DE2411275A1 - Guidance and suspension system for passenger vehicles - cools wheels bearings by rotating wheel supports transverse to curved track - Google Patents

Guidance and suspension system for passenger vehicles - cools wheels bearings by rotating wheel supports transverse to curved track

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Abstract

The vehicle is supported on a number of X shaped brackets with four wheels one in each arm of the X. At any given time only one wheel of each bracket supports the vehicle on the rails which are equally spaced around the tunnel wall. The rails have oblique longitudinal grooves which co-operate with skew grooves in the wheels so that the brackets rotate as the vehicle moves forward. Thus each wheel goes through a continuous cycle of one quarter of the time under load and three quarters of the time under no load when the bearing can be cooled.

Description

Patentbeschreibung Einrichtung zum Abstützen eines bewegbaren Körpers an einer Führungsschiene genannt " Wechselführung als Gleitsystem 1I Meine Erfindung einer Wechselführung als Gleitsystem zielt in erster Linie auf die Minderung der bei hohen Geschwindigkeiten an mechanischen Gleitzonen entstehenden Reibungswärme.Dementsprechend ist es eine Einrichtung zum Abstützen bewegbarer Körper an einer Führungsschiene mit am bewegbaren Körper gehaltenen Rädern bezie5 hungsweise Gleiteinrichtungen.Die technische Anwendung und Verwer= tung dieses mechanischen Prinzips ist außergewöhnlich vielseitig möglich und wird von der Marktlage - das sind Angebot und Nachfrage -bestimmt. Patent specification Device for supporting a movable body on a guide rail called "Interchangeable guide as a sliding system 1I My invention a change guide as a sliding system aims primarily to reduce the Frictional heat generated in mechanical sliding zones at high speeds it is a device for supporting movable bodies on a guide rail with wheels or sliding devices held on the movable body technical application and utilization of this mechanical principle is extraordinary Versatile possible and is determined by the market situation - that is supply and demand.

Beim Stand der heutigen Technik erreicht die prinzipverwandte konventionelle Rad - Schienenführung zum Beispiel in Eisenbahnewesen des öffentlichen Streckenverkehrs iit den scbnellsten Expresszügen bis zu 240 km/k ( Tokaido-Express,Japan ) .Die Entwicklungsrichtungen der spurgeführten Gegenwartstechnik sind vielseitig und durch Erörterusgen über Systeme und Nöchstleitungsmöglichkeiten gekennzeichnet.With the current state of the art, the in principle similar to conventional Wheel - rail guidance, for example in railways in public transport with the fastest express trains up to 240 km / k (Tokaido Express, Japan) The directions of development of track-guided contemporary technology are varied and thorough Discussions about systems and additional communication options are marked.

Grundlegende Erörterungen zum neuesten Stand der anstehenden Problem matik finden sich in der Literatur u.a.Basic discussions on the state of the art of the pending problem can be found in the literature, among others

"Transportsysteme heute und morgen ", E. Bahke, 1973 "Ballistik ", Kutterer, 1959; " Internal Ballistics of Solid-Fuel Rockets ", Wimpress, 1950. "Transport systems today and tomorrow", E. Bahke, 1973 "Ballistics", Kutterer, 1959; "Internal Ballistics of Solid-Fuel Rockets," Wimpress, 1950.

An Hand der beigegebenen Zeichnungen erläutere ich ein Ausfiihrungsbeispiel für die Anwendung des Konstruktionsprinzips der Wechselfüh= rung als rung als Gleitsystem Gle itsysten Fig. 1 : Schematische Seitenansicht eines Eisenbahnfahrzeuges1das von drei in einer Tunnelröhre angeordneten Führungsschie= nen geleitet ist Fig. 2 : Schematischer Querschnitt zu Fig. 1 Fig. 3 t Im größeren Maßstab ein Detail zu 2 Die Zeichnung zeigt ein Eisenbahnfahrzeug mit starren Fahrzeugzellen ( 1 ) , die über elastische Bindeglieder miteinander verbunden sind.I will explain an exemplary embodiment using the accompanying drawings for the application of the construction principle of the interchangeable guide as a sliding system Slide system Fig. 1: Schematic side view of a railway vehicle 1 that of three guide rails arranged in a tunnel tube Fig. 2: Schematic cross-section for FIG. 1, FIG. 3 t On a larger scale, a detail for FIG. 2 The drawing shows a railway vehicle with rigid vehicle cells (1), the are connected to each other via elastic links.

Zum Führen dieses Fahrkörpers sind in einer Tunnelröhre ( 2 ) dreieck= förmig drei Führungsschienen ( 3 ) mit dem Profil der Hohlschiene an# geordnet.Mit diesen Schienen wirken Gleiträder ( 4 ) zusammen, die an Radträgern ( 5 ) gelagert sind,welche ihrerseits um zu den Schienen ( 3 ) parallele Achsen drehbar sind.An einer Stelle des Radträgers ( 5 ) sind Jeweils vier Räder ( 4 ) sternförmig angeordnet,die mit der zur Radträgerachse koaxialen, zylindersektorförmigen Oberfläche der Schiene ( 3 ) zusammenwirken.To guide this car are in a tunnel tube (2) triangle = three guide rails (3) arranged with the profile of the hollow rail at # These rails interact with sliding wheels (4) which are mounted on wheel carriers (5) are, which in turn are rotatable about axes parallel to the rails (3) one point of the wheel carrier (5) are four wheels (4) arranged in a star shape, the with the cylindrical sector-shaped surface of the rail that is coaxial to the wheel carrier axis (3) cooperate.

Als Prinzip zur Minderung der Reibungswärme habe ich die " Wechsel führung " erkannt.Dieses Prinzip beruht darauf'daß der konventionelle räumliche mechanische Schienenkontakt in geregelten Zeitintervallen unterbrochen wird.Die Gleiträder ( 4 ) sind also abwechselnd einer Einsatz= bzw. Erhitzungephase und einer Rast= bzw. KüBlphase ausge= setzt.Be ii gezeichneten Ausführungsbeispiel löst eine Einsatzphase mit Schienenberührung ( ca. 25 X ) eine Kühlphase von ca. 75 % ab.Zeitlich und räumlich ist der Phasenablauf regulierbar und anpassungsfähig.As a principle to reduce the frictional heat, I have the "change leadership "recognized. This principle is based on the fact that the conventional spatial mechanical rail contact is interrupted at regular time intervals Sliding wheels (4) are therefore alternately a use or heating phase and a Rest = or KüBlphase suspended.Be ii drawn embodiment triggers a During the deployment phase with rail contact (approx. 25 X), a cooling phase of approx. 75% and the phase sequence is spatially adjustable and adaptable.

Auch können Gleiträder insbesondere da, we sich die Funktion der Ab= stützung des bewegbaren Körpers auf Kontaktherstellung beschränkt,durch Gleitkufen oder Schleifkontakte ersetzt sein.Glide wheels can also be used in particular because the function of the Ab = Support of the movable body limited to making contact, by means of skids or sliding contacts must be replaced.

In seichnerischen Ausführungsbeispiel ist die technische sung in einer weiteren Richtung terbesßert.Die Hohlschiene ( 3 ) als Fahrtreg der Gleiträder ( 4 ) ist iit unterbrochenen gedrallten Zügen ( 6 )2wie sie die Ballistik in Rohren oder die Getriebelehre beim Schraubgetriebe kennt, oberflächeveredelt. Durch die stehenbleibenden Felder in der Oberfläche der Hohlschiene im Wechsel mit den vertieften, leicht schraubenförmigen Zügen und der Unterbrechung der Felder können drei Aufgaben erfüllt werden Erstens kann ein präzises zeitweise freischwebendes Gleiten ohne Reibungskontakt zwischen Schiene und Gleitrad ermöglicht werden; Zweitens tritt eine Erhöhung der Richtungsstabilität ein; Drittens erhält durch den gegebenen Drall die Wechselführungsachse ( 5 ) einen freilaufenden Selbstantrieb.In the Seichnerischen embodiment, the technical solution is in one The hollow rail (3) acts as a driving force for the sliding wheels ( 4) is with interrupted twisted pulls (6) 2 like the ballistics in tubes or knows the gear theory for helical gears, surface refined. Through the remaining fields in the surface of the hollow rail alternating with the recessed, slightly helical trains and the interruption of the fields three Tasks can be fulfilled Firstly, a precise temporary free-floating glide be made possible without frictional contact between rail and slide wheel; Second occurs an increase in directional stability; Third, it is given a twist the interchangeable guide axle (5) has a free-running self-propulsion system.

Diese mathematischen Uberlegungen werden bezüglich des erkannten Selbstantriebs eingeschränkt,denn maschineller Antrieb ( Elektromo= tor o.ä.) der Wechselführung ist möglicherweise - besonders im unten ren Geschwindigkeitsbereich - unentbehrlich.These mathematical considerations are related to the recognized self-propulsion limited, because mechanical drive (electric motor or similar) of the change guide is possibly - especially in the lower speed range - indispensable.

Die Anzahl der Führungsschienen und der dazugehörigen Einrichtungen am bewegbaren Körper ist an sich beliebig.Das Optimum der Spurführung ist die Verwendung dreier Hohlschienen - linksseitig,rechtsseitig und Oberleitung -,weil die Dreiecksanordnung die technisch zuverlässigste Lösung anbietet.Grundsätzlich wird man eingedenk des Primats der Wirtschaftlichkeit Erwägungen einer Hohlschienenbeschränkung bis zum Minimum des Einschienensystems nachgeben.Bei gestreckter Trassenifih= rung ist dieses System keineswegs zu verwerfea,weil sich der Raumbe= darf der Spurführungseinrichtungen auf ein Objekt konzentriert.The number of guide rails and associated facilities on the movable body is arbitrary. The optimum of the track guidance is the use three hollow rails - on the left, on the right and overhead line - because the triangular arrangement offers the most technically reliable solution. Basically, one is kept in mind Primacy of economic considerations of a hollow rail restriction up to Give in to the minimum of the monorail system The system should by no means be discarded because the space required by the tracking devices focused on one object.

Zu den technischen Ausführungsmöglichkeiten wird des Weiteren er= läutern Beim Stand der heutigen Technik bieten sich für die Konstruktion einer die Reibungswärme abmindernden " Wechselführung " zahlreiche Ausfühs rungslösungen an. Neben vielfältiger Anordnung von einer Längsachse aus kann ebenso die konventionelle Querachse,ergänst durch mögliche Parallelschaltungen ,Lösungswege bringen.Beim Verzicht auf größere Achsialsysteme können einzelne oder sektionsgerecht zusammenhängende Gleiträder auch an Einzelradaufhängungen mit der Fahrzeugzelle bzw.In addition to the technical implementation options, er = refining With the current state of technology, the "Change guide" to reduce frictional heat. In addition to a variety of arrangements from a longitudinal axis, the conventional Lateral axis, supplemented by possible parallel connections, bring solutions Larger axial systems can be used individually or connected to sections Gliding wheels also on independent wheel suspensions with the vehicle cell or

dem bewegten Körper verbunden sein.Weitere Lösungsmöglichkeiten er= füllen hubgeschaltete Gleiträder,deren Phasengang durch Exzenterschei= ben oder Nocken geregelt wiri,sodaß genaue Rasten erreicht werden.Es ist Aufgabe der Getriebetechnik'entsprechende Kurvengetriebe zu be= rechnen,die allerdings keinen Erfindungsspielraum mehr beinhalten, sondern routinierte Entwurfsarbeit verlangen.Auch wird als bekannt vorausgesetzt'daß unter den Kurbelgetrieben z.B. Geradschubkurbeln zur Minderung von Nachteilen des Kurvengetriebes ( Verschleiß,Dich= tungsmängel ) Variationen anbieten,mit denen die Wechselführung ver= feinert und komplizierter gelöst werden kann.be connected to the moving body. Further possible solutions er = fill stroke-switched sliding wheels whose phase response is determined by eccentric disks or The cams are regulated so that precise notches can be achieved To calculate cam gears, which however no longer contain any scope for invention, but require routine design work. It is also assumed to be known that under the crank gears e.g. straight thrust cranks to reduce the disadvantages of the cam gears (Wear and tear, sealing deficiencies) Offer variations with which the change guide can be refined and solved in a more complicated way.

Zur Lösung der Erfinderaufgabe wird die Variationsbreite möglicher Winkelstellungen der Gleiträder zueinander und die Wahlfreiheit in deren Anzahl aufgeführt.Als Beispiel wird erwähnt,daß statt vier ( 4 ) an einem Ausgangspunkt der Wechselführungsachse t 5 ) ebenso auch acht oder nur zwei Gleiträder angeordnet sein können und daß deren Anstellwinkel zueinander zweckentsprechend beliebig sein kann.The range of variation becomes more possible to solve the inventive task Angular positions of the sliding wheels to each other and the freedom of choice in their number As an example it is mentioned that instead of four (4) at one starting point the change guide axis t 5) also arranged eight or only two sliding wheels can be and that their angle of attack to each other can be appropriately arbitrary can.

Zur Erzielung optimaler Laufruhe und geringsten Materialverschleis= ses kann die größtmögliche Stetigkeit der Umlaufgeschwindigkeit der im aussetzenden'also unterbrochenen Spurkontakt laufenden Gleiträder geregelt seia,Für die Lösung der Erfinderaufgabe wird schließlich der Hub mit anhaltender Rast und die wechselweise oder kontinuierliche Wegführung der Gleiträder seitlich oder schienenparallel aufgezählt, womit Prinzip und Erfolg der Wechselführung variabel und vielgestal= tig erreicht werden.To achieve optimal running smoothness and minimal material wear = This can be the greatest possible steadiness of the speed of circulation in the intermittent'also interrupted track contact running sliding wheels regulated seia, for the solution of the Ultimately, the inventor's task will be the stroke with sustained rest and the alternating or continuous removal of the sliding wheels laterally or parallel to the rails, with which the principle and success of the change management is achieved in a variable and multifaceted way will.

Soweit die Erfinderlösung für Startanlagen und gleichartige Einrich= tungen verwendet wird,ist der Patentschutz mit Nr. 16 der nachfolgend aufgeführten Patentansprüche hergestellt.As far as the inventor's solution for launch systems and similar equipment = is used, the patent protection with No. 16 is listed below Claims made.

Das Anwendungsgebiet für das vorstehend aufgezeigte geistige Eigen= tun bleibt nach § 1 ( 1 ) PatG dem Erfinder überlassen.Die Achtung vor diesem geistigen Eigentum ist vornehmste und zukunfteweisende Pflicht Jedes Kulturstaates.The area of application for the above-mentioned intellectual property = According to § 1 (1) PatG, it is left to the inventor to do so. Respect for this intellectual Property is the noblest and future-oriented duty of every cultural state.

Claims (17)

Patentansprüche Claims zwecks Schutz des geistigen Eigentumes einer Einrichtung zum Abstützen eines bewegbaren Körpers an einer Führungsschiene genannt "Wechselführung als Gleitsystem" Als patentfähig unter Schutz gestellt werden sollen die nachfolgen den Erfinderniveau ausweisenden technischen Merkmale der " Wechsel= führung als Gleitsystem " : ( 1.) Einrichtungen zum Abstützen eines bewegbaren'auf oder längs e nes oder mehrerer Träger bzw. Führungsschienen laufender Körpers, dadurch gekennzeicknet,daß die Räder in beweglichen Gliedern gela= gert sind, welch letztere die Räder wechselweise in und außer Eingriff mit ihrem Fahrweg bringen. for the purpose of protecting the intellectual property of a support device a movable body on a guide rail called "interchangeable guide as a sliding system" The following inventor level should be protected as patentable Identifying technical features of the "change = guidance as sliding system": (1.) Means for supporting a movable one on or along one or more Carriers or guide rails of running bodies, characterized in that the wheels are stored in movable members, the latter of which the wheels are alternately in and disengage from their route. 2.) Einrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anr ordnung der Räder und die Mechanik des wechselweisen Eingreifens in die Lauffläche durch Rotieren oder Hin= und Herbewegen so abläuft, daß der jeweiligen Fahrdynamik entsprechend Führung und Kontakthaltung des bewegbaren Körpers mit dem Fahr= bzw. Gleitweg gewährleistet ist. 2.) Devices according to claim 1, characterized in that the Arrangement of the wheels and the mechanics of alternating engagement in the tread by rotating or moving back and forth so that the respective driving dynamics according to guidance and contact attitude of the movable body with the driving or Glide path is guaranteed. 3.) Einrichtungen nach Anspruch 2'dadurch gekennzeichnet, daß sich die die Räder tragenden Glieder an drehenden Achsen ( " Wechselfiihrungsachse " ) umlaufend bewegen. Jeweiligen Betriebsaufgaben entsprech= end können diese Achsen mit geeigneten technischen Mitteln angetrie= ben sein. 3.) Devices according to claim 2'd characterized in that the members carrying the wheels on rotating axles ("interchangeable guide axle" ) move all the way around. These axes can correspond to the respective operational tasks be driven with suitable technical means. 4.) Einrichtungen nach Anspruch 2 dadurch gekenazeickn t,daß du Abheben bzw. die Herstellung des Kontakts mit der Unterlage nach den allgemeinen Regeln der Getriebelehre durch Exzenterscheiben, Nocken bzw. Kurbeln betrieben wird.Ihr Antrieb kann durch freiwer= dende Kräfte aus der Fahrgeschwindigkeit oder durch Antriebsaggre= gate erfolgen. 4.) Devices according to claim 2 characterized gekenazeickn t that you take off or the establishment of contact with the base after the general Control of the gear theory is operated by eccentric disks, cams or cranks Drive can be generated by forces released from the driving speed or by Drive unit = gate take place. 5.) Einrichtungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,daß das Abheben und Aufsetzen der Gleiträder elektrisch,pneumatisch oder hydraulisch gesteuert wird.5.) Devices according to claim 1 and 2, characterized in that lifting and placing the sliding wheels electrically, pneumatically or hydraulically is controlled. 6.) Einrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet'daß die Füh rungsschiene die Seitenführung übernimmt und zu diesem Zwecke die Lauffläche ein im Querschnitt konkaves Profil erhält ("Hohlschiene").6.) Devices according to claim 1, characterized in that the Guide rail takes over the side guide and for this purpose the tread a profile with a concave cross section is obtained ("hollow rail"). 7.) Einrichtungen nach Anspruch 1 und 6,dadurch gekennzeichnet,daß in die Oberfläche der Führungsschienen langgezogene erhöhte Felder bzw. vertiefte Züge eingearbeitet sind,die die Bewegungsbahn der nach Anspruch 3 zweidimensional rotierenden Räder aufnehmen.7.) Devices according to claim 1 and 6, characterized in that Raised or deepened fields elongated into the surface of the guide rails Trains are incorporated that define the trajectory of claim 3 two-dimensionally Record rotating wheels. 8.) Einrichtungen nach Anspruch 1 , 6 und 7 ,dadurck gekennzeichnet, daß spur Verringerung der reibenden Oberfläche die stehenbleibenden erhöhten Felder der Fahrdynamik angemessen unterbrochen sind.8.) Devices according to claim 1, 6 and 7, characterized by dadurck, that trace reduction of the rubbing surface the stationary elevated fields the driving dynamics are appropriately interrupted. 9.) Einrichtungen nach Anspruch 1 bzw. 6'dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche der ruhenden Träger bzw. Schienen zur Berbei= führung größter Laufruhe und geringster Reibung nach dem gegonwar= teigen Stand der Technik oberflächenveredelt ist.9.) Devices according to claim 1 or 6 'characterized in that the sliding surface of the stationary girders or rails to ensure the greatest possible smoothness and the lowest possible friction surface-refined according to the conventional state-of-the-art technology is. 10.) Einrichtungen jedweder Art der Ansprüche 1 bis 5,dadurch ge= kennzeichnet, daß die Räder zum Zwecke größter Stetigkeit ihrer Ui= laufgeschwindigkeit in wie außer Eingriff mit den Fahrweg iit gängig gen technischen Mitteln - in erster Linie Fliehkraftregelung durch Einbau beweglicher und gesteuerter Schwungiasßen - reguliert werden.10.) Devices of any type of claims 1 to 5, characterized ge = indicates that the wheels for the purpose of the greatest continuity of their Ui = running speed in as well as out of engagement with the guideway iit common technical means - in the first place Centrifugal force control line through the installation of movable and controlled swing seats - be regulated. 11.) Einrichtungen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Räder tragenden Glieder in konstruktiven Lösungen radial sektionsgerecht an der rotierenden Wachse angeordnet sind.11.) Devices according to claim 1 to 3, characterized in that that the members carrying the wheels in structural solutions radially section-appropriate are arranged on the rotating waxes. 12.) Einrichtungen nach Anspruch 1 bis 3 und 11,dadurch gekenazeich= net,daß zur Herstellung größtmöglicher Laufruhe die radial angeord= neten Sektionen der die Räder tragenden Glieder in verschiedener Win= kelstellung periodisch aufeinander folgen.Das Ziel muß immer sein, den Fahrkörper mit dem im Einsatz stehenden Rädern ständig zu füh= ren und zu tragen.12.) Devices according to claim 1 to 3 and 11, characterized gekenazeich = net that to produce the greatest possible smoothness, the radially arranged sections the members carrying the wheels periodically on top of each other in different angular positions The goal must always be the driving body with the wheels in use to lead and carry at all times. 13.> Bestimmte Variationen der Ansprüche 1 ff.,dadurch gekenazeich= net,daß die Räder durch eine Vielzahl abgestützter Kufen bzw.13.> Certain variations of claims 1 ff., Characterized gekenazeich = net that the wheels are supported by a large number of runners or runners. Schleifkontakte ersetst-sind,mittels welcher wechselweise der Kontakt mit der angelegten Fahrbahn bzw. der angelegten Kontaktschiene her= gestellt wird.Derartige Einrichtungen sind insbesondere zur Stro-zu= führung geeignet.Sliding contacts are replaced, by means of which the contact alternates is established with the laid track or the laid contact rail Facilities are particularly suitable for supplying electricity. 14.) Einrichtungen nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet,daß durch aerodynamische zweckentsprechende Formgebung oder durch ausgewählte Federung die Stromzuführung auch im Geschwindigkeitsbereich über 300 km/h gewährleistet ist.14.) Devices according to claim 13, characterized in that by aerodynamic appropriate shape or through selected suspension the Power supply is also guaranteed in the speed range over 300 km / h. 15.) Einrichtungen nach Anspruch 1 bis 14,dadurch gekennzeichnet, daß eine oder eine beliebige Mehrzahl von Schienen in Anpassung an die Anzahl der am Fahrkörper angeordneten gleitenden Laufeinrichtunr gen symmetrisch oder asymmetrisch um den Körper herum in Bewegung= richtung angeordnet sind.15.) Devices according to claim 1 to 14, characterized in that that one or any plurality of rails to match the number of sliding running devices arranged on the running body symmetrically or asymmetrically are arranged around the body in motion = direction. 16.) Einrichtungen nach Anspruch 1 bis 15,dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Körper nur zeitenweise von Trag= oder Führungs= einrichtungen abgestützt ist und diese Einrichtungen auch auf seinem dynamischen Fahr= bzw. Flugweg verlassen kaan.Die Heinrich= tungen nach Anspruch 1 bis 15 können in diesem Falle sowohl starr als auch abwerfbar mit dem bewegbaren Körper verbunden sein,soweit sie Bestandteil desselben sind.16.) Devices according to claim 1 to 15, characterized in that that the movable body is only occasionally supported by supporting or guiding devices is supported and these facilities also on its dynamic travel or flight path leave kaan.The Heinrich = tungen according to claims 1 to 15 can in this case be both rigid and ejectable connected to the movable body, so far they are part of it. 17.) Einrichtungen nach Anspruch 1 bis 16,dadurch gekennzeichnet, daß sie sich in einem anderen Medium als in Meereshöhe (Bodenwert) der deutschen Norm-Atmosphäre ( DIN 5450 ) aufhalten oder fortbe= wegen.17.) Devices according to claim 1 to 16, characterized in that that they are in a different medium than sea level (land value) of the German Hold or move the standard atmosphere (DIN 5450).
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