, dessen Zylinderachse senkrecht liegt.

5. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet,

daß ein eine kegel stumpfmant elf b'rmige Gummibuchse enthaltender Mitteldrehzapfen vorgesehen ist, dessen Achse senkrecht liegt*

6. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Mitteldrehzapfenverbindung durch ein Paar Gummimetallteile (140,141) dargestellt ist, von denen je einer auf jeder Seite der. Wiege (100) angeordnet ist und die Wiege

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und den Drehgestellrahmen verbindet, wobei die Gummimetall- · teile mit ihren Achsen in der Mittellängsachse des Fahrzeugs angeordnet sind, so daß sie die senkrechte-Last unter· Schub aufnehmen. ■

7. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfederung aus einem Paar Gummifedern (1^6,137) besteht, welche vor bzw. hinter der Wiege (1oo) in Längsrichtung des fahrzeuge liegen.

8. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung aus einem Paar voil Gummifedern (17,18) besteht, welche in Querrichtung des Fahrzeuges Abstand haben und deren Kompressionsachsen O₁ gegeneinander in einer gemeinsamen senkrechten Querebene des Fahrzeuges derart geneigt sind, daß jeder Block kombiniert auf Sohub und Kompression zur Abstützung der senkrechten Last des Wagenkastens auf dem Drehgestellrahmen beansprucht ist, und daß der eine Block in der einen Richtung und der andere Block in der anderen Richtung kombiniert in Schub und Kompression waagerechten Querbewegungen des Wagenkastens zum 'Drehgestellrahmen Widerstand leistet.

9. Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet» daß die Gummifederung aus einem Paar Gummifedern (36,37). besteht, welche vor bzw. hinter den in Querrichtung im Abstand angeordneten Gummifederblöcken (17,18) in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind, und daß die Gummifedern (36,37)

einen, trogartigen Bauteil (28) zwischen sich abstützen,

der zwei in Querrichtung des fahrzeuge gegenüberliegende Wände (26,27) hat, welche Wände die Gummifederblöcke (17,18) abstützen, die ganz oder hauptsächlich in dem trogartigen Bauteil (28) ungefähr auf derselben Höhe wie die Gummifedern (36,37) untergebracht sind.

10. Schienenfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifedern (36,37) in einer senkrechten längsebene des lahrzeugs dem trogartigen Bauteil (28) einen effektiven Aufhängungspunkt verleihen, der über der Höhe des effektiven Aufhängungspunktes liegt, welcher in einer senkrechten Querebene des Fahrzeugs duroh die Gummifederblöoke (17,18) dem Wagenkasten verliehen wird.

11. Schienenfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der effektive Aufhängungspunkt, der den Gummifedern (17,18) in der senkrechten Querebene zugeordnet ist, auf derselben Höhe oder ungefähr auf derselben Höhe wie die MittAn der Gummifedern (36,37) liegt.

12. Schienenfahrzeug naoh Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifedern (36,37) in einer Vertiefung bzw. Aussparung eines Hauptlängsträgers (11) des Drehgestellrahmens (13) liegen.

13· Schienenfahrzeug nach Anspruch 9« dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifederblöoke (17,18) und die Gummifedern (36,37) aus Gummisoheiben bzw. Gummikissen und mit diesen duroh Vulkanisation oder Verklebung verbundenen Zwisohenplatten und Bndplatten bestehen, wobei die Gummiteile und die Metallteile

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Scheibenform haben.

14. Schienenfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines runden ein länglicher Querschnitt der Grummimetallfedern vorgesehen ist, die mit ihrer längeren Abmessung in der gemeinsamen senkrechten Querebene des Fahrzeugs angeordnet sind*

15· Schienenfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der trogartige Bauteil (28) einen Puffer (4I) trägt, de^mit einem Anschlag (40) am Drehgestellrahmen (15) zur Begrenzung der größten Querauslenkung des Wagenkastens.zum Drehgestellrahmen zusammen wirkt.

16. Schienenfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer (41) in der Höhe des Schnittpunktes der Kompressionsachsen C. der Grummif ederblöcke (17,18) u&ter normaler Belastung liegt.

17. Schienenfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die trogartigen Bauteile (28) der beiden Aufhängungen zur Erhöhung der Querstabilität durch ein starres, in Querrichtung verlaufendes Teil verbunden sind.

18. Schienenfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifeder (56 bzw. 37) ein Zwischenbauteil abstützt, welches seinerseits den Gummifederblock (17 bzw. 18) abstützt, und daß die Zwischenbauteile der beiden zusammengehörigen Aufhängungen duroh einen starren, in der Querrichtung liegenden Bauteil verbunden sind, um die Querstabilität der Aufhängung zu erhöhen.