DE2659797A1 - CHASSIS FOR A RAIL VEHICLE - Google Patents
CHASSIS FOR A RAIL VEHICLEInfo
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Description
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Fahrgestell für ein SchienenfahrzeugChassis for a rail vehicle
Die Erfindung betrifft ein Fahrgestell für ein Schienenfahrzeug mit einem lasttragenden Oberbau, mit zwei selbstlenkenden Radsätzen und frei einstellbaren Achsen, an jedem Ende der Radsätze angeordneten Achslagern, und mit einer ein federndes Auflager für den lasttragenden Oberbau auf den Achslagern bildenden Vorrichtung.The invention relates to a chassis for a rail vehicle with a load-bearing superstructure, with two self-steering wheel sets and freely adjustable axles, axle bearings arranged at each end of the wheel sets, and with a device forming a resilient support for the load-bearing superstructure on the axle bearings.
Bei der Konstruktion von Schienenfahrzeugen mit Radsätzen mit selbsteinstellenden Achsen, deren Räder fest an der jeweiligen Achse angebracht sind, kann man eine gute Kurvengängigkeit erhalten, wenn die Radsätze selbstlenkend sind, d.h. sich auf natürliche Weise beim Durchfahren einer Kurve radial auf die Kurve einstellen und im wesentlichen reine Rollbewegungen ausführen, ohne daß die Radflansche die Schiene berühren. Solche Radsätze neigen jedoch zu dynamischen Instabilitäten und die verschiedenen Fahrzeugmassen, wie Radsätze, Drehgestell und Wagenkasten, niegen zu Schwingungen oder Pendelungen. Die die Pendelungen bewirkenden Kräfte vergrößern sich mit größer werdender Fahrzeuggeschwindigkeit·In the construction of rail vehicles with wheelsets with self-adjusting axles, the wheels of which are firmly attached to the respective axle, you can get a good one Maintain cornering ability if the wheelsets are self-steering, i.e. naturally when driving through adjust a curve radially to the curve and perform essentially pure rolling movements without the wheel flanges touch the rail. However, such wheel sets tend to have dynamic instabilities and the various Vehicle masses, such as wheel sets, bogies and car bodies, tend to vibrate or oscillate. The pendulums causing forces increase with increasing vehicle speed
Die PendelStabilität eines Fahrzeugs hängt von der Konstruktion der Aufhängung bzw. Auflager und den verschiedenen Auflagerparametern ab, wie der Konizität der Radlaufflächen, dem auf die Radsätze ausgeübten Kurszwang und der Dämpfung zwischen den verschiedenen Fahrzeugmassen.The pendulum stability of a vehicle depends on its design the suspension or support and the various support parameters, such as the conicity of the wheel running surfaces, the course constraint exerted on the wheelsets and the damping between the various vehicle masses.
Wenn man daher eine gewisse Pendelstabilität des Fahrzeugs erreicht hat, muß sichergestellt werden, daß dieIf you have therefore achieved a certain pendulum stability of the vehicle, it must be ensured that the
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Auflagerparameter konstant bleiben, so daß die Pendelstabilität während des Betriebes beibehalten wird. Bei konventionellen Fahrzeugen ändert sich die Laufflächenkonizität infolge der Abnutzung von einem geraden Konus mit einer geringeren Steigung als 1/20 bis zu einem konkaven Profil, dessen effektive Konizität größer ist " als 1/20, z.B. 1/4 oder sogar größer. Ein solcher Verschleiß ist unvermeidbar, da die Radsätze nicht selbstlenkend sind und daher Pendelungen durchführen, was beides zu Reibungen und daher zu Abnutzungen führt. Sofern bei konventionellen Fahrzeugen Pendelstabilität anzutreffen ist, ändert sie sich während des Betriebes.Support parameters remain constant so that the pendulum stability is maintained during operation. In conventional vehicles, the tread conicity changes due to wear from a straight cone with a slope less than 1/20 to a concave profile whose effective taper is greater than "1/20", e.g. 1/4 or even greater. Such wear is unavoidable, since the wheelsets are not self-steering and therefore perform oscillations, which is both leads to friction and therefore wear and tear. Provided that conventional vehicles have pendulum stability it changes during operation.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrgestell der eingangs genannten Art mit selbstlenkenden Radsätzen und einer Auflagerkonstruktion zu schaffen, das Pendelungen entgegenwirkt, ohne die natürliche Kurvengängigkeit der selbstlenkenden Radsätze zu stören.The object of the invention is to provide a chassis of the type mentioned with self-steering wheel sets and a support structure to create that counteracts swaying without the natural cornering of the self-steering Disrupt wheelsets.
In diesem Zusammenhang bedeutet der Ausdruck "Fahrgestell" die Grundeinheit eines Schienenfahrzeuges, das einen lasttragenden Oberbau aufweist, der auf mindestens zwei Radsätzen abgestützt ist. Ein solches Fahrgestell kann beispielsweise ein gesamter vierrädriger Wagen sein oder es kann sich um das Drehgestell eines Wagens handeln, auf dessen beiden Drehgestellen der Oberbau oder Wagenkörper drehbar abgestützt ist.In this context, the term "chassis" means the basic unit of a rail vehicle, the one Has load-bearing superstructure, which is supported on at least two sets of wheels. Such a chassis can For example, an entire four-wheeled wagon or it can be the bogie of a wagon, the superstructure or car body is rotatably supported on its two bogies.
Zur Lösung der genannten Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jeweils die Achslager auf derselben Seite der Längsachse des Fahrgestells durch Dämpfungselemente miteinander verbunden sind, die an jedem Achslager ange-In order to achieve the stated object, it is provided according to the invention that that each of the axle bearings on the same side of the longitudinal axis of the chassis by damping elements connected to each other, which are attached to each axle bearing
lenkt sind und so ausgebildet sind, daß sie bei Einwirkung konstanter Kräfte ihre Länge unter Aufbringung von Widerstandskräften verändern und schnelle Kraftänderungen zwischen den Lagern übertragen, wobei durch die von diesen Kräften gegen den Dämpfungswiderstand verursachte Längenänderung Energie verbraucht.are steered and are designed so that when constant forces act, their length under the application of drag forces change and transmit rapid changes in force between the bearings, being through the of these Forces against the damping resistance caused change in length energy consumed.
Wie durch die Theorie und Versuche bestätigt ist, stören die Dämpfungselemente die natürlichen Schwingungen der Radsätze bei Pendelbewegungen und bewirken somit die . Entstehung von pendelstabilisierenden Kriechkräften in den Berührungsbereichen von Rad und Schiene. Die Dämpfungselemente können auch als Elemente oder Einrichtungen bezeichnet werden, die die Freiheitsgrade der Radsätze begrenzen und dem Pendeln entgegenwirken, ohne die natürliehe Selbststeuerfähigkeit der Radsätze zu beeinflussen.As confirmed by theory and tests, the damping elements disrupt the natural vibrations of the Wheelsets with pendulum movements and thus cause the. Creation of pendulum-stabilizing creep forces in the contact areas between wheel and rail. The damping elements can also be referred to as elements or devices that limit the degrees of freedom of the wheelsets and counteract the oscillation, without the natural To influence the self-steering ability of the wheelsets.
In der Praxis kann man als Dämpfungselemente, die die Lager verbinden, pneumatische oder hydraulische Dämpfer oder Viskositäts- oder Reibungsdämpfer benutzen. Vorzugsweise verwendet man Viskositätsdämpfer und eine oder mehrere starre Stangen, die die Dämpfer mit den Lagern verbinden.In practice, the damping elements connecting the bearings can be pneumatic or hydraulic dampers or use viscosity or friction dampers. It is preferable to use a viscous damper and an or several rigid rods that connect the dampers to the bearings.
Zweckmäßigerweise sind an den Lagern seitlich abstehende Flansche oder Ansätze befestigt, die sicherstellen, daß die Dämpfungselemente nicht an irgendwelche Hindernisse wie Wiegen, Bremsteile und dgl. stoßen.Appropriately, laterally protruding flanges or lugs are attached to the bearings, which ensure that the damping elements do not hit any obstacles such as cradles, brake parts and the like.
Die Dämpfungselemente wechseln ihre Länge mit vernachlässigbarem Widerstand in Abhängigkeit von konstant anliegenden Kräften, wie sie auftreten, wenn die RadsätzeThe damping elements change their length with negligible resistance depending on the constant contact Forces as they occur when the wheelsets
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gieren, um in einer Kurve die Radialposition einzunehmen, so daß die natürliche Selbststeuerfähigkeit der Radsätze nicht beeinträchtigt wird. Wenn jedoch schnell oszillierende Kräfte auf die Dämpfungselemente einwirken, wie dies der Fall ist, wenn die Radsätze zum Pendeln neigen, haben diese Elemente einen erheblichen Widerstand, weil die Längenänderung sich nur über einen kurzen Zeitraum erstreckt. Auf diese Weise werden alle Bewegungen jedes Radsatzes wirksam auf den anderen Radsatz übertragen, wobei ein Teil der Bewegung des ersten Radsatzes durch die Längenänderung des Elementes absorbiert wird. Da die Dämpfungskraft der Dämpfungselemente geschwindigkeitsabhängig ist, kann man, wenn keine anderen Verbindungen zwischen den Radsätzen bestehen, zeigen, daß die Dämpfungselemente in diesem Zustand versuchen, die Radsätze mit einer Phasenverschiebung von 90° zum Schwingen zu bringen. In der Praxis beträgt die Phasendifferenz jedoch nicht immer 90°.yaw to assume the radial position in a curve, so that the natural self-steering ability of the wheelsets is not affected. However, when rapidly oscillating forces act on the damping elements, like this is the case when the wheelsets tend to oscillate, these elements have considerable resistance because the Change in length only extends over a short period of time. In this way, all of the movements become each Wheelset is effectively transferred to the other wheelset, with part of the movement of the first wheelset being transmitted through the Change in length of the element is absorbed. Since the damping force of the damping elements depends on the speed is, if there are no other connections between the wheelsets, you can show that the damping elements In this state try to make the wheel sets vibrate with a phase shift of 90 °. In practice, however, the phase difference is not always 90 °.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Radsätze paarweise miteinander gekoppelt, wodurch jeder Radsatz gegensinnig zum anderen Radsatz giert, d.h. seine Gierbewegungen sind um 180° gegenüber denjenigen des anderen Radsatzes verschoben. Die Kopplungseinrichtung kann unterschiedliche Formen haben, z.B. diagonal verlaufende Verbindungsglieder, die einander überkreuzen und gelenkig mit den Radsätzen verbunden sind,zwei gelenkig miteinander und mit den Radsätzen verbundene Gabellenker (bisseis) oder ein Lenker,dessen Enden gelenkig mit den Achslagern auf derselben Seite der Längsachse des Fahrgestells verbunden sind.Mit solchen Konstruktionen erhöht die Kupplungsvorrichtung die Pendelstabilität der Rad-In a preferred embodiment of the invention, the wheel sets are coupled to one another in pairs, whereby each wheelset yaws in the opposite direction to the other wheelset, i.e. its yaw movements are 180 ° compared to those of the other wheelset moved. The coupling means can have different shapes, e.g. diagonal extending links that cross each other and are articulated to the wheelsets, two articulated forked links (bisseis) or a link whose ends are articulated with each other and with the wheelsets the axle bearings are connected on the same side of the longitudinal axis of the chassis. With such constructions increased the coupling device the pendulum stability of the wheel
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sätze beträchtlich und die Dämpfungselemente dienen zur
weiteren Pendelstabilisierung. Diese Anwendung ist insbesondere zweckmäßig, wenn hohe Geschwindigkeiten gefahren
werden, oder wenn die Belastung des Fahrgestells
zwischen belastetem und unbelastetem Zustand sehr unterschiedlich ist.rates are considerable and the damping elements serve to further stabilize the pendulum. This application is particularly useful when driving at high speeds or when the load on the chassis
is very different between the loaded and unloaded state.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.The following are exemplary embodiments of the invention explained in more detail with reference to the figures.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrgestells,Fig. 1 shows schematically a plan view of an embodiment of the chassis according to the invention,
Fig. 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht des Fahrgestells nach Fig. 1,Fig. 2 shows schematically a side view of the chassis according to Fig. 1,
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Viskositätsdämpfers für ein Fahrgestell nach der Erfindung, teilweise aufgebrochen, Fig. 3 shows a side view of a viscosity damper for a chassis according to the invention, partially broken open,
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrgestells, wobei zur Verdeutlichung einige Teile aufgebrochen dargestellt sind,Fig. 4 shows a side view of another embodiment of the chassis according to the invention, wherein for Some parts are shown broken away for clarification,
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht des Fahrgestells nach Fig. 4, ebenfalls teilweise aufgebrochen, undFig. 5 shows a top view of the chassis according to Fig. 4, also partially broken away, and
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht einer Variante des Dämpfungselementes für das erfindungsgemäße Fahrgestell.Fig. 6 shows a side view of a variant of the damping element for the chassis according to the invention.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Fahrgestellauflager für ein Schienenfahrzeug dargestellt. Das Fahrgestell weist zwei Radsätze 10 mit selbsteinstellenden Achsen auf, die jeweils aus zwei an einer Achse 14 fest angebrachten Rädern 12 mit profilierten Laufflächen bestehen. An jedem Ende eines Radsatzes 10 ist schematisch ein Lager 16 dargestellt, das einen Adapter 18 trägt. Zwei Federn 20, die Schraubenfedern dargestellt sind, jedoch auch durch andere Federelemente ersetzt werden können, ruhen auf jedemIn Figs. 1 and 2, a chassis support for a Rail vehicle shown. The chassis has two sets of wheels 10 with self-adjusting axles, each consist of two wheels 12 firmly attached to an axle 14 with profiled running surfaces. At either end of a wheel set 10, a bearing 16 is shown schematically, which carries an adapter 18. Two springs 20 that Coil springs are shown, but can be replaced by other spring elements, rest on each
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Adapter 18. Die Federn 20 tragen einen (nicht dargestellten) lasttragenden Oberbau, z.B. in Abhängigkeit von der jeweiligen Wagenart einen Drehgestellrahmen oder einen Wagenkasten. Die bezogen auf die Längsachse des Fahrgestells auf derselben Seite liegenden Adapter sind durch ein Dämpfungselement miteinander verbunden, das einen Dämpfer 22 und Verbindungsstangen 24* aufweist, die mit dem Dämpfer 22 fest und mit den Adaptern 18 gelenkig verbunden sind. Wie Fig. 2 zeigt, greift eine der Stangen mit einem gabelförmigen Ende an dem Dämpfer 22 an. Eine geeignete Form des hydraulischen Dämpfers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert. Die anderen Teile des Fahrgestells, wie der lasttragende Oberbau, die Bremsen, Bremsstangen usw. sind nicht dargestellt und werden nicht erläutert, da sie von bekannter Konstruktion sein können und im Hinblick auf diese Erörterungen nicht wesentlich sind.Adapter 18. The springs 20 carry a load-bearing superstructure (not shown), e.g. respective type of car a bogie frame or a car body. The related to the longitudinal axis of the chassis Adapters lying on the same side are connected to one another by a damping element, the one Damper 22 and connecting rods 24 *, which are fixed to the damper 22 and articulated to the adapters 18 are connected. As FIG. 2 shows, one of the rods engages the damper 22 with a fork-shaped end. One suitable form of the hydraulic damper is explained below with reference to FIG. The others Parts of the chassis, such as the load-bearing superstructure, the brakes, brake rods, etc. are not shown and are not discussed as they may be of known construction and in view of these discussions are not essential.
Die Aufhängung bzw. Abstützung ist so konstruiert, daß jeder Radsatz 10 im wesentlichen selbststeuernd ist. Die Laufflächen der Räder 12 haben ein Profil, das als "Standardverschleißprofil" bekannt ist. Sie haben eine hohe effektive Konizität, wodurch bei Kurvenfahrten auf entsprechend gekrümmten Schienen infolge der Differenz der Rolldurchmesser zwischen den inneren und den äußeren Rädern Lenkkräfte erzeugt werden. Die Rückstellkräfte gegen Seitenbewegungen und Gierbewegungen der Radsätze sind so gewählt, daß sie kleiner sind als die Lenkkräfte, so daß jeder Radsatz derart gieren kann, daß er in einer Kurve eine Radialstellung einnimmt. Der Gierungszwang "K" kann aus der folgenden Beziehung ermittelt werden:The suspension or support is designed so that each wheel set 10 is essentially self-steering. the Treads of the wheels 12 have a profile known as the "standard wear profile". you have one high effective conicity, which means that when cornering on appropriately curved rails as a result of the difference the roll diameter between the inner and outer wheels steering forces are generated. The restoring forces against lateral movements and yaw movements of the wheelsets are chosen so that they are smaller than the steering forces, so that each wheel set can yaw in such a way that it assumes a radial position in a curve. The compulsion to yaw "K" can be determined from the following relationship:
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K <4Gr^2, wobei Gr^ 1/2 Hierin bedeutenK <4G r ^ 2 , where G r ^ 1/2 here mean
G die "Gravitationsauflagersteifigkeit" W die maxiamale Achslast für jeden einzelnen Radsatz,G is the "gravitational support stiffness" W is the maximum axle load for each individual wheelset,
R den Krümmungsradius des Profils der Radlauffläche, R is the radius of curvature of the profile of the wheel tread,
£ die Hälfte der Entfernung zwischen den Kontaktpunkten Rad/Schiene an demselben Radsatz, O0 den Winkel zwischen der Berührungsebene £ half the distance between the wheel / rail contact points on the same wheel set, O 0 the angle between the plane of contact
Rad/Schiene und der Horizontalen bei Mittelstellung des Radsatzes, undWheel / rail and the horizontal in the middle position of the wheelset, and
X die effektive Konizität des Laufflächenprofils. X is the effective taper of the tread pattern.
In der Praxis wird der Kurszwang "K" kleiner gemacht und beträgt etwa ein Viertel des oben angegebenen Maximalwertes. Das verwendete Profil ist demjenigen eines durch natürlichen Verschleiß abgenutzten Rades angenähert und hat eine effektive Konizität von 1/4 oder 1/5. Der Verschleiß solcher selbstlenkender Radsätze ist minimal und das Profil ändert sich infolge Abnutzung nicht wesentlich.In practice, the compulsory course "K" is made smaller and is about a quarter of the maximum value given above. The profile used is one of those approximates natural wear and tear and has an effective taper of 1/4 or 1/5. The wear such self-steering wheel sets is minimal and the profile does not change significantly due to wear.
Fig. 3 zeigt einen geeigneten doppelt wirkenden hydraulischen Dämpfer, der bei dem erfindungsgemäßen Fahrgestell verwendbar ist. Der Dämpfer 22 weist ein zylindrisches Gehäuse 24 auf, das mit Dichtungskappen 26 an den Stirn-Seiten verschlossen ist. Durch die Dichtungskappen 26 ragt ein Kolben 28 hindurch, dessen Mittelbereich 30 im Inneren des Gehäuses 24 im Durchmesser vergrößert ist. Die Berührungsflächen zwischen dem Gehäuse 24, den Dich-Fig. 3 shows a suitable double-acting hydraulic damper that is used in the chassis according to the invention is usable. The damper 22 has a cylindrical housing 24 with sealing caps 26 on the front sides is locked. A piston 28 protrudes through the sealing caps 26, the central region 30 of which in the Inside the housing 24 is enlarged in diameter. The contact surfaces between the housing 24, the sealing
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tungskappen 26 und dem Kolben 28 sind durch Dichtungen 32 aus geeignetem Kunststoffmaterial, wie Nylon oder Polyurethan abgedichtet, so daß zwei abgeschlossene Kammern 34 mit veränderlichem Volumen gebildet werden, von denen jede auf einer Seite des verdickten Bereiches 30 des Kolbens 28 liegt. Durch die Wand des Gehäuses hindurch führt ein Kanal 36 in jede der geschlossenen Kammern. Die Kammern 34 sind ferner durch eine (nicht dargestellte) Leitung miteinander verbunden. In der Leitung befindet sich ein (nicht dargestelltes) Ventil, so daß der Strömungswiderstand der Leitung und damit die Dämpfungskraft reguliert werden kann. Vorzugsweise ist das Ventil verstellbar. Die Dichtungskappen sind mit Schrauben 38 an dem Gehäuse befestigt. Ferner ist je eine Platte 40 oberhalb und unterhalb des Gehäuses mit Schrauben 42 angebracht. Die Platten ragen über das eine Ende des Dämpfers hinaus und laufen danach aufeinander zu, so daß sie an eine Stange 24' angeschweißt werden können. Ein Ende 44 des Kolbens 28 ist mit einem Gewinde versehen, so daß es mit einer Stange 24' verbunden werden kann.processing caps 26 and the piston 28 are through seals 32 made of suitable plastic material, such as nylon or Polyurethane sealed so that two closed chambers 34 of variable volume are formed by each lying on one side of the thickened area 30 of the piston 28. Through the wall of the housing a channel 36 leads into each of the closed chambers. The chambers 34 are also by a (not shown) Line connected to each other. In the line there is a valve (not shown), so that the flow resistance the line and thus the damping force can be regulated. The valve is preferably adjustable. The sealing caps are attached to the housing with screws 38. Furthermore, a plate 40 is each above and attached below the housing with screws 42. The plates protrude over one end of the damper out and then run towards each other so that they can be welded to a rod 24 '. One End 44 the piston 28 is threaded so that it can be connected to a rod 24 '.
Die Fig. 4 und 5 zeigen ein dreistückiges Drehgestell mit zwei Seitenrahmen 50 und einer auf zwei Schraubenfedern 54 von den Seitenrahmen 50 getragenen Wiege 52. Die Wiege besteht im wesentlichen aus einem langgestreckten Hohlkasten. Die Seitenrahmen 50 liegen auf zwei Radsätzen mit selbsteinstellenden Achsen auf und sind an jedem Ende mit Achslagern 58 ausgestattet. Jedes Lager 58 ist über ein Metallpolster 60, das mit seiner bogenförmigen Unterseite auf dem Lager 58 ruht, mit einem Seitenrahmen 50 verbunden. Auf der Oberseite des Polsters 60 liegt der Adapter 62 auf und zwei Gummi-Sandwichelemente 64, von4 and 5 show a three-piece bogie with two side frames 50 and one on two coil springs 54 cradle 52 carried by the side frames 50. The cradle consists essentially of an elongated hollow box. The side frames 50 rest on two sets of wheels with self-adjusting axles and are on each End equipped with axle bearings 58. Each bearing 58 is over a metal pad 60, which with its arcuate The underside rests on the bearing 58, connected to a side frame 50. On top of the pad 60 is the Adapter 62 on and two rubber sandwich elements 64, from
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denen jedes auf einem nach oben weisenden Federauflager 66 des Adapters 62 montiert ist, tragen den Seitenrahmen 50. Jedes der Gummi-Sandwichelemente 64 besteht aus abwechselnden Schichten aus Gummi und einer Metallplatte. Die Wiege besitzt ferner eine herkömmliche Lagerpfanne 53, in die der Wagenoberbau mit einem Zapfen eingreift.'each mounted on an upwardly facing spring seat 66 of the adapter 62 support the side frame 50. Each of the rubber sandwich panels 64 consists of alternating layers of rubber and a metal plate. The cradle also has a conventional bearing socket 53, in which the superstructure engages with a pin.
Jeder Adapter 62 ist im Querschnitt kanalförmig bzw. U-förmig und ruht mit seinem Mittelsteg auf dem Polster, während die Schenkel zu beiden Seiten des Mittelsteges die horizontalen Auflager bilden und mit Feder-Auflagerflächen 66 versehen sind. Die Auflager sitzen rittlings auf dem Lager. Von jedem Auflager steht ein Arm 68 nach unten herab, der einen Ansatz trägt, welcher verhindert, daß der Adapter 62 im Falle einer zu starken Vertikalbewegung von dem Lager abhebt. Durch miteinander fluchtende Löcher in dem Adapter 62 und ein größeres Loch im Seitenrahmen 50 ist ein Stift 70 hindurchgesteckt, der im Falle großer vertikaler Relativbewegungen der beiden Teile den Adapter an dem Seitenrahmen festhalten soll. Das Polster 60 kann an dem Adapter angeschweißt sein, es kann aber auch im Paßsitz zwischen den Wänden des Adapters 62, die das Polster 60 übergreifen, festgeklemmt sein.Each adapter 62 is channel-shaped or U-shaped in cross section and rests with its central bar on the cushion, while the legs are on both sides of the central bar form the horizontal supports and are provided with spring support surfaces 66. The supports sit astride in stock. An arm 68 protrudes downward from each support and carries a shoulder which prevents that the adapter 62 lifts off the bearing in the event of excessive vertical movement. By aligning Holes in the adapter 62 and a larger hole in the side frame 50 is a pin 70 pushed through, which in the case large vertical relative movements of the two parts is intended to hold the adapter on the side frame. The upholstery 60 can be welded to the adapter, but it can also be a snug fit between the walls of the adapter 62, which the pad 60 overlap, be clamped.
An jedem Adapter 62 ist ein U-förmiger Ansatz 72 befestigt und die freien Enden der Ansätze eines jeden Radsatzes sind miteinander verbunden und bilden an dem Radsatz einen Unterrahmen zur übertragung von Momenten. Jeder Ansatz weist eine seitlich abstehende Platte 76 auf, die durch ein Loch 51 des Seitenrahmens hindurchragt und mit Streben 78 an den Seiten des Adapters befestigt ist. Die Stange 74 verbindet die Platten 76 der Ansätze 72.A U-shaped extension 72 is attached to each adapter 62 and the free ends of the extensions of each wheel set are connected to one another and form a sub-frame on the wheelset for the transmission of torques. Any approach has a laterally protruding plate 76, which protrudes through a hole 51 in the side frame and with struts 78 is attached to the sides of the adapter. The rod 74 connects the plates 76 of the lugs 72.
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Für jedes Rad sind einzeln wirkende Bremsen 80 vorgesehen. Die Bremsstangen und die anderen Teile des Bremssystems sind nicht dargestellt, da sie bekannt sind.Individually acting brakes 80 are provided for each wheel. The brake rods and the other parts of the braking system are not shown because they are known.
Die Radsätze 56 können in der oben erwähnten Weise selbstlenkend gemacht werden.The wheel sets 56 can be made self-steering in the manner mentioned above.
Die Radsätze sind zur gegensinnigen Kopplung ihrer Gierbewegungen bzw. Kursabweichungen durch Verbindungsglieder 82 verbunden, die sich diagonal durch das Fahrgestell erstrecken und einander überkreuzen, und die an den Platten 76 angelenkt sind. Die Verbindungsglieder 82 laufen frei durch entsprechende öffnungen der Wiege 52 hindurch.The wheelsets are for the opposite coupling of their yaw movements or course deviations by connecting links 82 connected, which extend diagonally through the chassis and cross each other, and those on the panels 76 are hinged. The connecting links 82 run freely through corresponding openings in the cradle 52.
Fig. 5 zeigt die Dämpfungselemente 84, die die Adapter, d.h. die Lager, zweier Radsätze in Längsrichtung miteinander verbinden. Aus Gründen der Anschaulichkeit sind in Fig. 4 diese Dämpfungselemente nicht dargestellt. Das Dämpfungselement 84 weist eine Stange 86 auf, die gelenkig mit einem seitlich vorstehenden Teil einer jeden Platte 76 verbunden ist und einen Dämpfer 88 der in Fig. 3 dargestellten Art.Fig. 5 shows the damping elements 84 which the adapters, i.e. the bearings, of two sets of wheels are connected to one another in the longitudinal direction associate. For reasons of clarity, these damping elements are not shown in FIG. 4. That Damping element 84 has a rod 86 which is articulated with a laterally protruding part of each plate 76 is connected and a damper 88 of the type shown in Fig. 3.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Auflagers näher erläutert.The mode of operation of the support according to the invention is explained in more detail below.
Fig. 1 und 2 zeigen die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Fahrgestells für ein Schienenfahrzeug mit den selbstlenkenden Radsätzen, die federnd als Auflager für einen lasttragenden Oberbau dienen und parallelen Dämpfungselementen, die die Achslager derselben Seite des Fahrgestells in Längsrichtung miteinander verbinden. In-1 and 2 show the essential features of the invention Chassis for a rail vehicle with the self-steering wheel sets, which are resilient as supports serve for a load-bearing superstructure and parallel damping elements that support the axle bearings on the same side of the Connect the chassis with each other in the longitudinal direction. In-
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folge der Selbstlenkungseigenschaften neigt jeder Radsatz zu Pendelungeh. Dieser Neigung wirkt jeder Radsatz, der seitlich und in Längsrichtung an dem lasttragenden Oberbau aufgehängt ist, entgegen. Es hat sich herausgestellt, daß durch die Anbindung der Radsätze in seitlicher Richtung und in Längsrichtung an den lasttragenden Oberbau die Freiheitsgrade eines jeden Radsatzes begrenzt werden, und daß hierdurch stabilisierende gegenseitige Beeinflussungen zwischen den Seiten- und Kursbewegungen der Radsätze und dem lasttragenden Oberbau stattfinden. Ferner begrenzen die parallelen Dämpfungselemente die Freiheitsgrade jedes Radsatzes und erhöhen so die Pendelstabilität. Bekanntlich erzeugen Viskositätsdämpfer eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfungskraft, d.h. die Dämpfungskraft hängt von den Relativbewegungen der Radsätze ab und jeder Radsatz wird mit einer Phasenverschiebung von 90° gegenüber dem anderen Radsatz und außer Phase gegenüber dem lasttragenden Oberbau angestoßen. Dies stört die natürlichen Schwingungen der Radsätze und führt zu stabilisierenden Kriechkräften in den Berührungsbereichen von Rad und Schiene. Aus den gleichen Gründen wird auch der Pendelbewegung des lasttragenden Oberbaus entgegengewirkt.Due to the self-steering properties, every wheel set tends to oscillate. Every wheelset acts on this inclination, the side and lengthways on the load bearing The superstructure is suspended. It has been found that by connecting the wheel sets in lateral Direction and in the longitudinal direction of the load-bearing superstructure limits the degrees of freedom of each wheelset and that thereby stabilizing mutual influences between the lateral and course movements the wheelsets and the load-bearing superstructure take place. Furthermore, the parallel damping elements limit the Degrees of freedom of each wheelset and thus increase the pendulum stability. As is known, viscous dampers generate a speed-dependent damping force, i.e. the Damping force depends on the relative movements of the wheelsets, and each wheelset has a phase shift 90 ° against the other wheelset and out of phase with the load-bearing superstructure. This disrupts the natural vibrations of the wheel sets and leads to stabilizing creep forces in the contact areas of wheel and rail. For the same reasons, the pendulum motion of the load-bearing Countered superstructure.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4 und 5 bewirken die die Radsätze verbindenden diagonalen Stangen Kursabweichungen an den Radsätzen in entgegengesetzten Richtungen, d.h. mit 180° Phasenverschiebung. Hierdurch werden die Freiheitsgrade eines jeden Radsatzes beschränkt und zusammen mit dem federnden Verbindungselement wird jeglicher Pendelneigung der Radsätze entgegengewirkt.In the exemplary embodiments according to FIGS. 4 and 5, the diagonal rods connecting the wheel sets cause course deviations on the wheelsets in opposite directions, i.e. with a 180 ° phase shift. This will be the degrees of freedom of each wheel set are limited and together with the resilient connecting element counteracted any tendency of the wheelsets to oscillate.
Die Wirkung der Diagonalverbindungen oder anderer soge-The effect of the diagonal connections or other so-called
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nannter "Diagonal-" oder "Radialanbindungen" erhöht die Pendelstabilität selbstlenkender Radsätze erheblich, so daß ein Fahrgestell mit 300 bis 400 km/h laufen kann. Außerdem erhöhen die parallelen Dämpfungselemente die Pendelstabilität und verringern die Empfindlichkeit der Radsätze gegenüber Unregelmäßigkeiten an den Schienen. Der Grund hierfür besteht darin, daß die Diagonalanbindung die Radsätze gegenüber Pendelungen stabil macht, d.h, die Schwingungen klingen mit der Zeit ab. Die bis zum Abklingen der Schwingungen durchfahrene Entfernung wird jedoch mit größerer Geschwindigkeit größer. Die Dämpfungselemente gewährleisten ein schnelleres Abklingen derartiger Schwingungen.called "diagonal" or "radial connections" increases the The pendulum stability of self-steering wheel sets is considerable, so that a chassis can run at 300 to 400 km / h. In addition, the parallel damping elements increase the pendulum stability and reduce the sensitivity of the Wheelsets against irregularities on the rails. The reason for this is that the diagonal connection makes the wheelsets stable against oscillations, i.e. the vibrations subside over time. The one until the end However, the distance traveled by the vibrations increases with greater speed. The damping elements ensure a faster decay of such Vibrations.
Die Diagonalverbindungen können auch durch andere Kopplungseinrichtungen zwischen den Radsätzen ersetzt werden, die die Gierbewegungen der Radsätze gegensinnig koppeln. Beispiele solcher Kopplungseinrichtungen sind in der DT-OS 23 56 267, der DT-OS 25 14 361 und der Patentanmeldung P 26 30 353.7 beschrieben.The diagonal connections can also be made by other coupling devices be replaced between the wheelsets, which couple the yaw movements of the wheelsets in opposite directions. Examples of such coupling devices are in DT-OS 23 56 267, DT-OS 25 14 361 and the patent application P 26 30 353.7.
Fig. 6 zeigt eine Variante des zwischen die Adapter 62 benachbarter Radsätze geschalteten Dämpfungselementes 89, wobei die Adapter in Umrißlinien dargestellt sind. Das Dämpfungselement weist eine Platte 90 auf, die mit Schrauben 92 an einem Adapter eines Radsatzes befestigt ist.6 shows a variant of the damping element 89 connected between the adapters 62 of adjacent wheel sets, the adapters are shown in outline. The damping element has a plate 90 with screws 92 is attached to an adapter of a wheel set.
An der Platte 90 ist ein Viskositäts-Rotationsdämpfer 94 von bekannter Bauart angebracht. Die axial abstehende Betätigungswelle 96 des Dämpfers 94 trägt einen Arm 98. Das freie Ende des Armes 98 ist über ein Kugellager oder ein Gelenk mit einer Verbindungsstange 100 verbunden, die über ein weiteres Kugellager oder Gelenk an einerA viscosity rotary damper 94 is attached to the plate 90 of known design attached. The axially protruding actuating shaft 96 of the damper 94 carries an arm 98. The free end of the arm 98 is connected to a connecting rod 100 via a ball bearing or a joint, which has another ball bearing or joint on one
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Platte 102 befestigt ist, welche mit Schrauben 104 an dem Adapter des anderen Radsatzes angebracht ist. Bei einer Relativbewegung der miteinander verbundenen Enden der Radsätze in Längsrichtung wird der Arm 98 verschwenkt und betätigt den Dämpfer 94.Plate 102 is attached, which with screws 104 to attached to the adapter of the other wheel set. In the event of a relative movement of the ends connected to one another of the wheel sets in the longitudinal direction, the arm 98 is pivoted and actuates the damper 94.
Bei sämtlichen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen stören die Dämpfungselemente die Selbstlenkfähigkeit der Radsätze nicht wesentlich. Wenn das Fahrgestell in der Praxis in eine Kurve einfährt, spurt jeder Radsatz,um als Folge der durch den Differentialeffekt der profilierten Radlaufflächen erzeugten Lenkkräfte eine Radialposition zur Kurve einzunehmen. Dieser Spur- oder Gierbewegung wird von den Dämpfern entgegengewirkt, da sich deren Längen verändern, bis die ideale Radialposition eingenommen ist. In diesem Endzustand beeinflussen die Dämpfer die Verstellung der Radsätze überhaupt nicht mehr. Der vorübergehende Widerstand, den die Dämpfer auf die Selbstlenkfähigkeit der Radsätze ausüben, wenn das Fahrzeug in eine Kurve einfährt, ist vernachlässigbar, weil das Verschwenken der Radsätze aus der bei Geradeausfahrt eingenommenen Position in die Radialstellung einer Kurve sich über eine relativ lange Zeitdauer hinzieht.In all of the embodiments described above, the damping elements interfere with the self-steering ability of the Wheelsets not essential. When the chassis drives into a curve in practice, each wheel set spins by as a result of the profiled by the differential effect Wheel treads generated steering forces to assume a radial position to the curve. This track or yaw motion is counteracted by the dampers, as their lengths change until the ideal radial position is assumed is. In this final state, the dampers no longer influence the adjustment of the wheel sets at all. Of the temporary resistance that the dampers exert on the self-steering ability of the wheelsets when the vehicle is in Entering a curve is negligible because the pivoting of the wheel sets from the one assumed when driving straight ahead Position in the radial position of a curve extends over a relatively long period of time.
Wie oben schon erläutert wurde, hat das erfindungsgemäße Fahrgestell selbstlenkende bzw. selbsteinstellende Radsätze und ist in bezug auf Radsatzpendelungen stabil. Daher variieren die Anbxndungsparameter beim Betrieb des Schienenfahrzeugs nicht in erheblichem Maße und das Fahrgestell behält beim Betrieb die Pendelstabilität bei.As already explained above, the chassis according to the invention has self-steering or self-adjusting wheelsets and is stable with respect to wheelset swaying. Therefore, the connection parameters vary when operating the Rail vehicle not to a significant extent and the chassis maintains pendulum stability during operation.
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