DE19507021A1

DE19507021A1 - Single axle double bogie for rail vehicles esp. standard gauge trains

Info

Publication number: DE19507021A1
Application number: DE1995107021
Authority: DE
Inventors: Juergen Wax-Ebeling
Original assignee: WAX EBELING JUERGEN
Current assignee: WAX EBELING JUERGEN
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2015-03-02
Also published as: DE19507021C2

Abstract

The single double bogie for rail vehicles has two single axle wheel sets (1,3) combined by the self steering Scheffel principle. Pref. each wheel axle (1) is supported with little or no longitudinal or transverse free play in a frame (3). The two frames are coupled by two diagonally arranged Scheffel rods (7).

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Einzelradsatzdoppelfahrwerk für Eisenbahnfahrzeuge, insbesondere von Personenfahrzeugen, das nach dem Scheffelprinzip einen Selbststeuereffekt erzielt, sowie eine Fahrwerksaufhängung nach dem Prinzip einer Schwinge, die das Ausdrehen des Einzelradsatzfahrwerkes in der horizontalen Ebene erlaubt, ohne dabei den Abstand des Fahrwerkes vom Wagenkasten in vertikaler Richtung zu verändern und somit ohne Zusatzkräfte arbeitet. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf die Kombination einer Zug- Bremskräfteübertragung auf den Wagenkasten, die ein Ausdrehen des Ein zelradsatzfahrwerkes ermöglicht, mit dem Prinzip des Einzelradsatzfahrwerkes.The invention relates generically to a single wheel set double chassis for Railway vehicles, in particular passenger vehicles, which according to the Scheffelprinzip achieved a self-steering effect, as well as a suspension the principle of a swing arm, which turns the single wheelset undercarriage in the horizontal plane allowed without changing the distance of the chassis from Modify the body in the vertical direction and therefore without additional forces is working. The invention also relates to the combination of a train Brake force transmission to the car body, which is a turning off of the one single wheel set, with the principle of the single wheel set.

Die Radsätze bekannter Jakobs- oder Endfahrwerke sind innerhalb eines Drehgestell rahmens quer- und/oder längsverschieblich gelagert.The wheel sets of well-known Jakobs or end trolleys are within a bogie frame mounted transversely and / or longitudinally.

Beim Abrollen der Räder entsteht durch den auftretenden Quer- und Längsschlupf, vor allem bei Bogenfahrt, Verschleiß, dieser soll minimiert werden. Bei bekannten Drehgestellen trägt der Wiegenträger das Drehlager (Drehkranz oder Drehpfanne). Die Gewichtskräfte werden wagenkastenseitig über einen Querträger zum Drehlager und von dort aus über den Wiegenträger zu den Sekundärfedern übertragen. Der Drehgestellrahmen verbindet beide Radsätze und trägt in seiner Mitte den Wagenka sten. Der Drehgestellrahmen ist mit Biegemomenten belastet und muß deswegen groß dimensioniert werden und weist somit ein hohes Gewicht auf. Das hohe Gewicht soll verkleinert werden. Der Bauaufwand für zwei Querträger im Wagenkasten und im Drehgestell ist groß. Die biegemomentbelasteten Querträger sind platzraubend. Die bekannte Anordnung erlaubt nur mit großem Aufwand die Zug- und Bremskraftüber tragung des Drehgestells auf den Wagen in Form einer Tiefanlenkung, die zu geringen Radentlastungen und somit zu gutem Traktionsverhalten führt. When the wheels roll off, the transverse and longitudinal slip that occurs creates especially when traveling through bends, wear, this should be minimized. At acquaintances The cradle carries the pivot bearing (slewing ring or swivel pan). The weight forces are transferred to the pivot bearing on the wagon body side via a cross member and transmitted from there via the cradle to the secondary springs. Of the Bogie frame connects both wheelsets and carries the Wagenka in the middle most. The bogie frame is loaded with bending moments and must therefore be large be dimensioned and therefore has a high weight. The high weight should be made smaller. The construction work for two cross members in the car body and in Bogie is big. The crossbeams loaded with bending moment are bulky. The known arrangement allows the traction and braking force over only with great effort Carrying the bogie on the car in the form of a deep linkage that is too low Wheel relief and thus leads to good traction behavior.

Bekannte Einzelradsatzfahrzeuge verwenden den Knickwinkel zweier benachbarter Wagenkästen zur Radialsteuerung der Radsätze. Der Knickwinkel wird dabei durch eine Stangenanordnung direkt abgenommen und durch eine Übersetzung zum An steuern der Radsätze benutzt. Diese Anordnung ist aufwendig, fährt zu Reaktions kräften und führt zu Fehlsteuerungen, wenn der Gleisbogenradius nicht konstant ist. Bekannte Einzelradsatzausführungen besitzen an den Wagenkastengelenken nur einen Einzelradsatz. Dies erhöht die statische Radlast für den Einzelradsatz.Known independent wheelset vehicles use the articulation angle of two neighboring ones Car bodies for radial control of the wheel sets. The kink angle is thereby a rod arrangement directly removed and by a translation to the An control the wheel sets used. This arrangement is complex and leads to reaction forces and leads to incorrect control if the curve radius is not constant. Known independent wheel set designs have only one on the body joints Independent wheel set. This increases the static wheel load for the single wheel set.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einzelradsatzdoppelfahrwerk zu kon zipieren, in bezug auf Verschleißverhalten, Gewicht, Spurführung und Reaktions kräfte günstig auszuführen und es so zu konstruieren, daß es angetrieben werden kann und eine Tiefanlenkung realisiert wird.The invention has for its object to kon a single wheel set double zip, in terms of wear behavior, weight, tracking and response to perform forces cheaply and to design it so that it can be driven and a deep link is realized.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung die Anwendung des Scheffelprinzipes auf die Einzelradsatztechnik. Das Scheffelprinzip ist an sich bekannt und erfolgreich angewendet worden. (K. Riessberger in Glasers Annalen Nr. 6/1992 5.172).To achieve this object, the invention teaches the application of the bushel principle on the single wheel set technology. The bushel principle is known per se and is successful been applied. (K. Riessberger in Glasers Annalen No. 6/1992 5,172).

Erfindungsgemäß werden die Radsätze mittels einer Primärfederung so in dem Einzel rahmen gelagert, daß nur geringe Quer- und Längsspiele möglich sind. Der gegenüber dem Wagenkasten drehbare Einzelrahmen stützt über Sekundärfedern in der Nähe der Wagenkastenlangträger den Wagenkasten. Zwischen dem Wagenkasten und dem Ein zelrahmen befinden sich keine Drehelemente. Die Ausdrehbewegung des Einzelrad satzfahrwerks gegenüber dem Wagenkasten wird allein durch die Querfederung der Sekundärfeder realisiert. Die Sekundärfedern sind über den Radsatzlagern angeordnet, so daß der Einzelradsatzfahrwerksrahmen keine Biegemomente aus der Gewichtskraft aufnehmen muß.According to the invention, the wheel sets are so in the individual by means of a primary suspension frame stored that only little cross and longitudinal play are possible. The opposite the car body rotatable single frame supports via secondary springs near the The long body of the car body. Between the car body and the one frame there are no rotating elements. The turning movement of the single wheel set chassis opposite the car body is only by the transverse suspension of the Secondary spring realized. The secondary springs are located above the wheelset bearings, so that the independent wheel set undercarriage no bending moments from the weight must record.

Die Ausdrehbewegung des Einzelradsatzfahrwerks darf zu keinen Zusatzrückstellkräf ten führen, wie sie durch eine Höhenlageänderung des Einzelrahmens gegenüber dem Wagenkasten auftreten würden. Durch das Antriebs- und Bremsmoment wird ein Re aktionsmoment erzeugt, das durch eine Drehmomentenstütze aufgefangen werden muß. Der Einzelradsatzfahrwerksrahmen ist deswegen als Schwinge über in den bei den vertikalen Ebenen schräg verlaufenden Zug-Druckstangen und einzelrahmenseiti gen Umlenkhebeln so am Wagenkasten gelagert, daß sich bei einer Ausdrehbewegung des Einzelradsatzes keine Höhenlageänderungen ergeben und somit keine schädlichen Zusatzkräfte auftreten, die über das aus der Quersteifheit der Sekundärfedern resul tierende Rückstellmoment hinausgehende Rückstellmomente oder Ausdrehmomente erzeugen, die zu einer Verstärkung der Auslenkung führen würden.The turning movement of the single wheel set undercarriage must not have any additional resetting force ten lead, as caused by a change in the height of the individual frame compared to the Car body would occur. Due to the drive and braking torque, a Re action torque generated, which are absorbed by a torque arm got to. The single wheel set undercarriage is therefore a swing arm in the at the vertical levels of inclined push-pull rods and single frame side gen deflection levers so mounted on the car body that when turning out of the single wheel set result in no changes in altitude and thus no harmful Additional forces occur that result from the transverse stiffness of the secondary springs restoring torques or restoring torques generate that would lead to an increase in displacement.

Nach dem Scheffelprinzip müssen die Drehbewegungen zweier Radsatze eines Einzel radsatzdoppelfahrwerkes miteinander gekoppelt werden. Dazu werden die Einzelrah men über sich kreuzende Zug-Druckstangen jeweils so diagonal miteinander verbun den, daß sich die Ausdrehbewegungen eines Radsatzes auf den anderen übertragen.According to the bushel principle, the rotary movements of two wheelsets of a single one wheelset double chassis are coupled together. For this, the single frame men diagonally connected to each other via intersecting push-pull rods that the turning movements of one wheel set are transferred to the other.

Dies geschieht bei Bogenfahrt dadurch, daß sich der Anlenkpunkt der Zug-Druck stangen des vorlaufenden Einzelradsatzfahrwerks bogeninnenseitig nach hinten und zur Fahrzeuglängsachse hin bewegt, bogenaußenseitig nach vorne und von der Fahr zeuglängsachse weg bewegt und diese Bewegung so auf das nachlaufende Einzelrad satzfahrwerk übertragen wird, daß sich das Einzelradsatzfahrwerk bogeninnenseitig relativ zur Fahrtrichtung nach vorne und bogenaußenseitig nach hinten bewegt. Da die Radsätze nur geringes Spiel gegenüber dem Einzelradsatzfahrwerksrahmen aufweisen, bewegen sie sich ebenso wie der dazugehörige Einzelradsatzfahrwerksrahmen. Die Radsatzmittellinien stellen sich dabei so ein, daß die Mittellinien zweier benachbarter Einzelradsatzfahrwerke, also die Mittellinie des durch die Kopplung der beiden Ein zelradsatzfahrwerke entstehenden Einzelradsatzdoppelfahrwerks, die Winkelhal bierende des Winkels ist, den die Radsatzmittellinien bilden (Scheffelprinzip).This happens when traveling through bends in that the articulation point of the train pressure rods of the leading single wheel set undercarriage inside and back moved towards the vehicle's longitudinal axis, on the outside of the bend to the front and from the drive longitudinal axis moves away and this movement on the trailing single wheel set undercarriage is transmitted that the independent wheel set undercarriage inside moved forward relative to the direction of travel and backward on the outside of the sheet. Since the Wheelsets have only a slight play compared to the single wheelset chassis, they move just like the associated independent wheelset chassis. The Wheelset center lines are adjusted so that the center lines of two neighboring ones Independent wheel sets, i.e. the center line of the by coupling the two on Single wheel set double undercarriage, the Winkelhal is the angle that the wheelset center lines form (bushel principle).

Damit kann eine nahezu radiale Einstellung der Radsätze erreicht werden. Durch eine Lenkbewegung der Radsätze und deren gegenseitige Stabilisierung ist es möglich, die Radsätze auch bei höheren Geschwindigkeiten sicher zu führen und den Querschlupf bei Bogenfahrten deutlich zu verringern. Die Verringerung des Querschlupfes führt zu deutlich geringerem Verschleiß, als dies bei bekannten Konstruktionen möglich war.An almost radial adjustment of the wheel sets can thus be achieved. By a Steering movement of the wheel sets and their mutual stabilization, it is possible to Safely guide wheelsets even at higher speeds and the cross slip to reduce significantly when traveling with bows. The reduction in transverse slip leads to significantly less wear than was possible with known designs.

Die Einzelradsatzrahmen tragen oberhalb der Radsatzlager die Sekundärfeder, die den Wagenkasten in der Ebene der Seitenwand abstützen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann ein Wagenkastenquerträger entfallen und der Einzelradsatzrahmen wird nicht mit einem Biegemoment aus der Gewichtskraft des Wagens belastet, da die Übertragung der Gewichtskraft durch einen Längsträger im Fahrwerk entfällt. Durch diese Tatsache wird das Gewicht des Fahrwerks erniedrigt.The independent wheelset frames carry the secondary spring above the wheelset bearings Support the body in the level of the side wall. By the invention Arrangement can be omitted a body cross member and the independent wheelset is not loaded with a bending moment from the weight of the car, because the There is no transmission of the weight through a side member in the chassis. By this fact lowers the weight of the undercarriage.

Auf eine Drehverbindung in Wagenmitte wird verzichtet. Statt dessen wird eine Zug- Druckstangenkinematik verwendet, die die Ausdrehbewegung des Einzelradsatzfahr werkes gegenüber dem Wagenkasten ermöglicht und die Zug- und Bremskräfte über trägt. Jeweils außen auf der Radsatzlagermittellinie werden auf jeder Seite eine schräg verlaufende Zug-Druckstange angelenkt. Die Zug-Druckstangen sind wagenkasten seitig auf jeder Seite in einem Unlenkwinkelhebel gelagert. Die freien Enden der Um lenkhebel werden durch eine Koppelstange gelenkig miteinander verbunden. Das Ausdrehen des Radsatzes führt auf der Bogeninnenseite beim nachlaufenden Fahrwerk zu einer Verlagerung des Zug-Druckstangenanlenkpunktes nach vorne und auf der Bogenaußenseite nach hinten. Diese Bewegungen werden durch den Winkelhebel in eine Drehbewegung umgesetzt und mit der Koppelstange auf den anderen Winkelhe bel übertragen. Dieser führt eine winkelgleiche entgegengesetzte Bewegung aus, so daß über die Zug-Druckstange der bogenaußenseitige Anlenkpunkt sich um dieselbe Wegstrecke nach hinten bewegt wie der bogeninnenseitige nach vorne. Damit ist eine Drehbewegung des Fahrwerks um die Radsatzmittellinie erreicht. Beim vorlaufenden Fahrwerk verlaufen die Vorgänge analog. Hier bewegt sich der bogeninnenseitige An lenkpunkt der Zug-Druckstangen nach hinten und der bogenaußenseitige Anlenk punkt nach vorne.There is no slewing ring in the middle of the car. Instead, a train Push rod kinematics used that the turning movement of the independent wheelset Works opposite the car body and the traction and braking forces over wearing. On the outside of the wheelset bearing center line, there is an oblique on each side running push-pull rod articulated. The pull-push rods are car bodies mounted on each side in a steering angle lever. The free ends of the um Steering levers are articulated together by a coupling rod. The Turning out the wheelset leads on the inside of the bend at the trailing undercarriage for a shift of the push-push rod pivot point to the front and on the Outside of the bow to the rear. These movements are in through the angle lever implemented a rotary movement and with the coupling rod on the other Winkelhe bel transferred. This performs an opposite movement at the same angle, so that about the pull-push rod the outer pivot point around the same Distance moved backwards like the inside of the bow to the front. So that's one Rotary movement of the undercarriage around the center line of the wheelset reached. At the leading The operations are similar to the chassis. Here the inside of the bow moves steering point of the push-pull rods to the rear and the hinge on the outside of the bow point forward.

Geeignet ist die Erfindung auch als Einzelradsatzdoppelfahrwerk in Jakobsanordnung. Hierbei stützen die Sekundärfedern der Einzelradsatzfahrwerke eines Einzelradsatz doppelfahrwerks jeweils die Wagenkastenenden zweier benachbarter Wagen. Durch die Stellung der Endradsätze zweier benachbarter Wagen im Bogen stehen diese zu einander bereits so, daß die Radsatzmittellinien der Endradsätze einen Winkel bilden dessen Winkelhalbierende durch den Bogenmittelpunkt geht. Der nachlaufende Rad satz steht dabei üblicherweise so, daß er eine unterradiale, der vorlaufende Radsatz so, daß er eine überradiale Stellung einnimmt. Erfindungsgemäß werden beide Stel lungen über die diagonalen Koppelstangen der Scheffelanlenkung so ausgeglichen, daß sich eine radiale Stellung beider Radsätze im Gleis ergibt. The invention is also suitable as a single wheel set double chassis in Jacob's arrangement. Here, the secondary springs of the single wheel set bogies support a single wheel set double undercarriage the ends of two adjacent wagons. By the position of the end wheel sets of two adjacent carriages in the curve is due to them each other so that the wheel center lines of the end wheel sets form an angle whose bisector goes through the center of the arc. The trailing wheel sentence usually stands so that it has a lower radial, the leading wheelset so that it assumes an over-radial position. According to the invention, both positions lungs balanced over the diagonal coupling rods of the bushel linkage, that there is a radial position of both wheel sets in the track.

Im folgenden wird Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen erläutert.In the following, the invention is illustrated by means of an exemplary embodiment Drawings explained.

Es zeigen in schematischer DarstellungThey show a schematic representation

Fig. 1 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Einzelradsatzdoppelfahrwerk Fig. 1 is a plan view of the single wheel double undercarriage according to the invention

Fig. 2 eine Ansicht A auf den Gegenstand Fig. 1 Fig. 2 is a view A to the object Fig. 1

Fig. 3 eine Ansicht C auf den Gegenstand Fig. 1. Fig. 3 is a view on the object C to FIG. 1.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Einzelradsatzdoppelfahrwerk ist als Fahrwerk für Vollbahnschienenfahrzeuge bestimmt.The single wheel set double trolley shown in FIGS. 1 to 3 is intended as a trolley for solid rail vehicles.

Zum grundsätzlichen Aufbau gehören die beiden Radsätze 1, die Primärabfederung und Radsatzanlenkung 2, die Einzelradsatzfahrwerksrahmen 3, die Zug- Druckstan gen für die Tiefanlenkung 4, die Winkelhebel 5, die Koppelstange der Anlenkung 6, die Diagonalkoppelstangen der Scheffelanlenkung 7, die Sekundärabfederung 8, die schrägen Druckstangen der Schwingenstützanordnung 9, die Umlenkhebel der Schwingenanlenkung 10.The basic structure includes the two wheelsets 1 , the primary suspension and wheelset linkage 2 , the independent wheelset frame 3 , the Zug-Druckstan conditions for the deep linkage 4 , the angle lever 5 , the coupling rod of the linkage 6 , the diagonal coupling rods of the bushel linkage 7 , the secondary suspension 8 , the inclined push rods of the rocker arm assembly 9 , the bellcranks of the rocker arm 10th

Erfindungsgemäß wird der Einzelradsatzrahmen 3 mit dem Radsatz 1 über die Primär federung und Radsatzanlenkung 2 so verbunden, daß nur noch ein geringes Quer- und Längsspiel des Radsatzes gegenüber dem Einzelradsatzfahrwerksrahmen 3 möglich ist. Dies kann beispielsweise durch Metallgummifedern erreicht werden. An den Ein zelradsatzrahmen 3 in sphärischen Gummigelenklagern 11 gelagerte diagonale Kop pelstangen der Scheffelanlenkung 7 übertragen die Lenkbewegung erfindungsgemäß so, daß die Querachse des Einzelradsatzdoppelfahrwerkes stets die Winkelhalbierende aus dem Winkel, den die Mittellinien der Radsätze miteinander bilden, bildet. Die Radsätze sind über die Primärfederung, die Sekundärabfederung und den Einzelrad satzfahrwerksrahmen, der mit der Schwingenstützanordnung, bestehend aus den in den beiden vertikalen Ebenen schräg verlaufenden, Druckstangen 9 und den Umlenk hebeln 10 eine Schwinge bildet, abgefedert. Beim Ausdrehen des Einzelradsatzfahr werkes ändern die Druckstangen 9 ihre Lage so, daß der vertikale Abstand zwischen Wagenkasten und Einzelradsatzfahrwerk nicht verändert wird. Oberhalb der Radsatz lager 12 trägt der Einzelradsatzfahrwerksrahmen 3 die Sekundärfeder 8, die den Wa genkasten abstützt und die Ausdrehbewegung über die Querweichheit der Sekundär feder zuläßt. According to the independent wheelset frame 3 is connected to the wheelset 1 via the primary suspension and wheelset linkage 2 so that only a slight lateral and longitudinal play of the wheelset compared to the independent wheelset frame 3 is possible. This can be achieved, for example, by means of metal rubber springs. At the one zelradsatzrahmen 3 in spherical rubber joint bearings 11 mounted diagonal Kop pelstangen the bushel linkage 7 transfer the steering movement according to the invention so that the transverse axis of the independent wheelset double undercarriage always forms the bisector from the angle formed by the center lines of the wheelsets. The wheelsets are suspended via the primary suspension, the secondary suspension and the single wheel set chassis frame, which forms a rocker arm with the rocker support arrangement consisting of the push rods 9 and the deflecting lever 10 and the deflection lever 10 . When unscrewing the independent wheel set, the push rods 9 change their position so that the vertical distance between the body and the independent wheel set is not changed. Above the wheel set bearing 12 carries the Einzelradsatzfahrwerksrahmen 3, the secondary spring 8 which supports the genkasten Wa and to permit rotational movement about the transverse softness of the secondary spring.

Die Zug-Druckstangeanordnung zur Übertragung der Zug- und Bremskräfte er möglicht das Ausdrehen des Einzelradsatzfahrwerks um den Radsatzmittelpunkt. Die schrägen Zug-Druckstangen 4 übertragen die Zug- und Bremskräfte auf den Wagen kasten. Die Verlagerung der Anlenkpunkte der Zug-Druckstangen am Einzelradsatz fahrwerksrahmen bei Bogenfahrt wird in den Winkelhebeln 5 in eine Drehbewegung umgewandelt und auf die jeweils andere Fahrwerksseite mit der Koppelstange 6 übertragen.The pull-push rod arrangement for transmitting the tensile and braking forces enables the single wheel set undercarriage to be turned around the center of the wheel set. The oblique push-push rods 4 transmit the tensile and braking forces to the car box. The displacement of the articulation points of the push-push rods on the single wheel set undercarriage frames when traveling through bends is converted into a rotary movement in the angle levers 5 and transmitted to the other undercarriage side with the coupling rod 6 .

Claims

1. Single wheel set double undercarriage for railway vehicles, in particular for full-track vehicles, characterized by the combination of two single wheel sets with the principle of self-steering wheel sets according to Scheffel.

2. Single wheel set double undercarriage for railway vehicles according to claim 1 characterized by the constructive realization as Jacob's chassis, i.e. as Undercarriage that carries two car bodies.

3. Single wheel set double running gear for railway vehicles according to claim 1 characterized by the constructive realization as final chassis, the one Carriage body carries.

4. Single wheel set double undercarriage for railway vehicles according to claim 1 to 3 characterized by storage of the individual wheel sets in the form of a rocker a push rod linkage in the two vertical planes inclined position 9 and Deflecting levers 10 for swiveling the single wheel set undercarriage, without changing the distance between chassis and body.

5. Single wheel set double chassis for railway vehicles according to claim 1 to 3 characterized by the combination of the transmission of traction and braking forces by means of push-push rods 4, deflection lever 5 and coupling rod 6, the one Turning the single wheel set under the vertical axis in the center of the wheel set allow, with the principle of the independent wheelset.