DE2741253B2 - Axle suspension for two-axle rail vehicles - Google Patents
Axle suspension for two-axle rail vehiclesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsabfederung für Schienenfahrzeuge mit in Achslagergehäusen gelagerten Radachsen und einer Federanordnung, bei der zwischen jedem Achslagergehäuse und dem Untergestell zwei unterschiedliche, konzentrisch ineinander liegende Schraubenfedern angeordnet sind, denen ein lastabhängig wirkender Dämpfer zugeordnet ist, der ein ringförmiges Dämpfungselement umfaßt, welches mit der zylindrischen Oberfläche eines Dämpfungsrohres zusammenwirkt.The invention relates to an axle suspension for rail vehicles with in axle bearing housings mounted wheel axles and a spring arrangement, in which between each axle box and the Underframe two different, concentrically nested coil springs are arranged, which a load-dependent damper is assigned which comprises an annular damping element which cooperates with the cylindrical surface of a damping tube.
Eine derartige Achsabfederung für die Achsen eines Drehgestells ist aus der AT-PS 3 02 408 bekannt. Die DD-PS 67 460 zeigt eine ähnliche Ausbildung, die jedoch ebenfalls nur für Drehgestelle geeignet ist.Such an axle suspension for the axles of a bogie is known from AT-PS 3 02 408. the DD-PS 67 460 shows a similar training, which is also only suitable for bogies.
Während Gleisunregelmäßigkeiten oder hohe Rampenneigungen, beispielsweise in Gleisbögen, für Schienenfahrzeuge mit Drehgestellen keine besonderen Probleme ergeben, ist es bei zweiachsigen Schienenfahrzeugen zur Erzielung der erforderlichen Enlgleisungssicherheit bei Gleisunregelmäßigkeiten oder hohen Rampenneigungen notwendig, auch in diesen Fällen einen ausreichenden Raddruck sicherzustellen. Zu diesem Zweck wird bei zweiachsigen Schienenfahrzeugen eine progressive Federung verwendt, deren Federkennlinie von der Nullast bis /u einer gewissen Belastung flacher verläuft als bei höherer Belastung. Gegenüber der einfachen Abfederung mittels lllatttragfedern, die von der Niillast his /in i i·»lIimliisl praktisch eine linear verlaufende Federcharokteristik aufweisen, hat eine progressive Federung mit gebrochener Federcharakteristik den Vorteil, daß auch bei Gleisunregelmäßigkeiten oder hohen Rampenneigungen an ■» allen Rädern der erforderliche Raddruck aufrechterhalten wird, und zwar durch weiche Zusaufedern, welche zu den Blatttragfedern in Reihe geschaltet sind.While track irregularities or high ramp inclinations, for example in curved tracks, do not cause any particular problems for rail vehicles with bogies, in order to achieve the necessary derailment safety in the case of track irregularities or high ramp inclines, it is necessary to ensure sufficient wheel pressure in these cases as well. For this purpose, a progressive suspension is used in two-axle rail vehicles, the spring characteristic of which runs flatter from zero load to / u a certain load than at higher loads. Compared to the simple suspension by means of latt carrier springs, which from the Niillast his / in ii · »lIimliisl have practically a linear spring characteristic, a progressive suspension with broken spring characteristics has the advantage that the required wheel pressure on all wheels, even with track irregularities or high ramp inclines is maintained, namely by soft closing springs, which are connected in series with the leaf suspension springs.
Bei einer bekannten Ausführung eines zweiachsigen Schienenfahrzeuges sind die weichen ZusaufedernIn a known embodiment of a two-axle rail vehicle, the soft closing springs are
ίο unterhalb der Federböcke angeordnet und jeweils von einer mit den Federschaken verbundenen Spannschraube durchsetzt, so daß die Federschaken gegenüber den Federböcken durch die Zusatzfeder abgefedert sind. Bei einer anderen bekannten Ausführung sind die weichenίο arranged below the spring brackets and each from penetrated by a clamping screw connected to the spring hook, so that the spring hook with respect to the Spring brackets are cushioned by the additional spring. In another known embodiment, the soft ones
Ii Zusatzfedern zwischen dem Untergestell des Schienenfahrzeugs und den am Untergestell abklappbar befestigten Federböcken angeordnet Bei dieser Ausführung bewirken die Zusatzfedern beim Befahren von -Gleisunregelmäßigkeiten oder Rampenneigungen ein Abklap-Ii additional springs between the undercarriage of the rail vehicle and the spring brackets, which can be folded down on the underframe, are arranged in this version the additional springs cause a collapse when driving on track irregularities or ramp inclines
jo pen der Federböcke, wodurch die weichen Zusatzfedern eingeschaltet und auftretende Raddruckcntlasiungcn in erträglichen Grenzen gehalten werden.jo pen the spring brackets, creating the soft additional springs switched on and occurring wheel pressure reliefs in tolerable limits are kept.
Die bekannten Ausführungen für die Anordnung der Zusatzfedern haben den Nachteil, daß die bisherigenThe known designs for the arrangement of the auxiliary springs have the disadvantage that the previous
2"· Federböcke und Federschaken nicht verwendet werden können und daß ein Anbringen der neuartigen Federböcke wegen fcrer großen Bauhöhe nicht an allen vorhandenen Schienenfahrzeugen möglich isL Aus diesen Gründen ist nicht nur die Umrüstung eines Teiles2 "· Spring brackets and spring hooks are not used can and that an attachment of the new spring brackets because of the great height not at all existing rail vehicles isL For these reasons, it is not only possible to retrofit a part
tu der vorhandenen Schienenfahrzeuge ausgeschlossen, sondern darüber hinaus bei den umrüstbaren Schienenfahrzeugen mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden, da durch das Abtrennen der vorhandenen und das Anbringen der neuartigen Federböcke kostspie-tu excluded the existing rail vehicles, but also with the convertible rail vehicles associated with a considerable amount of work, as by separating the existing and attaching the new spring brackets is costly
i> lige Arbeiten durchgeführt werden müssen, welche darüber hinaus wegen der Wichtigkeit der Achsabfederung mit größter Sorgfalt durchzuführen sind. Die Verwendung neuartiger Federböcke und Federschaken vergrößert die Lagerhaltung ganz Ix !rechtlich. Schließ-all work must be carried out, which in addition, due to the importance of the axle suspension, must be carried out with the greatest care. the The use of new spring brackets and spring hooks increases storage quite legally. Closing
■u> lieh weisen die bekannten Ausführungen den Nachteil auf, daß die Zusatzfedern plötzlich sin- und ausgeschaltet werden. Der abrupte Übergang von der flachen zur stellen Federkennlinie ist aber für das dynamische Fahrverhalten der Schienenfahrzeuge nachteilig.The known designs have the disadvantage on that the auxiliary springs are suddenly sin and switched off. The abrupt transition from flat to set spring characteristic is disadvantageous for the dynamic driving behavior of the rail vehicles.
'"> Ausgehend von der eingangs beschriebenen Achsabfederung für Drehgestelle liegt der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Achsabfederung für zweiachsige Schienenfahrzeuge zu schaffen, die nicht nur eine'"> Based on the axle suspension described above for bogies, the invention specified in claim 1 is based on the object with simple means to create an axle suspension for two-axle rail vehicles, not just one
Vf progressive Federkennlinie und eine exakt auf die jeweilige Federkennlinie einstellbare Dämpfung aufweist, so daß die zweiachsigen Schienenfahrzeuge auch für hohe Geschwindigkeiten verwendet werden können, sondern die ein Umrüsten vorhandener Schienenfahr- Vf has progressive spring characteristics and a damping that can be precisely adjusted to the respective spring characteristic, so that the two-axle rail vehicles can also be used for high speeds, but rather the retrofitting of existing rail vehicles
'Λ zeuge unter Beibehaltung der vorhandenen Federböcke und Federschaken ermöglicht. 'Λ made possible while retaining the existing spring brackets and spring hooks.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung an zweiachsigen Schienenfahrzeugen, derenThe solution to this problem by the invention is characterized in that for use on two-axle rail vehicles whose
w> Achslagergehäuse in Fahrzeuglängs- und in -querrichtung mit Spiel zwischen zwei Achslagerführungen senkrecht beweglich geführt sind, die Schraubenfedern an einem Tragjoch abgestützt sind, welches die Abmessungen einer ßlatttragfcdcr aufweist, überw> Axle bearing housing in longitudinal and transverse direction of the vehicle are guided vertically movable with play between two axle bearing guides, the coil springs are supported on a support yoke, which has the dimensions of a ßlatttragfcdcr, about
*" Fcdcrschakcn an Federbocken des Untergestells aufgehängt ist und einen Driickring aufweist, der gemeinsam mit einem oberen Federlcller mittels je einer ringförmigen Sdinigfiiiilu· ii;is ringförmige* "Fcdcrschakcn on spring brackets of the underframe is suspended and has a push ring that together with an upper spring cover by means of a ring-shaped ring-shaped ring each
Pämpfungselnment einspannt, welches auf das am Achslagergehäuse befestigte Dämpfungsrohr einwirktClamps Pämpfungselnment, which acts on the damping tube attached to the axle box
Damit wird nicht nur eine progressive Federkennlinie geschaffen, sondern die Möglichkeit eröffnet, durch eine geeignete Wahl der Federn und des Dämpfers sowohl die Federkennlinie als auch die Dämpfungscharakteristik unabhängig voneinander einzustellen. Für die Schaffung der jeweils gewünschten Federkennlinie sind hierbei das Matrial und die Abmessungen der beiden Schraubenfedern maßgebend, wogegen die Dämpfungscharakteristik durch Auswahl der jeweiligen Materialpaaruiig, der Abmessungen und insbesondere der Neigung der Schrägflächen bestimmt wird. Da das erfindungsgemäß verwendete Tragjoch die Abmessungen einer Blatttragfeder aufweist und über Federschaken an Federböcken des Untergesteils aufgehängt ist, kann die Umrüstung vorhandener Schienenfahrzeuge unter Beibehaltung der vorhandenen Federböcke und Federschaken erfolgen, so daß lediglich die Blatttragfeder durch das mit den Schraubenfedern und dem Dämpfer versehene Tragjoch zu ersetzen ist.This not only creates a progressive spring characteristic, but also opens up the possibility of using a suitable choice of springs and damper, both the spring characteristic and the damping characteristics to be set independently of each other. For the creation of the required spring characteristic here the material and the dimensions of the two Helical springs are decisive, whereas the damping characteristics are determined by the selection of the respective material pairs, the dimensions and in particular the inclination of the inclined surfaces is determined. Since that The support yoke used according to the invention has the dimensions of a leaf support spring and has spring hooks is suspended on spring brackets of the lower frame, the retrofitting of existing rail vehicles taking place while retaining the existing spring brackets and spring hooks, so that only the leaf support spring is to be replaced by the support yoke provided with the coil springs and the damper.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können die beiden konzentrisch ineinander angeordneten Schraubenfedern mittels eines Verbindungsrohres hintereinander geschaltet sein, das an seinen Enden jeweils mit einem Flansch als Federteller für das obere Ende der innenliegenden bzw. für das untere Ende der außenliegenden Schraubenfeder ausgebildet ist Hierdurch ergibt sich eine besonders raumsparende Unterbringung der Federn und des Dämpfers.According to a further feature of the invention, the two can be arranged concentrically one inside the other Coil springs can be connected in series by means of a connecting tube that is attached at its ends each with a flange as a spring plate for the upper end of the inner or for the lower end of the external helical spring is formed This results in a particularly space-saving Accommodation of the springs and the damper.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher dargestellt, und zwar zeigtAn embodiment of the invention is illustrated in more detail with reference to the drawing, namely shows
F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Achsabfederung,F i g. 1 is a partially sectioned side view of an axle suspension,
Fig.2 die Draufsicht gemäß der Linie H-II in Fig. 1 und2 shows the top view along the line H-II in FIG. 1 and
F i g. 3 den senkrechten Schnitt gemäß der Schnittlinie Ill-Ill in Fi g. 1.F i g. 3 shows the vertical section along the section line III-III in Fi g. 1.
Die Zeichnungen zeigen einen Teil eines Untergestells 1, an welchem eine Radachse 2 in senkrechter Richtung verschiebbar sowie abgefedert gelagert ist. Die Lagerung der Radachse 2 erfolgt an deren beiden Enden über jeweils ein Achslagergehäuse 3, das mit Spiel in Längs- und Querrichtung zwischen zwei Achslagerführungen 4 geführt ist. Diese Achslagerführungen 4 sind am Untergestell 1 des Schienenfahrzeuges befestigt.The drawings show part of an underframe 1, on which a wheel axle 2 in the vertical Direction is displaceable and suspended. The bearing of the wheel axle 2 takes place on both of them Ends over a respective axle bearing housing 3, with play in the longitudinal and transverse directions between two Axle bearing guides 4 is performed. These axle bearing guides 4 are on the underframe 1 of the rail vehicle attached.
Die zwischen dem Untergestell 1 und dem Achslagergehäuse 3 angeordnete Federung besteht aus zwei unterschiedlichen Schraubenfedern 5 und 6, die wirkungsmäßig hintereinandergeschaltet und konzentrisch ineinander angeordnet sind. Die innenliegendc Schraubenfeder 5 ergibt eine flachere Federkennlinie für die Abfederung des Schienenfahrzeuges zwischen der Nullast und einer bestimmten Teillast, wogegen die außenliegende Schraubenfeder 6 nach dem Zusammendrücken der Schraubenfeder 5 in Funktion tritt und eine steilere Federkennlinie für höhere Belastungen zur Folge hat.The suspension arranged between the subframe 1 and the axle bearing housing 3 consists of two different coil springs 5 and 6, which are operatively connected in series and concentrically are arranged one inside the other. The internal helical spring 5 results in a flatter spring characteristic for cushioning the rail vehicle between zero load and a certain partial load, whereas the external helical spring 6 comes into operation after the compression of the helical spring 5 and results in a steeper spring characteristic for higher loads.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die innenliegende Schraubenfeder 5 mit ihrer untersten Windung über einen Flanschring eines Führungs- und Dämp-In the illustrated embodiment, the inner coil spring 5 is with its lowest turn via a flange ring of a guide and damping
ϊ fungsrohres 11 am Achslagergehäuse 3 abgestützt Die oberste Windung der Schraubenfeder 5 liegt an einem als Federteller ausgebildeten, nach innen weisenden Flansch Ta eines Verbindungsrohres 7 an, welches an seinem unteren Ende ebenfalls einen Flansch Tb The uppermost turn of the helical spring 5 rests on an inwardly pointing flange Ta of a connecting tube 7, which is designed as a spring plate and which also has a flange Tb at its lower end
w aufweist, der jedoch nach außen weist Dieser Flansch
Tb dient als unterer Federteller der außenliegenden Schraubenfeder 6, welche ihrerseits das Verbindungsrohr 7 konzentrisch umgibt
Die oberste Windung der außenliegenden Schraubenr>
feder 6 liegt an einem ringförmigen Federteller 8 an, der einen nach innen weisenden, eine Schrägfläche bildenden
Flanschring Ba umfaDt. Zwischen dissem Flanschring
8a und einem ebenfalls mit einer Schrägfläche versehenen Druckring 9 ist ein ringförmiges Dämp- w , which, however, points outwards. This flange Tb serves as the lower spring plate of the external helical spring 6, which in turn concentrically surrounds the connecting tube 7
The topmost turn of the external bolts r> spring 6 rests on an annular spring plate 8 on which a inward-facing, an inclined surface forming flange Ba umfaDt. Between this flange ring 8a and a pressure ring 9, which is also provided with an inclined surface, is an annular damping
2» fungselement IO aus elastischem M ...erial angeordnet, weiches als Dämpfer auf das FOhruiifs- und Dämpfungsrohr 11 wirkt, das auf der Oberseite des Achslagergehäuses 3 aufliegt. 2 »IO Fung element of resilient M ... arranged erial, soft acts as a damper to the FOhruiifs- and damping tube 11 which rests on the top of the axle bearing housing. 3
>"> angeordnet welches die Abmessungen einer üblichen Blatttragfeder aufweist und über Federschaken 13 an Federböcken 14 des Untergestelles 1 aufgehängt ist, so daß die voranstehend beschriebene Achsabfederung anstelle herkömmlicher Blatttragfeder;) unter Verwendung der bekannten Federschaken 13 und Federböcke 14 angeordnet werden kann.> "> arranged which the dimensions of a usual Has leaf support spring and is suspended via spring hooks 13 on spring brackets 14 of the underframe 1, so that the above-described axle suspension is used instead of the conventional leaf support spring;) the known spring hooks 13 and spring brackets 14 can be arranged.
Bei einer Belastung des Untergestelles 1 wird zuerst die weichere Schraubenfeder 5 zusammengedrückt. Deren flach verlaufende Federkennlinie ergibt somitWhen the underframe 1 is loaded, the softer helical spring 5 is compressed first. Their flat spring characteristic thus results
«■> eine weiche Federung von der Nullast bis zu einer gewissen Teillast des Schienenfahrzeuges. Sobald diese Schraubenfeder 5 zusammengedrückt und damit wirkungslos geworden ist, setzt die Wirkung dir au^enliegenden, härteren Schraubenfeder 6 ein, weiche somit eine steilere Federkennlinie ergibt, die für alle Beiuätungsfalle oberhalb der voranstehend erwähnten Teillast bis zur Höchstlast maßgebend ist.«■> a soft suspension from zero load to one certain partial load of the rail vehicle. As soon as this coil spring 5 is compressed and therefore ineffective has become, the effect is external to you, harder coil spring 6, soft thus results in a steeper spring characteristic, which is for everyone Beiuätungsfalle above those mentioned above Partial load up to maximum load is decisive.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung wird das ringförmige Dämpfungselement 10 durch denDepending on the respective load, the annular damping element 10 is through the
■»"· Federteller 8 und den Druckring 9 zusammengepreßt. Infolge seiner elastischen Eigenschaften bewirkt eine Zusammenpressung des zwischen den Schrägflächen liegenden Teiles des Dämpfungselements 10 ein Herausdrücken des Materials nach innen und damit eine■ »" · Spring plate 8 and pressure ring 9 pressed together. Due to its elastic properties, it compresses the between the inclined surfaces lying part of the damping element 10 pushing out the material inward and thus a
so mit steigender Zusammenpressung größer werdende Reibung gegenüber dem Führungs- und Dämpfungsrohr 11. Die Dämpfung steigt somit mit zunehmender Belastung des Schienenfahrzeuges. Diese Charakteristik kann durch die geeignete Wahl der Abmessungen undso with increasing compression it becomes larger Friction with respect to the guide and damping tube 11. The damping thus increases with increasing Load on the rail vehicle. This characteristic can through the appropriate choice of dimensions and
κ Materialien voraus'jestimmt werden, und zwar unabhängig von der Größe und Ausbildung der Schraubenfedern S und 6.κ materials are predetermined independently on the size and design of the coil springs S and 6.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (2)
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