DE3135074A1 - Drehgestell mit querbalken fuer die abstuetzung des wagenkastens von schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

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DIpL-lng. R. Lemcke ₇

Dr.-lng. Η.Ό. Bronrimer - -5~ ■

75 Karlsruha 1
Amallenstrafle 28
Postfach 40 26

GANZ-MAVAG MOZDONY-, VAGON- fiS GfiPGYÄR, Budapest VIII, Könyves Kalman körut 76, Ungarn

DREHGESTELL MIT φΕΕφΑΙΚΜ FÜR DIE ABSTÜTZUNG DES WAGSN-KASTMS VON SCHIMMPAHRZEUGM

A 2184-217/MJ

Jk ■

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Drehgestell mit Querbalken _t der zur Abstützung, der Wagenkästen von Schienenfahrzeμgen dient."

Wie bekannt lauten die Anforderungen, die bei Eisenbahnfahrzeugen an die sogenannte Gekundärfederung zwischen Wagenkasten und Drehgestell gestellt werden, wie folgt; 10

- Sicherung einer entsprechend weichen Vertikalfederung des Wagenkastens;

- Verminderung der auf den Wagenkasten einwirkenden dynamischen Querkräfte bei massiger Querverschiebung; - elastische Übertragung der Zug·= und Bremskräfte in

der Längsrichtung des Fahrzeuges zwischen Drehgestell und Wagenkasten?

- Sicherstellung der einklemmungsfreien Einstellung

*■ des Drehgestells, selbst in den praktisch möglichen

kleinsten Gleiskrümmungen.

Diese Anforderungen aber enthalten einen Widerspruch: Wenn nämlich zwischen Drehgestell und Wagenkasten als sekundäre Federung ein auch normal zur Zugrichtung belastbares, sogenanntes "flexicoiles" Federsystem angewendet wird, dann verhindert dieses das Durchfahren der Gleisbögen.von kleinem Krümmungshalbmesser„

Bekannt sind solche Drehgestelle_? bei denen Quer-. schwingen zur Anwendung kommen, die pendelartig und mit einer Feder unterstützt, aufgehängt sind und sich deshalb auch zu quergerichtetera Schwingen eignen. Der Mangel solcher Vor-

schlage besteht aber darin, dass diese Lösungen kompliziert, teuer und wegen Veraohleiee der sich reibenden Elemente betreffs Instandhaltungsaufwand sehr anspruchsvoll sind. Ihre Lebensdauer ist nur sehr beschränkt und sie beanspruchen viel Gewicht und Raum.

Um die obigen Mängel der pendelnd aufgehängten Drehgestelle ßu eliminieren, warden bereits mechanisähe, bzw. ■ kombiniert mechanisch-pneumatische Lösungen vorgeschlagen, doch kamen dabei nur Teilergebnisse zustande. .Bei solchen Drehgestellen nämlich, wo zur Unterstützung les Wagenkastens ohne Balancier "flexicoile" Spiralfedern angewendet wurden, traten in den Gleisbögen und bei der Krümmungseinstellung zu grosse Widerstände auf, und die erweckten Federkräfte ver<ursachten beträchtlichen Spurkranzverschleiss.

In der HlJ-PS 164 237 wird ein Drehgestell beschrieben, bei welchem die Vorbindung zwischen dem Drehgestellrahmen und dem Wagenkasten aus Spii-alfedern und sich auf diese stutzenden geschichteten Gummifedern ausgestaltet wurde, um das in den Gleiskrümmungen auftretende Verdrehungsmoment abzuschwächen. Dieser Vorschlag hat den Mangel, dass zwischen dem Drehgestell und dem Wagenkasten nur eine relativ kleine Verdrehung möglich ist. Bei relativ grösseren Verdrehungen · verlieren nämlich die eingebauten Kaatenstütz-Gummifedern ihre Stabilität. Somit kommt dieser Vorschlag für den Einsatz bei der Eisenbahn, im Strasseiiverkehr, sowie bei Schnell- und Untergrundbahnen gleichyrmassen nicht in Frage.

Die DT-Λ'J 24 40 069 beschreibt ein, mit einem Querbalken versehenes Drehgestell, bei welchem der am Wagenkasten befestigte Drehzapfen in dem Sitz am Querbalken gebettet ist.

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Diese Lösung hat den Mangel, dass das Drehgestell die ■ quergerichtet en Belastungen, durch das Gleis zwangsläufig auf den Wagenkasten überträgt, demzufolge diese Lösung zur "flexicoilen" Betriebsweise der sekundären Federung nicht- geeignet ist. 5

"Das Ziel unserer Erfindung ist die Beseitigung der oMgen Mangel.

Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe ist somit das Schaffen eines, mit einem Querbalken versehenen Drehgestells, welches bei Beibehaltung der Vorteile ejner -Verbindung ohne Balanciervorrichtung /Hebelschwinge/ /kleinere» Gewicht, relativ einfache Bauart, Betriebssicherheit/ eine naheau unbeschränkte relative Verdrehung zwischen dem Drehgestell bzw. Querbalken und dem Wagenkasten ermöglicht, ausserdem auch die "flexicoile" Arbeitsweise der sekundären Federung gewährleistet.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde von einem, mit Querbalken versehenen Drehgestell ausgegangen,, bei welchem der am Wagenkasten befestigte Drehzapfen bzw. Drehteller im Sitz am Querbalken verdrehbar eingebettet ist. Dieses wurde erfindungsgemäss dahingehend weiterentwickelt _v dass der Querbalken wenigstens eine Vertiefung besitzt, die sich in der Zugrichtung mit der Konsole des Drehgestells in Kraftübertragung sνerbindung befindet, zugleich aber so ausgestaltet ist, dass sie auch eine relative Verschiebung der Konsole desDrehgestells quer zur Zugrichtung und auch .in vertikaler Richtung gestattet.
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Sweckmässig ist eine solche Ausführung geraäsa der Erfindung, bei welcher die Konsole des Drehgestells mit der

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Vertiefung am Querbalken beidseitig über je ein elastisches Element in der Zugrichtung verbunden ist.

Erfindungsgeraäsa ist auch eine solche Lösung möglich, bei welcher das Drehgestell zwei Konsolen aufweist, welche an den beiden Vertiefungen des Querbalkens angeschlossen sind. Diese sind zur Mittellinie des Drehzapfens bzw. Drehtellers symmetrisch, zur horizontalen Längsraittellinie des Wagenkastens aber normal ausgebildet, wobei sich die Kraftübertragung von dem Drehzapfen, bzw. Drehteller auf den Sitz, sowie von den Konsolen auf die Vertiefungen angenähert in der gleichen Horizontalebene vollzieht.

Vorteilhaft ist es, gemäss der Erfindung wenn der Querbalken zur Begrenzung der quergerichteten Horizontalverschiebung der Drehgestellkonsolen mit elastischen Anschlageleraenten versehen ist.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten ■> Zeichnungen in ihren Einzelheiten näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 und 2: Prinzipskizze des eingebauten Drehgestells gemäss der Erfindung; Seitenansicht. Fig. 3: Ausführungsbeispiel des Drehgestells

gemäss der Erfindung; Querschnitt, im grösseren Maßstab.
Fig. 4: Draufsicht der lösung nach Fig. 3, teils abgehoben dargestellt. Fig. 5: Schnitt nach V-V in Fig. 4.

In Fig. 1 wurden die Konturen eines Eisenbahnfahr-

zeuges dargestelltj dessen Wagenkasten 10 von zwei erfindungsgemässen Drehgestellen, mit Querbalken unterstützt wird, wobei das Drehgestell als Ganzes mit der Bezugsnummer 11, der Querbalken aber mit 12 bezeichnet ist. ■

In Fig. 2 ist eine solche Anordnung zu sehen, bei \tfelcher zwei Wagenkästen 10 auf drei erfindungsgetnäss.en Drehgestellen 11 aufsitzen. Hierbei wird das mittlere Drehgestell 11' für die beiden benachbarten Wagenkästen 10 mit je einem, voneinander völlig unabhängigen Querbalken 12 unterstützt. Die Einzelheiten einer Ausführungsform des Drehgestells gemäss der Erfindung sind in fig. 3 - 5 zu sehen.

Pig. 3 zeigt die unteren Details eines Wagenkastens 10, der in, der Mittellinie 13 des Fahrzeuges mit einem Drehzapfen 14 versehen ist» Der Drehzapfen 14 ist in einem Sitz 15 gebettet, der am Querbalken 12 ausgebildet ist. Der Drehzapfen 14 kann selbstredend auch durch einen Drehteller oder einen Kugelkranz ersetzt werden. Das Gewicht des Wagenkastens 10 wird von dem Drehzapfen 14 am Sitz 15 auf den Querbalken 12 übertragen. Der Querbalken 12 aber überträgt die Belastung über Kastenstützfedern 16 von ansich bekannter "flexicoiler" Arbeitsweise auf das Drehgestell 11 /Sekundärfederung/. Der Wagenkasten 10 ist am unteren Teil, der Querbalken 12 aber am oberen Teil mit ansich bekannten Seitenstützen 17 versehen.

Erfindungsgemäss hat der Querbalken 12 wenigstens eine Vertiefung 18, welche ui-cii mit einer am Drehgestell 11 ausgebildeten Konsole 19 - in der Zugrichtung - in kraftübertragender Verbindung steht; dabei aber so ausgestaltet

ist, dass sie quer und vertikal zur Zugrichtung eine relative Verschiebung der Konsole 19 des Drehgestells 11 gestattet.

In Fig. 3-5 hat das Drehgestell 11 zwei Konsolen 19, welche mit zwei Vertiefungen 18 des Querbalkens 12 korrespondieren. Die Konsolen 19 und die diese aufnehmenden Vertiefungen 18 sind zur Mittellinie des Drehzapfens /welche mit der vertikalen Mittellinie 15 des Wagenkastens 10 übereinstimmt/ symmetrisch, zur Längsmitteilinie des Fahrzeuges aber normal angeordnet bzw. ausgestaltet. Die Übertragung der Zug- bzw. Bremskräfte erfolgt - wie wir das schon oben erwähnten - vom Wagenkasten 10 über den Drehzapfen 14 und den Sitz 15 auf den Querbalken 12; die Mittellinie der Kraftübertragung ist mit Bezugsnummer 20 bezeichnet.

Die Konsolen 19 und die Vertiefungen 18 sind miteinander in dem dargestellten Pail in der Zugrichtung durch· je ein elastisches Element 21 in kraftübertragender Verbindung. Die elastischen Elemente 21 sind auch in Fig.4 und Fig* 5 gut zu sehen, wobei sie im vorliegenden Fall als vorgespannte Gummifedern ausgebildet sind. Die Vorspannung der elastischen Elemente 21 kann z.B. mit Hilfe einer Spannkeile 22 reguliert werden /Fig. 5/. Die Mittelpunkte 27 der Kraftübertragung zwischen den Konsolen 19 und den Vertiefungen 18 fallen in die, durch die Kraftübertragungsmittellinie 20 gelegte Horizontalebene; sie ist mit Besugsnummer 23 bezeichnet.

Um die horizontale, seitliche Relativverschiebung der Konsolen 19 des Drehgestelles 11 und des Querbalkens 12 zu begrenzen, ist im vorliegenden Fall der Querbalken 12

- ίο -

•mit elastischen Anschlagelerneuten 14 versehen. Die Anschlagelemente 24 haben zweckmässig eine progressive Charakteristik. Im dargestellten Pail sind die Anschlagelemente als Gummifedern ausgebildet /Fig. 3 und 4/.

Zwischen dem Drehgestell 11 und dem Querbalken 12 sind ansich bekannte Stossdärapfer 25, zwischen der Konsole 19 und den Querbalken 12 aber ein horizontaler Stossdämpfer 26 eingebaut /Pig. 3/o

Wie aus Pig. 3-5 ersichtlich bleiben das Drehgestell 11 und der Querbalken 12 beim Fahren des FahrzeugeB im wesentlichen zueinander parallel. Bemerkt sei jedoch, dass die zwischen die Konsolen 19 und die Vertiefungen 18 eingelegten elastischen Elemente /Gummifedern/ 21 eine Relativverdrehung von einigen Graden von Drehgestell und Querbalken ermöglichen. Auf dem im Sitz

15 gebetteten Drehzapfen 14 kann sich der Wagenkasten IO mit Bezug auf das Drehgestell 11 bzw. den"Querbalken 12 prinzipiell unbeschränkt verdrehen. Der Widerstand gegen diese Verdrehung ist sehr gering und hat den grossen Vorteil, dass dadurch die Abnützung der Spurkränze in hohem Masse herabgesetzt wird. Der wichtigste Vorteil des Drehgestells gemäss der Erfindung aber besteht darin, dass · zwischen dem Drehgestell 11 und dem Querbalken 12 auch in der Querrichtung eine Relativbewegung ermöglicht ist, sodass demzufolge auch die Kastenstützfedern 16 unbehindert nach der sehr zweckmässigen "flexicoilen" Arbeitsweise wirksam werden können. Dies aber resultiert, dass sämtliche Konstruktionsmerkmale der mit Kastenstützfedern

16 realisierten sekundären Federung, mithin deren Weichheit, Stabilität, Dämpfung in der längs- und Querrichtung,

- Ii -

ferner ihre Betriebsmerkmale /lange Lebensdauer, einfacher Aufbau, anspruchslos betreffs Instandhaltung/ wesentlich besser sind, als bei den bekannten Vorschlägen. Ein zusätzlicher Vorzug ist, dass das erfindungsgemässe, mit dem Querbalken versehene Drehgestell 11 universal auf den verschiedensten Einsatzgebieten der Eisenbahn, z.B. bei der Staatsbahn, im Strassenverkehr, bei Strassenbahnen, Schnellbahnen, Untergrundbahnen usw. gleichermassen mit Vorteil angewendet werden kann. Darüber hinaus kann das erfindungsge-Kasse Drehgestell auf sehr einfache Weise unter dem Wagen-, kasten eingebaut, baw. von dort ausgebaut werden.

In dem als Ausführungsbeispiel dargestellten Fall /Hg» 3-5/ wurden zwei Vertiefungen 18, und mit diesen in Kontakt stehende Konsolen 19 eingezeichnet, doch kann zur Verwirklichung der Erfindung auch eine einzige Konsole 19 und die dazugehörige Vertiefung 18 genügen. Die Vertiefung 18 muss nicht unbedingt im Innern des Querbalkens 12 ausgebildet sein. Bei der Ausgestaltung bzw. Anordnung der Konsole 19 und der Vertiefung 18 1st erfindungsgemass der wichtigste Gesiohtspunkt, dass diese in der Zugrichtung in kraftübertragender Verbindung seien, quer zur Zugrichtung aber, und vertikal eine relative Verschiebung der Vertiefung 18 und der Konsole 19 ermöglichen soll.

Lee rs ei te

Claims (4)

1. J ί- oi) U-/4

   PATENTANSPRÜCHE

   Drehgestell mit Querbalken für die Abstützung des Wagenkastens von Schienenfahrzeugen, hei welchem ein am Wagenkasten befestigter Drehzapfen bzw. Drehteller in einen Sitz am Querbalken gelagert ist,

   dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken /12/ wenigstens eine Vertiefung /18/ hat, welche mit einer an dem Drehgestell /11/ vorgesehenen Konsole /19/ in der Zugrichtung, in kraftübertragender Verbindung steht und so ausgestaltet ist, dass sie quer zur Zugrichtung und vertikal eine relative Verschiebung des Drehgestelles /11/ und der Konsole /19/ ermöglicht.
2. 2. Drehgestell mit Querbalken nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole /19/ des Drehgestelles /11/ in der Zugrichtung an die Vertiefung /18/ im Querbalken /12/ beidseitig über Federelemente /21/ anschliesst.
3. 3. Drehgestell mit Querbalken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,- dass sie zwei Konsolen /19/ und an diese anschliessende zwei Vertiefungen /18/ besitzt, welche zur Mittellinie /15/ des Drehzapfens, bzw. Drehtellers /14/ symmetrisch, zur horizontalen Mittellinie des Wagenkastens /10/ aber normal ausgestaltet sind, wobei die kraftübertragende Mittellinie /20/ zwischen dem Drehzapfen bzw. Drehteller /14/ und dem Sitz /15/, sowie die kraftübertragende Mittellinie /27/ zwischen den Konsolen /19/ und den Vertiefungen /18/ angenähert in derselben Horizontalebene /23/ liegen.
4. 4. Drehgestell mit Querbalken nach einem der Ansprüche 1-3,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   die Konsole /19/ mit, ihre "Verschiebung quer zur Wagenkastenlängsrichtung begrenzenden elastischen Anschlagelementen /24/ versehen ist.