DE19702947A1 - Suspension device for a rail vehicle - Google Patents
Suspension device for a rail vehicleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Federungsvorrichtung für Triebwagen oder Anhänger von Schienenfahrzeugen mit zwei oder mehr Achsen, wobei zwischen dem Rahmen des Schienenfahrzeugs oder eines Drehgestells und dem Achslager mindestens eine Gummirollfeder angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a suspension device for Railcars or trailers of rail vehicles with two or more axes, being between the frame of the Rail vehicle or a bogie and the axle bearing at least one rubber roller spring is arranged, according to the Preamble of claim 1.
In der deutschen Offenlegungsschrift 26 44 964 wird eine derartige Federungsvorrichtung mit Gummirollfeder beschrieben. Diese Gummirollfeder besteht im wesentlichen aus einem Dorn und einem Gehäuse mit einem dazwischen angeordneten Gummiring.In German Offenlegungsschrift 26 44 964 a such suspension device with rubber roller spring described. This rubber roller spring essentially consists a mandrel and a housing with one in between arranged rubber ring.
Die relative vertikale Bewegung zwischen dem Rahmen des Schienenfahrzeugs bzw. des Drehgestells und dem Achslagergehäuse bewirkt eine Schubspannung im Gummiring der Gummirollfeder sowie ein Entlangrollen des Gummirings an den angrenzenden Flächen des Dorns und des Gehäuses.The relative vertical movement between the frame of the Rail vehicle or the bogie and the Axle bearing housing causes shear stress in the rubber ring the rubber roller spring and a rolling along of the rubber ring on the adjacent surfaces of the mandrel and the housing.
Die Federcharakteristik einer Gummirollfeder ergibt sich aus dem Zusammenspiel des Federdorns, des Gummirollringes und seiner Eigenschaften wie Härte usw. und der Ausbildung des Gehäuses.The spring characteristics of a rubber roller spring result from the interaction of the spring mandrel, the rubber roller ring and its properties such as hardness etc. and training of the housing.
Solche Gummirollfedern, die sowohl als Sekundär- als auch als Primärfedern einsetzbar sind, sind zwar preiswert und wenig reparaturanfällig, da sie einfach und robust aufgebaut sind. Sie sind aber wenig komfortabel. Eine Niveauregulierung ist nicht möglich. Die jeweils eingestellte Federkennlinie kann nachträglich nicht mehr verändert werden. Es ist lediglich möglich, einen Höhenausgleich durch Beilegen von Scheiben zu erzielen, falls das natürliche Setzverhalten über ein bestimmtes Maß hinausgeht.Such rubber roller springs, both as secondary and can be used as primary springs are inexpensive and less prone to repairs because it is simple and robust are. But they are not very comfortable. A Level regulation is not possible. The each the set spring characteristic cannot be changed afterwards to be changed. It is only possible to have one To achieve height compensation by inserting panes, if the natural setting behavior exceeds a certain level goes out.
Bei Beibehaltung der den Gummirollfedern innewohnenden Vorteile besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die eingangs beschriebene Gummirollfeder derartig weiterzubilden, daß sie komfortabler in den Fahreigenschaften und regelbar im Federungsverhalten wird.While maintaining the rubber roller springs The object of the present invention is advantageous therein, the rubber roller spring described above to further train that they are more comfortable in the Driving characteristics and adjustable in suspension behavior.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht - kurz gesagt - darin, daß man das bisher (insbesondere nach oben) offene Gehäuse der Gummirollfeder nach außen luftdicht abschließt, wodurch ein als Luftfeder (Gasfeder) verwendbarer Druckraum entsteht.In short, the solution to this problem is that the previously open (especially upwards) housing the rubber roller spring closes airtight on the outside, which makes a pressure chamber that can be used as an air spring (gas spring) arises.
Durch die relativ geringfügigen Veränderungen an der Gummirollfeder entsteht die Kombination einer Gummirollfeder mit einer Luft- bzw. Gasfeder, die einer Rollbalg-Luftfeder vergleichbar ist. (Rollbalg-Luftfedern sind in der Kraftfahrzeugtechnik/Schienenfahrzeugtechnik bekannt.)Due to the relatively minor changes to the The combination of a rubber roller spring Rubber roller spring with an air or gas spring, the one Bellows air spring is comparable. (Bellows air springs are in automotive engineering / rail vehicle engineering known.)
Mit Hilfe solch einer Kombination einer Gummirollfeder mit einer Luftfeder erhöht sich sowohl die Ausfallsicherheit als auch der allgemeine Fahrkomfort.With the help of such a combination of a rubber roller spring with An air spring increases both the reliability as well as the general driving comfort.
Durch eine an die Jeweilige Luftfederkomponente angeschlossene Druckpumpe in Verbindung mit einem elektronisch gesteuerten Niveauregelventil können die Luftfedern einzeln oder gruppenweise angesteuert und somit die Fahrzeughöhe wunschgemäß eingestellt werden.Through a respective air spring component connected pressure pump in connection with a electronically controlled level control valve can Air springs controlled individually or in groups and thus the vehicle height can be set as desired.
Befindet sich das Fahrzeug im vollbeladenen Zustand, also stark eingefedert, dann kann der im Druckraum über dem Federdorn befindliche Luftdruck angehoben werden, so daß die Feder eine zusätzliche Unterstützung durch den Luftdruck erhält und der abgefederte Wagen nach oben angehoben wird, was insbesondere wegen der Anpassung Bahnsteighöhe zu Wagenkante von außerordentlicher Wichtigkeit ist.If the vehicle is in a fully loaded condition, that is heavily compressed, then it can be in the pressure chamber above the Spring pressure located air pressure are raised so that the spring provides additional support from the Receives air pressure and the sprung car up is raised, especially because of the adjustment Platform height to car edge of extraordinary Importance is.
Zwecks Steuerung der Luftfeder(n) sind in den einzelnen Federeinheiten Sensoren vorgesehen, mit deren Hilfe Weg-, Druck- und/oder Schwingungsmessungen durchgeführt werden können.In order to control the air spring (s) are in the individual Spring units sensors are provided, with the help of displacement, Pressure and / or vibration measurements are carried out can.
Vorzugsweise werden die mit Hilfe der Sensoren gewonnenen Daten in einer Steuer- oder Regelelektronik verarbeitet.Preferably those obtained with the help of the sensors Data processed in control or regulating electronics.
Die Verarbeitung der- Luftfederdaten kann durch Vergleich. mit einem zentral abgelegten Kennfeld erfolgen.The processing of the air spring data can be done by comparison. with a centrally stored map.
Es ist aber auch möglich, daß die zur Verfügung stehenden Signale vom Fahrerpult aus manuell beeinflußt werden.But it is also possible that the available Signals from the driver's desk can be influenced manually.
Das Funktionsprinzip der Rechnereinheit basiert auf einem Prozessor, der die eingehenden Zustände von den Sensoren verarbeitet und mit einem abgelegten Federkennlinienfeld vergleicht und den Idealzustand durch Ausgangssignale zur Pumpe bzw. Druckbehälterpaket einpendelt.The operating principle of the computing unit is based on a Processor that detects the incoming states from the sensors processed and with a stored spring characteristic field compares and the ideal state through output signals The pump or pressure container package swings in.
Darüber hinaus ist eine Veränderung bzw. Anpassung der Federkennlinie möglich, wenn in dem Druckraum über dem Federdorn mittels der Sensorik in Verbindung mit der Regelelektronik und einer Druckpumpe ein entsprechender Luftdruck aufgebaut wird.In addition, a change or adjustment of the Spring characteristic curve possible if in the pressure chamber above the Spring mandrel by means of the sensors in connection with the Control electronics and a pressure pump a corresponding Air pressure is built up.
Bei unebener Fahrstrecke und starken Schwingungen kann eine Schwingungstilgung durch Anheben bzw. Absenken des Luftdrucks erzielt werden. Dabei werden die Schwingungen durch gegenphasige Druckimpulse unterdrückt. Die Geschwindigkeit der Druckanpassung in Abhängigkeit von der Elektronik (Rechengeschwindigkeit) wird durch entsprechende Volumina (Unter-/Überdruckbehälter) erreicht.If the road is uneven and there are strong vibrations, a Vibration dampening by raising or lowering the Air pressure can be achieved. The vibrations suppressed by opposing pressure pulses. The Speed of pressure adjustment depending on the Electronics (computing speed) is replaced by appropriate Volumes (vacuum / pressure tank) reached.
Ein ganz besonderer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, jeden Lastzustand abgreifen zu können und durch den automatischen Ausgleich über den Druckaufbau bzw. durch Anzeige am Leitstand über einen Weggeber vor Überlastung zu schützen. Bei bestimmten Lastverteilungen im Fahrzeug und bei Kurvenfahrt besteht die Möglichkeit der individuellen Ansteuerung der Federeinheiten auf den entsprechenden Seiten, um einem Einknicken des Fahrzeugs entgegenzuwirken.A very special advantage of the invention is that Possibility to tap any load condition and through automatic compensation via pressure build-up or by displaying it on the control station via a travel sensor Protect overload. With certain load distributions in Vehicle and when cornering there is the possibility of individual control of the spring units on the corresponding sides to a buckling of the vehicle counteract.
Als weiterer Vorteil zeichnet sich bei dieser Entwicklung eine kontinuierliche Überwachung des einzelnen Federsystems ab, was eine besonders anzuberaumende Untersuchung dieser Federsysteme überflüssig macht (Dichtheitsprüfung, Höhenmaß, Einrollverhalten usw.).Another advantage of this development continuous monitoring of the individual spring system what a special investigation of this Makes spring systems superfluous (leak test, Height, roll behavior, etc.).
Die erfindungsgemaße Gummirollfeder kann sowohl als Primär- als auch als Sekundärfeder mit individueller Kennlinienanpassung eingesetzt werden. Wegen ihres einfachen Aufbaus ist diese Feder wesentlich kostengünstiger als sonstige gasfederüberlagerte Federn.The rubber roller spring according to the invention can be used both as a primary and also as a secondary spring with individual Characteristic curve adjustment can be used. Because of her simple construction, this spring is essential less expensive than other gas spring superimposed springs.
Aufbau und Wirkungsweise des Erfindungsgegenstands soll anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert werden.Structure and mode of operation of the subject of the invention will be explained with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Federungsvorrichtung. Fig. 1 shows a schematic representation of the suspension device according to the invention.
Fig. 2 zeigt zum Vergleich die schematische Darstellung einer herkömmlichen Gummirollfeder. Fig. 2 shows the schematic representation of a conventional rubber roller spring for comparison.
Fig. 3a und 3b zeigen verschiedene bekannte Federelemente mit Gummirollfedern (teils im Schnitt). Fig. 3a and 3b show various known spring elements with rubber roll springs (partly in section).
Die in Fig. 2 dargestellte herkömmliche Gummirollfeder 2 besteht im wesentlichen aus einem Gummiring 4, der auf einen Dorn 6 aufgebracht ist und sich in einem Gehäuse 8 befindet. Das Gehäuse 8 ist nach oben offen.The illustrated in Fig. 2 conventional rubber scroll spring 2 essentially consists of a rubber ring 4, which is applied on a mandrel 6 and is located in a housing 8. The housing 8 is open at the top.
Die abgebildete Gummirollfeder befindet sich in einer mittleren Position. Im unverformten Zustand ist der Querschnitt des Gummirings 4 kreisförmig bis elliptisch. Die angreifende Kraft bewirkt ein Verflachen des Querschnitts. Die Verformung des Gummirollrings 4 erfolgt durch einen Abrollvorgang. Dabei gleitet der Gummiring 4 weder an der Innenwand 10 des Gehäuses 8 noch an dem Außenmantel 12 des Dorns 6.The rubber roll spring shown is in a middle position. In the undeformed state, the cross section of the rubber ring 4 is circular to elliptical. The attacking force causes the cross section to flatten out. The rubber roller ring 4 is deformed by a rolling process. The rubber ring 4 slides neither on the inner wall 10 of the housing 8 nor on the outer jacket 12 of the mandrel 6 .
Bei den in den Abb. 3a und 3b dargestellten herkömmlichen Federanordnungen ist die bekannte Gummirollfeder 2 jeweils mit einer Schraubenfeder 14 kombiniert.In the conventional spring arrangements shown in FIGS. 3a and 3b, the known rubber roller spring 2 is in each case combined with a helical spring 14 .
Der die Federcharakteristik der Gummirollfeder bestimmende Dorn 6 ist in Fig. 3a zylindrisch 6a (lineare Kennlinie), in Fig. 3b dagegen vorwiegend konisch 6b ausgebildet (progressive Kennlinie). The mandrel 6 that determines the spring characteristic of the rubber roller spring is cylindrical 6 a (linear characteristic curve) in FIG. 3a, but is predominantly conical 6 b in FIG. 3b (progressive characteristic curve).
Wie die Fig. 3a und 3b darüberhinaus zeigen, sind die Gehäuse 8 der Gummirollfedern 2 jeweils oben offen, d. h. im Innern des Gehäuses 2 herrscht atmosphärischer Druck.As shown in FIGS. 3a and 3b further show, the housing 8 of the roller rubber springs 2 are each open at the top, that in the interior of the housing 2 there is atmospheric pressure.
Aufbauend auf diesem Sachverhalt zeigt die in Fig. 1 dargestellte erfinderische Federungsvorrichtung 16 ein (oben) durch eine Abdeckplatte 20 druckdicht geschlossenes Gehäuse 18. Auf diese Weise entsteht zwischen Dorn 6 und Gummirollring 4, einerseits, und Außengehäuse 8 und Abdeckplatte 20, andererseits, ein Druckraum 22. Dieser Druckraum 22 wird erfindungsgemaß als Luftfeder benutzt. Die Federkraft dieser Luftfeder (Gasfeder) ist der Federkraft der Gummirollfeder 2 parallelgeschaltet.Building on this, the inventive suspension device 16 shown in FIG. 1 shows a housing 18 which is closed (above) by a cover plate 20 in a pressure-tight manner. In this way, a pressure chamber 22 is created between mandrel 6 and rubber roller ring 4 , on the one hand, and outer housing 8 and cover plate 20 , on the other hand. This pressure chamber 22 is used according to the invention as an air spring. The spring force of this air spring (gas spring) is connected in parallel with the spring force of the rubber roller spring 2 .
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abdeckplatte 20 mit weiteren Bauelementen ausgestattet: einem Anschluß 24 für eine Druckpumpe und/oder Unterdruck-/Über druckbehälter nebst Niveauregelventil 26.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the cover plate 20 is equipped with further components: a connection 24 for a pressure pump and / or vacuum / excess pressure container together with level control valve 26 .
Darüberhinaus sind Sensoren zur Bestimmung von Druck 28, Federhöhe 30 und Schwingungen 32 vorgesehen. Eine externe (nicht dargestellte) Elektronik übernimmt die Regelung der Federhöhe.In addition, sensors for determining pressure 28 , spring height 30 and vibrations 32 are provided. External electronics (not shown) regulate the spring height.
22nd
(herkömmliche) Gummirollfeder
(conventional) rubber roller spring
44th
Gummi(roll)ring
Rubber (roll) ring
66
Dorn
mandrel
88th
(Außen-)Gehäuse
(Outer) housing
1010th
Innenwand des Federgehäuses
Inner wall of the spring case
1212th
Außenmantel des Dorns
Outer jacket of the thorn
1414
Schraubenfeder
Coil spring
1616
(erfinderische) Federungsvorrichtung
(inventive) suspension device
1818th
druckdicht geschlossenes Gehäuse
pressure-tight closed housing
2020th
Abdeckplatte
Cover plate
2222
Druckraum
Pressure room
2424th
Anschluß für Druckpumpe
und/oder Unterdruck-/Überdruckbehälter
Connection for pressure pump and / or vacuum / pressure tank
2626
Mittel zur Niveauregulierung, Niveauregelventil
Level control means, level control valve
2828
Drucksensor
Pressure sensor
3030th
Sensor Federhöhe
Spring height sensor
3232
Schwingungsaufnehmer
Vibration sensor
Claims (6)
daß das Gehäuse (8) mittels einer Abdeckplatte (20) druckdicht abgeschlossen ist,
wodurch ein als Luftfeder benutzbarer Druckraum (22) gebildet wird.1. Suspension device for biaxial or multi-axle railcars or trailers of rail vehicles, with at least one rubber roller spring ( 2 ) between the frame of the rail vehicle or a bogie and the axle bearing, the rubber roller spring ( 2 ) having a rubber ring ( 4 ) on a mandrel ( 6 ) is applied and is supported against a housing ( 8 ), characterized in that
that the housing ( 8 ) is closed in a pressure-tight manner by means of a cover plate ( 20 ),
whereby a pressure chamber ( 22 ) that can be used as an air spring is formed.
eine seitenweise-individuelle Ansteuerbarkeit der (Luft-)Federeinheiten,
wobei der jeweils gewünschte Zustand über Druckauf- oder -abbau einstellbar ist.6. Suspension device according to one of the preceding claims, characterized by
a page-by-page controllability of the (air) spring units,
the respective desired state is adjustable via pressure build-up or reduction.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |