DE2009025C3

DE2009025C3 - Air suspension for vehicles, in particular rail vehicles with bogies

Info

Publication number: DE2009025C3
Application number: DE19702009025
Authority: DE
Inventors: Hans 8000 München Pöllinger
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Filing date: 1970-02-26
Publication date: 1977-04-14

Description

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Die Erfindung betrifft eine Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge mit Drehgestellen, mit am Wagenkasten seitlich angeordneten Luftfederungsventilen, welche über je ein Hebelgestänge mit dem Drehgestellrahmen beweglich verbunden sind.The invention relates to an air suspension for vehicles, in particular rail vehicles with bogies, with air suspension valves arranged on the side of the car body, each with a lever linkage are movably connected to the bogie frame.

Bei einer Luftfederung bekarnter Art (US-PS 22 749) wird der Fahrzeugaufbau von vier Luftfedern getragen. Diese sind jeweils mit einem Luftfedemngsventil verbunden und werden von diesem derart gesteuert, daß. wenn eine der Luftfedern über ein bestimmtes Maß hinaus zusammengedrückt oder auseinandergezogen wird, zusätzlich Luft in die Luftfeder eingespeist bzw. diese Luftfeder solange entlüftet wird, bis alle Luftfedern wieder ihre normale Höhe erreicht haben. Jedes Luftfederungsventil wird dabei von einer Hebelanordnung gesteuert, welche einerseits mit einer Schaltwelle des am Fahrzeugaufbau befestigten Ventils und andererseits mit einer sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Brücke verbunden ist. An den Fahrzeugenden sind Brücken vorgesehen, an denen sich einerseits je zwei der den Fahrzeugaufbau tragenden Luftfedern abstützen und an denen andererseits je ein Drehgestellrahmen mittels eines Königszapfens drehbar gelagert ist.With an air suspension known type (US-PS 22 749), the vehicle body is made up of four air springs carried. These are each connected to an air suspension valve and are controlled by it in this way controlled that. if one of the air springs is compressed beyond a certain amount or is pulled apart, additional air is fed into the air spring or this air spring for as long bleed until all air springs have returned to their normal height. Every air suspension valve will controlled by a lever arrangement, which on the one hand with a switching shaft on the vehicle body attached valve and on the other hand connected to a bridge extending transversely to the longitudinal direction of the vehicle is. At the ends of the vehicle bridges are provided, where on the one hand two of the each Support vehicle body supporting air springs and on the other hand a bogie frame by means of a king pin is rotatably mounted.

Werden nun z.B. der Fahrzeugaufbau und eine Brücke durch Zusammendrüekung einee oder beider der zugehörigen Luftfedern aufeinander zu oder infolge einer Drehung der Luftfedern voneinander weg bewegt, so ändern die Hebel der Hebelanordnung ihre Winkellage und schalten somit das Luftfecierungsventil oder die Luftfederungsventile in oben beschriebener Weise ein oder aus,If, for example, the vehicle body and a bridge are pushed together, one or both of the associated air springs are moved towards one another or away from one another as a result of a rotation of the air springs, so the levers of the lever arrangement change their angular position and thus switch the Luftfecierungsventil or the air suspension valves on or off in the manner described above,

Um bei einer Einfahrt des Fahrzeuges in eine überhöhte Kurve eine Verwindung des Fahrzeugaufbaus zu vermeiden, wenn sich das in Fahrtrichtung vorn liegende Drehgestell und damit das vordere Fahrzeugende bereits in einer Schräglage befinden, während sich das in Fahrtrichtung hinten liegende Drehgestell noch auf einem ebenen Schienenabschnitt befindet, ist zusätzlich ein Zusatzgestänge vorgesehen, welches die in Fahrtrichtung hinten liegenden Luftsteuerventile in Abhängigkeit der momentanen Schräglage des vorderen Fahrzeugendes steuert.To prevent the vehicle body from twisting when the vehicle enters a banked curve to be avoided if the bogie at the front in the direction of travel and thus the front end of the vehicle are already in an inclined position, while the bogie at the rear in the direction of travel is still is located on a flat rail section, an additional linkage is also provided, which the Air control valves located at the rear in the direction of travel depending on the current inclination of the front one Vehicle end controls.

Bei derartigen Anordnungen hat eine Drehung des Drehgestellrahmens auf die Hebelanordnung und damit auf die Luftfedersteuerung keinerlei Einfluß, da der Drehzapfen des Drehgestells zwischen dem Drehgestellrahmen und der zur gelenkigen Lagerung des Hebelgestänges dienenden Brücke angeordnet ist.In such arrangements a rotation of the bogie frame has on the lever arrangement and thus on the air spring control, since the pivot pin of the bogie is between the bogie frame and the bridge serving for the articulated mounting of the lever linkage is arranged.

Bei mit derartigen Luftfederungen ausgestatteten Fahrzeugen ergibt sich ein unangenehmes Wanken des Fahrzeugaufbaus während Kurvenfahrten, da die Luftsteuerventile nur mit einer gewissen Verzögerung zur Wirkung kommen.In vehicles equipped with such air suspension systems, the result is an uncomfortable swaying of the Vehicle build-up when cornering, as the air control valves only operate with a certain delay come into effect.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll, darin, eine Luftfederung der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß das Wanken des Fahrzeugaufbaus ohne Einsatz zusätzlicher, einen erhöhten Montage- und Unterhaltungsaufwand erfordernder Steuerungsmittel verhindert werden kann.On this basis, the object to be achieved by the invention is to provide an air suspension of the type in question in such a way that the vehicle body can roll without the use of additional, an increased assembly and maintenance effort requiring control means can be prevented can.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.The solution to this problem is characterized by the features according to the identification part of the Claim 1.

Durch diese Ausbildung wird die Luftfedersteuerung nicht erst nach dem kurvenbedingten Auftreten von Fliehkräften und damit bei Bestehen einer Neigung des Fahrzeugaufbaus zur Kurvenaußenseite wirksam, sondern infolge Drehung des Fahrgestells bereits unmittelbar bei Einfahrt in die Kurve.With this design, the air spring control is not only after the curve-related occurrence of Centrifugal forces and thus effective when there is an inclination of the vehicle body to the outside of the curve, but as a result of the rotation of the chassis immediately upon entering the curve.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, er ist in den Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt. Es zeigtAdvantageous refinements of the subject matter of the invention emerge from the subclaims, it is shown schematically in the drawings using an exemplary embodiment. It shows

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Schienenfahrzeugs bei Geradeausfahrt,F i g. 1 shows a side view of a rail vehicle when driving straight ahead,

F i g. 2 die Draufsicht auf die Drehgestelle des Schienenfahrzeugs bei Geradeausfahrt,F i g. 2 the top view of the bogies of the rail vehicle when driving straight ahead,

F i g. 3 eine Seitenansicht des Schienenfahrzeugs bei Kurvenfahrt,F i g. 3 shows a side view of the rail vehicle when cornering;

Fig.4 die Draufsicht auf die Drehgestelle des Schienenfahrzeuges bei Kurvenfahrt,4 shows the top view of the bogies of the rail vehicle when cornering,

F i g. 5, 6 und 7 das Hebelgestänge in unterschiedlichen Positionen.F i g. 5, 6 and 7 the lever linkage in different Positions.

Gemäß F i g. 1 und 2 ist der Wagenkasten 1 um eine vertikale Drehachse 2 drehbar mit dem Drehgestellrahmen 3 verbunden. An einer Fahrzeugseite 4, nahe den Stirnseiten 5 und 6 sind an der Unterseite 20 des Wagenkastens 1 die Luftfederungsventile 7 und 8 und an der gegenüberliegenden Fahrzeugseite 9 die Luftfederungsventile 10 und 11 angeordnet. Je ein Hebelgestän-According to FIG. 1 and 2, the car body 1 is rotatable about a vertical axis of rotation 2 with the bogie frame 3 connected. On a vehicle side 4, near the end faces 5 and 6 are on the underside 20 of the Car body 1 the air suspension valves 7 and 8 and on the opposite side of the vehicle 9 the air suspension valves 10 and 11 arranged. One lever linkage each

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ge, bestehend aus dem Horizontalhcbal 12 und dem Verlikalhebel 13 verbindet jedes de· Luftfederungsven· tile 7, 8, JO und 11 über je eine Gelenkwelle 14 mit je einem Anienkpunkl 2S der Lultfederungsvenlile 7,8,10 und 11 einerseits und mit je einem Anlenkpunkt 15 am Drehgestellrahmen 3 andererseits. Dei Horizonuilhebel 12 des Hebelgestänges ist über den Anlenkpunkt 21 mit ■ einer Betätigungswelle der Luftfederungsventile 7,8,10 und 11 verbunden.ge, consisting of the Horizontalhcbal 12 and the Reliable lever 13 connects each of the air suspension valves tile 7, 8, JO and 11 each via a cardan shaft 14 with each an attachment point 2S of the Lultfederungsvenlile 7,8,10 and 11 on the one hand and each with a pivot point 15 on Bogie frame 3 on the other hand. The Horizonuil lever 12 of the lever linkage is via the articulation point 21 with ■ an actuating shaft of the air suspension valves 7,8,10 and 11 connected.

Über je eine Luftleitung 16 sind die Luftfederung»- ventile 7, 8, 10 und 11 an einer nicht dargestellten Drueklüftquclle angeschlossen und steuern über je eine Luftleitung 17 eine bestimmte, von der Fahrzeugbelasuing abhängige Druckhöhe in die Federbälge 18 ein, die sich mit ihrer Oberseite 22 gegen die Unterseite 20 des Wagenkastens I und mit ihrer Unterseite 23 gegen den Drehgestellrahmen 3 abstützen.The air suspension »- valves 7, 8, 10 and 11 are connected to a non-illustrated Drueklüftquclle and control each one Air line 17 feeds a certain pressure level into the bellows 18, which is dependent on the vehicle exposure, which is with its top 22 against the bottom 20 of the car body I and with its bottom 23 against support the bogie frame 3.

Während einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges gemäß Fig. 1 und Fig.2 erfolgt eine derartige Beaufschlagung der Luftfederbälge 18 über die Luftfederungsventile 7, 8, 10 und 11. daß der senkrechte Abstand zwischen dem Wagenkasten 1 und dem Drehgestellrahmen 3 im wesentlichen konstant bleibt. Hierbei sind die Luftfederungsventile 7, 8, 10 und Il infolge des in Abschlußstellung stehenden Hebelgestän· ges geschlossen. Wie in Fig. 5 dargestellt, ist dabei der untere Anlenkpunkt 15 am Drehgestellrahmen 3 gegenüber den Stirnseiten 5 bzw. 6 des Wagenkastens 1 versetzt angeordnet und über den schräggestellten Vertikalhebel 13 und die Gelenkstelle 14 mit dem im _J0 wesentlichen waagerecht angeordneten Horizontalhe bei 12 an das Luftfederungsventil 7, 8, 10 oder 11 am Anlenkpunkt 21 angelenkt, welcher mil einer Betätigungswelle des Luftfederungsventils 7, 8, 10 oder 11 verbunden istWhile the vehicle is traveling straight ahead according to FIGS. 1 and 2, the air suspension bellows 18 are acted upon by the air suspension valves 7, 8, 10 and 11 so that the vertical distance between the car body 1 and the bogie frame 3 remains essentially constant. Here, the air suspension valves 7, 8, 10 and II are closed as a result of the lever linkage in the closing position. As shown in Fig. 5, the lower articulation point 15 on the bogie frame 3 is offset from the end faces 5 and 6 of the car body 1 and via the inclined vertical _lever 13 and the articulation point 14 with the horizontal hinge at 12 arranged essentially horizontally in J0 Air suspension valve 7, 8, 10 or 11 hinged to the articulation point 21, which is connected to an actuating shaft of the air suspension valve 7, 8, 10 or 11

Gelangt das Fahrzeug, welches sich gemäß F i g. 3 und F i g. 4 in Pfeilrichtung nach links bewegt, in eine Rechtskurve, so versuchen, nach Einfahrt des Fahrzeuges in den Übergangsbogen der Kurve, die dabei auftretenden Fliehkräfte unter Zusammendrücken der kurvenäußeren und F.ntlasten der kurveninncren Federbälge 18 den Wagenkasten 1 zur ßogenaußenseite zu neigen. Um ein unerwünschtes Neigen des Wagenkastens 1 zur Bogenaußenseite der Kurve zu verhindern, steuern bei Einfahrt des Fahrzeuges in den Übergangs- ^₅ bogen einer Kurve die bogenaußcn angeordneten Luftfederungsventile 7,8 eine der Fliehkraft entgegenwirkende Drucksteigerung in die Luftfederbälge 18 ein. während der Druck in den beiden bogeninnen angeordneten Luftfederbälgen 18 über die Luftfederungsventile 10 und 11 entsprechend abgesenkt wird. Die der Fliehkraft entgegenwirkende Drucksteuerung in den kurvenaußen angeordneten lederbälgen 18 erreicht man gemäß Fig.b dadurch, daß bei Hinfahrt des Fahrzeuges in den Übergangsbogen einer Kurve sich der Drehgestellrahmen 3 in Abhängigkeit von der jeweils zu durchfahrenden Kurve dreht, wobei der Anlenkpunkt 15 des Vertikalhebels 13 am Drehgestellrahmen 3 einen Relativweg gegenüber dem Wagenkasten 1 in Pfeilrichtung nach links beschreibt und dadurch ^₀ ein Anheben der Gelenkstelle 14, also eine Drehung des Horizontalhebels 12 des Hcbelgestänges bewirkt. Der Horizontalhebel i2 verstellt über den Anlenkpunkt 21 das Luftfederungsventil 19, welches in Abhängigkeit von der Größe des Relativweges und damit der jeweilsIf the vehicle, which is located according to FIG. 3 and F i g. 4 moved in the direction of the arrow to the left, in a right-hand bend, after the vehicle has entered the transition curve of the curve, the centrifugal forces that occur while compressing the outside and the inside of the spring bellows 18 relieve the car body 1 to the outside of the curve. In order to prevent undesirable tilting of the car body 1 for the sheet outside of the curve, control upon entry of the vehicle in the transitional ^ ₅ arc of a curve the bogenaußcn arranged air suspension valves 7,8, a centrifugal force counteracting increase in pressure in the air bellows 18 a. while the pressure in the two air suspension bellows 18 arranged on the inside of the arc is correspondingly reduced via the air suspension valves 10 and 11. The counteracting the centrifugal pressure control in the curve outwardly disposed lederbälgen 18 is achieved as shown in FIG b in. That in one way of the vehicle in the transitional arc of a curve, the bogie frame 3 as a function of the turns to be traveled curve, respectively, wherein the articulation point 15 of the vertical lever 13 on the bogie frame 3 describes a relative distance with respect to the car body 1 in the direction of arrow to the left, thereby ^ ₀ raising the hinge point 14, so rotation of the horizontal lever 12 causes the Hcbelgestänges. The horizontal lever i2 adjusts the air suspension valve 19 via the articulation point 21, which depending on the size of the relative travel and thus the respective

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40 zu durchfahrenden Kurve über die Leitung 17 eine Druckänderung im Feilirbalg 18 bewirkt, wodurch nine dem Neigen des Wagenkastens 1 unigegenwirkendi· Druckluftbeaufschlagung fur die bogenaußen angeordneten Federbälge IS erreicht ist. The curve to be traveled through causes a pressure change in the bellows 18 via the line 17, whereby the inclination of the car body 1 is achieved unobtrusive pressurization of compressed air for the bellows IS arranged on the outside of the curve.

Im Gegensatz zu den bogenaußen angeordneten Luftfederungsventilcn 7 una 8 werden die bogeninnen angeordneten Luftfederurigsventile 10 und 11 gemäß Fig. 7 während der Fahrt des Fahrzeuges durch die Kurve in F.ntlüflungsstellung gebracht. Eine Druckab-Senkung fur die bogeninnen angeordneten Luftfederbälge 18 erreicht man dadurch, daß bei Einfahrt des Fahrzeuges in den Übergangsbogen gemäß F i g. 3 und 4 der Anlenkpunkt 15 des Vertikalhebels (3 am Drehgestellrahmen 3 einen Rclativweg gegenüber dem Wagenkasten 1 gemäß F i g. 7 nun in Pfeilrichiung nach rechts beschreibt und über den Vertikalhebel 13 ein Absenken der Gelenkstelle 14 und damit eine zur vorher beschriebenen entgegengesetzte Drehung des Horizonlalhebels 12 bewirkt. Der Horizontalhebel 12 verslellt über den Anlenkpunkt 21 des Luftfederungsventils 7, 8, 10 oder 11 die Betätigungswelle, welche in Abhängigkeit von der Größe des Relativweges und der jeweils zu durchfahrenden Kurve eine entsprechende Druckminderung im l.uftfederbalg 18 über die Leitung 17 und das Lufifederungsventil 7, 8, 10 oder il bewirkt, wodurch ein Neigen des Wagenkastens 1 zur Bogeninnenseile der Kurve erreicht wird. Die Druckänderung in den Luftfederbälgen 18 zu beiden Seiten des Fahrzeuges bewirkt mich Überwindung der Fliehkräfte eine den Wagenkasten zur Kurveninnenseite neigende Hohen· änderung der Luftfederbälge 18. Die Höhenänderung uur Luftfederbälge 18 bewirkt einerseits über den Vertikalhebel 13 des Hebelgestänges eine Rückstellung des Horizontalhebeis 12 in seine waagerechte Lage und führt damit die Luftfederungsventile 7, 8, 10 und 11 in ihre anfängliche Abschlußstellung zurück. Insgesamt ist durch eine Drucksteigerung in den bogenaußen angeordneten Federbälgen 18 gemäß F i g. b und Druckminderung in den bogeninnen angeordneten Luftfederbälgen 18 gemäß Fig. 7 während einer Kurvenfahrl des Fahrzeuges eine Druckkomponente erreicht, welche ein Neigen des Wagenkastens 1 zur Innenseite der Kurve bewirkt.In contrast to the air suspension valves 7 and 8 arranged on the outside of the curve, the air suspension valves 10 and 11 arranged on the inside of the curve are brought into the ventilation position according to FIG. 7 while the vehicle is traveling through the curve. A pressure reduction for the air suspension bellows 18 arranged on the inside of the curve is achieved in that when the vehicle enters the transition curve according to FIG. 3 and 4 the articulation point 15 of the vertical lever (3 on the bogie frame 3 describes a Rclativweg opposite the car body 1 according to FIG The horizontal lever 12 closes the actuating shaft via the articulation point 21 of the air suspension valve 7, 8, 10 or 11, which, depending on the size of the relative travel and the curve to be traversed, results in a corresponding pressure reduction in the air spring bellows 18 via the line 17 and the air suspension valve 7, 8, 10 or 11 causes the car body 1 to incline towards the inner curve of the curve of the air bags 18. The change in height uur air bag erbälge 18 causes on the one hand, via the vertical lever 13 of the lever linkage, a return of the horizontal hoist 12 to its horizontal position and thus returns the air suspension valves 7, 8, 10 and 11 to their initial final position. Overall, an increase in pressure in the spring bellows 18 arranged on the outside of the curve according to FIG. b and pressure reduction in the air suspension bellows 18 arranged on the inside of the curve according to FIG. 7, a pressure component reached during a curve driving of the vehicle, which causes the car body 1 to tilt towards the inside of the curve.

Bei Einfahrt des Fahrzeuges in einen an die Kurve anschließenden geraden Streckenabschnitt beschreibt schon während der Kurvenfahrt im Übergangsbogen der Anlenkpunkt 15 des Vertikalhebels 13 am Drehgestellrahmen 3 des Fahrwerkes einen rückläufigen Relativweg gegenüber dem Wagenkasten 1 und bewirkt dadurch über die bogenaußen angeordneten l.uftfedcrungsventile 7 und 8 eine Druckminderung und über die bogernnnen angeordneten Luftfederungsventile 10 und 11 eine Drucksteigerung in den diesen Luftfederungsventilen jeweils zugeordneten Luftfederbälgen 18. was ein al'mähliches Absenken der Fahrzeugseite 4 bzw. ein allmähliches Anheben der Fahrzeugseite 9 des Wagenkastens ί bewirkt, bis dessen ursprüngliche horizontale Lage während der Geradeausfahrt erreicht ist.Describes when the vehicle enters a straight section of the route following the curve already during cornering in the transition curve of the articulation point 15 of the vertical lever 13 on Bogie frame 3 of the chassis has a declining relative path with respect to the car body 1 and thereby causes a pressure reduction via the air suspension valves 7 and 8 arranged on the outside of the curve via the air suspension valves arranged in the bogernnnen 10 and 11 show an increase in pressure in the air suspension bellows assigned to these air suspension valves 18. What a gradual lowering of the vehicle side 4 or a gradual raising of the Vehicle side 9 of the car body ί causes its original horizontal position while driving straight ahead is reached.

Insgesamt ergibt sich also bei mit gemäß der Erfindung beschriebenen Luftfederung ausgerüsteten Fahrzeugen, daß ohne zusätzliche Steuerungsmittel ein unerwünschtes Wanken des Wagenkastens während Kurvenfahrten vermieden wird.Overall, this results in air suspension equipped with the air suspension described according to the invention Vehicles that without additional control means an undesirable swaying of the car body during Cornering is avoided.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Air suspension for vehicles, in particular Rail vehicles with bogies, with air suspension valves arranged on the side of the car body, which are each movably connected to the bogie frame via a Hcbelgestängc, d a through characterized in that, as known per se, the articulation point (15) of the lever linkage (12, 13) on the bogie frame (3) opposite the attachment point of the air suspension valve (7, 8, 10, 11) on the car body (1) when the bogie frame rotates relative to the car body moves horizontally during cornering and the lever linkage with such horizontal Shifts control movements in the air suspension valve! initiates that cause pressure change in the air spring bellows (18) in the direction of an inclination of the car body to the inside of the each traversing curve are caused.

2. Air suspension according to claim 1, characterized in that that with a parallel position of the car body (1) to the bogie frame (3) the upper articulation point (14) of the lever linkage (12, 13) compared to the lower articulation point (15), based on circles drawn around the axis of rotation of the bogie frame (3), in the plan view and from the center of the vehicle, clockwise on the left side of the vehicle and counter-clockwise on the right is arranged offset in rotation in a clockwise direction.

3. Air suspension according to claims 1 and 2, characterized in that in one to the car body (1) parallel position of the bogie frame (3) the lever linkage (12,13) is essentially in a vertical plane parallel to the vehicle longitudinal axis near the vehicle side (4 or 9) and approximately in the center of the bogie frame (3), the upper hinge point (14) based on the lower articulation point (15) on the direction of the adjacent vehicle front side (5 or 6) is offset.