DE1605108B

DE1605108B - Axle suspension for vehicles, in particular rail vehicles

Info

Publication number: DE1605108B
Authority: DE
Inventors: Ernst 5901 Dreis-Tiefenbach; Jörn Raoul Dipl.-Ing. 8990 Lindau; Raab Karl Dr.-Ing. 6200 Wiesbaden Bäumer
Original assignee: Rheinstahl Ag Transporttechnik, 3500 Kassel

Description

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Die Erfindung betrifft eine Achsabfederung für jeder dieser Teile aus mindestens einem innerenThe invention relates to an axle suspension for each of these parts from at least one inner one

Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, bei der Teil und einem äußeren konischen oder teil-Vehicles, especially rail vehicles, in which part and an outer conical or partially

an beiden Seiten des Achslagergehäuses auf Schub pyramidenförmigen Metallteil und einem dieseon both sides of the axle box on thrust pyramid-shaped metal part and one of these

und Druck beanspruchte Gummimetallfedern ange- verbindenden Gummiring besteht; ;and a rubber ring connecting pressure-stressed rubber-metal springs; ;

ordnet sind. 5 b) die zwei Teile jeder Gummimetallfeder sindare arranged. 5 b) are the two parts of each rubber-to-metal spring

Es sind Achsabfederungen für Schienenfahrzeuge spiegelbildlich zueinander und hinsichtlich ihrer bekannt, bei denen zu beiden Seiten des Achslager- Durchfederung entgegengesetzt wirkend angegehäuses durch Zusammenvulkanisieren aus Metall- ordnet, wobei das äußere Metallteil des einen und Gummiteilen gebildete, fest verbundene oder Teils der Gummimetallfeder mit dem Achslageraneinander angepreßte konische oder keilförmige io gehäuse und das äußere Metallteil des anderen Gummifedern befestigt sind, welche die Federung und Teils der Gummimetallfeder mit dem Fahrzugleich auch die Führung der Radachse übernehmen. gestellrahmen verbunden ist;
Weiterhin sind Federungen bekannt, bei denen c) die inneren Metallteile beider Teile jeder auf Schub und Druck belastete Gummimetallfedern Gummimetallfeder sind durch einen pendelsymmetrisch zum Achslager keilförmig angeordnet 15 artig wirkenden Zugbolzen miteinander versind, bunden.Axle suspension for rail vehicles is a mirror image of each other and is known in which on both sides of the axle bearing deflection counteracting attached housing is arranged by vulcanizing together from metal, with the outer metal part of one and rubber parts formed, firmly connected or part of the rubber-metal spring with the axle bearing to one another Pressed-on conical or wedge-shaped housing and the outer metal part of the other rubber springs are attached, which take over the suspension and part of the rubber-metal spring with the vehicle at the same time, the leadership of the wheel axle. frame is connected;
Furthermore, suspensions are known in which c) the inner metal parts of both parts of each rubber-metal springs loaded in thrust and pressure are bound together by a pendulum-symmetrical to the axle bearing wedge-shaped arranged 15-like acting tension bolt.

Diese bekannten Ausführungen von Gummi-Achs- Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, abfederungen sind zwar wartungsfrei, haben aber den die Federung auf zwei verhältnismäßig kleine und Nachteil, daß sie nur verhältnismäßig kleine vertikale leicht herstellbare Gummimetallfedern, die hinter-Federwege zulassen. Zur Aufnahme größerer Feder- 20 einandergeschaltet sind, zu verteilen und damit einen wege müßten die Wandstärken des Gummis sehr dick für jeden praktischen Bedarfsfall ausreichenden sein. Dadurch ergeben sich Stabilitätsschwierigkeiten Federweg zu erzielen. Die Gummimetallfedern sind für die Gummifedern. Ferner verhindern größere kardanisch leicht verformbar und bilden gleichzeitig Gummistärken ein einwandfreies Durchvulkanisieren die Gelenke von Pendeln. Die Aufhängung des Achsbei der Herstellung und bewirken einen ungünstigen 25 lagergehäuses am Zugbolzen wirkt als spielfreie Spannungsverlauf. Ein weiterer bedeutender Nachteil elastische Längs- und Querführung der Radsätze mit der bekannten Ausführungen von Gummi-Achs- anfangs kleinen Rückstellkräften. Sie behindert den abfederungen liegt darin, daß sie den freien sinus- Radsatz nur we"nig in seinem freien Sinuslauf. Daher förmigen Lauf der Radsätze durch die verhältnis- sind die Wellenlängen des Sinuslaufes kurz und die mäßig steife Seiten- und Längsführung der Achsen 30 Erregerfrequenz hoch. Der Resonanzbereich tritt bei erschweren und die Länge der Sinuswelle vergrößern. kleiner Fahrgeschwindigkeit auf, bei der auch die Die Frequenz der durch den Sinuslauf quer zur Fahrt- dynamischen Kräfte noch klein sind. Bei höheren richtung auf das Fahrzeug wirkenden Erreger- Geschwindigkeiten, also nach Überschreiten des Schwingung ist infolge der Streckung der Sinuswelle Resonanzgebietes, hat das Laufwerk ein überkritiniedriger und liegt auch bei höheren Geschwindig- 35 sches Schwingungsverhalten. In diesem Bereich tritt keiten unter den Eigenfrequenzen der abgefederten für Tauchen, Nicken, Wanken, Schlingern und Masse des Fahrzeugs. Fahrzeuge mit den bekannten Schwingen eine weitgehende Isolierung der Kraft-Gummifedersystemen laufen also »unterkritisch«. und Wegamplituden ein, und es wird daher bei hoher Bei ihnen nähert sich die durch den Sinuslauf hervor- Geschwindigkeit eine große Laufruhe erreicht, gerufene Erregerfrequenz mit zunehmender Ge- 4° Weiterhin hat die Seitenweichheit der Achsaufhänschwindigkeit der Eigenfrequenz, und die Laufruhe gung den Vorteil, daß Seitenstöße beim Anlaufen des verschlechtert sich, bis der Resonanzfall eintritt. Spurkranzes, beispielsweise beim Überfahren von Dieser Fall ist ohne die Anwendung starker Dämpfung Weichen, nur kleine Querbeschleunigungen hervorgefährlich und unzumutbar, da bei hoher Geschwin- rufen.These known designs of rubber axle The arrangement according to the invention makes it possible Cushions are maintenance-free, but have the suspension on two relatively small and Disadvantage that they only have relatively small vertical easily manufactured rubber-metal springs, the rear-travel allow. To accommodate larger spring 20 are interconnected to distribute and thus one wege, the wall thickness of the rubber would have to be very thick enough for every practical need being. This results in stability difficulties in achieving spring deflection. The rubber-to-metal springs are for the rubber springs. Furthermore, larger gimbals prevent easily deformable and form at the same time Rubber strengthens a perfect vulcanization of the joints of pendulums. The suspension of the Achsbei the production and cause an unfavorable 25 bearing housing on the tension bolt acts as a backlash-free Stress curve. Another significant disadvantage is elastic longitudinal and transverse guidance of the wheelsets with the known designs of rubber axle initially small restoring forces. She hinders that cushioning is due to the fact that they only have a small amount of free sinusoidal gear set in its free sinusoidal course shaped run of the wheelsets by the relative- the wavelengths of the sinusoidal run are short and the moderately stiff lateral and longitudinal guidance of the axes 30 excitation frequency high. The resonance area joins complicate and increase the length of the sine wave. lower driving speed, at which the The frequency that is still small due to the sinusoidal run transverse to the driving dynamics. At higher Direction of the exciter speeds acting on the vehicle, i.e. after exceeding the Oscillation is due to the stretching of the sine wave resonance area, the drive has a supercritical lower and is also at higher speeds and vibrations. In this area occurs under the natural frequencies of the cushioned for diving, pitching, rolling, rolling and Mass of the vehicle. Vehicles with the known swing arm an extensive isolation of the power rubber spring systems so run "subcritically". and displacement amplitudes, and therefore at high speeds, the speed resulting from the sinusoidal run approaches a great smoothness, called excitation frequency with increasing speed the natural frequency, and the smoothness supply the advantage that side impacts when starting the deteriorates until the resonance case occurs. Flange, for example when driving over This case is particularly dangerous without the use of strong damping points, only small lateral accelerations and unreasonable, since at high speeds.

digkeit die auftretende kinetische Energie außer- 45 Weiter ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daßspeed, the kinetic energy occurring also 45 It is further provided according to the invention that

ordentlich groß werden kann. bei Anordnung mehrerer Gummiringe an einem Endecan get neatly large. when arranging several rubber rings at one end

Es sind weiter auf Zug und Druck beanspruchte oder beiden Enden der Zugbolzen eine oder mehrereThere are also tensile and compressive stresses or both ends of the tension bolts one or more

federnde Aufhängungen bekannt, bei denen über dieser Gummiringe mit kleinerem Querschnitt ausge-resilient suspensions are known in which rubber rings with a smaller cross section are

Zugbolzen eine pendelnde Wiegenaufhängung in führt sind, die schon bei leerem Fahrzeug durchDraw bolts are a pendulum cradle suspension that leads through when the vehicle is empty

Drehgestellen erreicht wird, wobei Zwischenlagen aus 50 Anlage der äußeren Metallteile abgeschaltet sind undBogies is achieved, with intermediate layers from 50 plant of the outer metal parts are switched off and

Gummi an den Enden der Zugbolzen eine gewisse erst bei entlastetem Rad wirksam werden. Eine solcheRubber at the ends of the tension bolts only take effect when the wheel is relieved. Such

Federung erzeugen. Die für die Achsabfederung bei Anordnung ist besonders wertvoll für Güterwagen,Generate suspension. The axle suspension for the arrangement is particularly valuable for freight wagons,

Schienenfahrzeugen erforderliche Federungsgröße deren Leergewicht im Verhältnis zum beladenenRail vehicles required suspension size, their curb weight in relation to the loaded

kann jedoch auf diese Weise nicht erreicht werden. Gewicht sehr klein ist. Diese Fahrzeuge haben beihowever, cannot be achieved in this way. Weight is very small. These vehicles have at

Weiter ist es bekannt, für die Abstützung des 55 Leerlast einen sehr kleinen Federweg. Daher könnenIt is also known to have a very small spring deflection for supporting the 55 empty load. Hence can

Wagenkastens auf Drehgestellen an Stelle der Dreh- die Räder bei schlechter Gleislage auf die SchieneCar body on bogies in place of the turntable - the wheels on the rails if the track is poor

pfanne pendelartige Zugbolzen mit Gummimetall- auflaufen, und der Radsatz entgleist. Der nachPan pendulum-like tension bolts with rubber-to-metal accrue, and the wheelset derailed. The after

zwischenlagen an beiden Längsenden zu verwenden, der Erfindung vorgesehene vorgeschaltete weichereTo use intermediate layers at both longitudinal ends, the invention provided upstream softer ones

wobei jedoch die Lauf eigenschaften des Drehgestells Gummiring hat schon bei geringer Last einen soHowever, the running properties of the bogie rubber ring already has such a low load

hiervon nicht berührt werden. 60 großen Federweg, daß auch bei Schienenversatz dasare not affected by this. 60 large spring deflection that even if the rails are misaligned

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine entlastete Rad kraftschlüssig auf der Schiene ruht und völlig wartungsfreie Achsabfederung mit ausreichen- Entgleisungen auch bei schlechter Gleislage verhindern Federweg für überkritisch laufende Schienen- dert werden. Bei belastetem Fahrzeug kommen die fahrzeuge zu schaffen, die die Nachteile der bekann- äußeren Metallteile des vorgeschalteten Federteiles ten Ausführungen vermeidet. Gelöst wird diese 65 zur Anlage und schalten es damit ab.
Aufgabe erfindungsgemäß durch die Kombination Weitere Einzelheiten eines Ausführungsbeispieles folgender für sich bekannter Merkmale: der Erfindung sind an Hand von Zeichnungen erläu-The invention is based on the object of providing a relieved wheel with a force fit on the rail and completely maintenance-free axle suspension with sufficient spring deflection for overcritical rails to prevent derailment even with poor track position. When the vehicle is loaded, the vehicles are created that avoids the disadvantages of the known outer metal parts of the upstream spring parts. This 65 is released to the system and thus switch it off.
Object according to the invention through the combination of further details of an exemplary embodiment of the following features which are known per se: the invention is explained with reference to drawings

a) Jede Gummimetallfeder ist zweigeteilt, wobei tert. Es zeigta) Each rubber-metal spring is divided into two parts, with tert. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Federanordnung, zum Teil im Schnitt,Fig. 1 is a side view of the spring arrangement according to the invention, partly in section,

F i g. 2 die Draufsicht auf die Federanordnung nach Fig. 1 im Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1,F i g. 2 shows the plan view of the spring arrangement according to FIG. 1 in section along line II-II in FIG. 1,

Fig. 3 die Draufsicht auf eine Federung in einer geänderten Querschnittsform der Gummimetallfedem, im Schnitt wie Fig. 2,3 shows the top view of a suspension in a modified cross-sectional shape of the rubber-metal springs, in section like Fig. 2,

F i g. 4 und 5 Schnittbilder der Gummimetallfedem in weiteren Ausführungsformen.F i g. 4 and 5 sectional images of the rubber-metal springs in further embodiments.

Das Achslagergehäuse 1 ist beidseitig mit angegossenen Konsolen versehen, in denen symmetrisch die konischen Gummiringe 3 angeordnet sind. Die Konsolen bilden zugleich die äußeren Metallteile 2 der Federung. Die inneren Metallteile 4 sind über den Zugbolzen 5 mit den inneren Metallteilen 6 von weiteren, spiegelgleich angeordneten konischen Gummimetallfedem mit den Gummiringen 7 verbunden. Die Außenteile 8 dieser Federn sind über die Konsolen 9 mit dem Fahrgestellrahmen 10 verbunden (Fig. 1 und 2). zoThe axle bearing housing 1 is provided on both sides with cast brackets in which the symmetrical conical rubber rings 3 are arranged. The consoles also form the outer metal parts 2 of the Suspension. The inner metal parts 4 are connected to the inner metal parts 6 by further, conical rubber-metal springs arranged in mirror image are connected to the rubber rings 7. the Outer parts 8 of these springs are connected to the chassis frame 10 via the brackets 9 (FIG. 1 and 2). zo

Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind am Achslagergehäuse 11 die Konsolen 12 in symmetrischer Anordnung befestigt. In diese sind keilförmige Gummimetallfedem, bestehend aus den Außenblechen 13, den Zwischenblechen 14 und dem metallischen Innenteil 15 sowie den dazwischenliegenden Gummischichten 16 und 17, eingesetzt. Die keilförmigen Gummifedern sind im Querschnitt dachförmig abgewinkelt. Sie können auch in der Draufsicht um 90° gedreht angeordnet sein, wenn in Längsrichtung eine besonders große Federweichheit erzielt werden soll. Die Konsolen 18 sind Teile des Fahrgestellrahmens und dienen zur Befestigung der unteren Gummimetallfedem (Fig. 3).Also in the embodiment according to FIG. 3, the brackets 12 are on the axle bearing housing 11 in symmetrical arrangement attached. In these are wedge-shaped rubber-metal springs, consisting of the Outer sheets 13, the intermediate sheets 14 and the metallic inner part 15 and those in between Rubber layers 16 and 17 are used. The wedge-shaped rubber springs are roof-shaped in cross-section angled. They can also be arranged rotated by 90 ° in the plan view, if in the longitudinal direction a particularly great feather softness is to be achieved. The consoles 18 are parts of the chassis frame and are used to attach the lower rubber-metal springs (Fig. 3).

Nach Fig. 4 sind die konischen Gummimetallfedern zu beiden Seiten des Zugbolzens 19 aus je zwei hinterein andergeschalteten konischen Ringen aufgebaut. Die Gummifedern bestehen aus dem inneren konischen Metallteil 20, dem Zwischenring 21 und dem äußeren Metallteil 22 sowie den dazwischenliegenden konischen Gummiringen 23 und 24. Um die untere Gummimetallfeder gegen Verschmutzung zu schützen, ist ein Faltenbalg 25 angebracht (F i g. 4).According to Fig. 4, the conical rubber-metal springs on both sides of the tension bolt 19 from each two conical rings connected one behind the other. The rubber springs consist of the inner one conical metal part 20, the intermediate ring 21 and the outer metal part 22 and those in between conical rubber rings 23 and 24. To protect the lower rubber-metal spring against contamination To protect, a bellows 25 is attached (Fig. 4).

Konische Gummiringe 26 und 27 sind bei der Ausführung nach Fig. 5 zwischen dem inneren Metallteil 28 und dem Zwischenring 29 sowie dem Zwischenring 29 und dem Außenring 30 einvulkanisiert. Der innere konische Gummiring 27 ist wesentlich kleiner als der äußere Gummiring 26 und verformt sich daher stärker. Es wird abgeschaltet, sobald sich die Anschlagscheibe 31 auf den oberen Rand des Zwischenringes 29 auflegt (F i g. 5).Conical rubber rings 26 and 27 are in the embodiment according to FIG. 5 between the inner metal part 28 and the intermediate ring 29 as well as the intermediate ring 29 and the outer ring 30 are vulcanized. The inner conical rubber ring 27 is much smaller than the outer rubber ring 26 and is deformed therefore stronger. It is switched off as soon as the stop disk 31 is on the upper edge of the Intermediate ring 29 is placed (FIG. 5).

Claims

Patent claims:

1. Axle suspension for vehicles, in particular Rail vehicles, where on both sides of the axle box on thrust and pressure claimed rubber-metal springs are arranged, characterized by the combination the following well-known characteristics:

a) Each rubber-metal spring is divided into two parts, each of these parts consisting of at least one inner Part (4 or 6) and an outer conical or partially pyramidal metal part (2 or 8) and a rubber ring (3 or 7) connecting them;

b) the two parts of each rubber-metal spring are mirror images of one another and with respect to one another arranged opposite to their deflection, the outer metal part (2) of one part of the rubber-metal spring with the axle bearing housing (1) and the outer Metal part (8) of the other part of the rubber-metal spring rrut the chassis frame (10) connected is;

c) the inner metal parts (4 or 6) of both parts of each rubber-metal spring are through a pendulum-like tension bolt (5) connected to one another (Fig. 1).

2. axle suspension according to claim 1, characterized in that the through the tie bolt (5) connected parts of each rubber metal spring in a known manner from several by intermediate rings (29) separate, concentrically arranged rubber rings (26 and 27) exist, and the inner rubber rings (27) have a smaller cross-section than the outer rubber rings (26) (Fig. 5).

3. axle suspension according to claims 1 and 2, characterized in that the tension bolt (5) has stop disks (31) at its ends, which are dimensioned so that they with spring-loaded inner rubber ring (27) in a known manner on the edge of this encompassing Place the intermediate ring (29) on (Fig. 5).

1 sheet of drawings