DE3231466C2 - - Google Patents
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- DE3231466C2 DE3231466C2 DE19823231466 DE3231466A DE3231466C2 DE 3231466 C2 DE3231466 C2 DE 3231466C2 DE 19823231466 DE19823231466 DE 19823231466 DE 3231466 A DE3231466 A DE 3231466A DE 3231466 C2 DE3231466 C2 DE 3231466C2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
- B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
- B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
Die vorgenannte Erfindung bezieht sich auf eine Wagenkastenabstützung
mit einstellbarer Querfederung für Drehgestelle von
Schienenfahrzeugen, insbesondere drehzapfen- und wiegenloser
Konstruktion, bei welcher die Last des Wagenkastens
unter Verwendung von allseitig auslenkbaren Federelementen
elastisch und um eine vertikale Achse drehbar auf
die Drehgestelle übertragen wird.
Solche Wagenkastenabstützungen
dienen dazu, die auf Wagenkörper und Drehgestell
wirkenden Kräfte elastisch aufzunehmen, so daß der
erforderliche Reisekomfort gewährleistet ist und die
Beanspruchung des Wagenmaterials durch die Spurführungskräfte
zwischen Rad und Schiene innerhalb der zulässigen
Grenzen gehalten wird.
Es sind bereits Wagenkastenabstützungen bekannt, die bei
gleichbleibenden vertikalen Federkonstanten in den Horizontalrichtungen
unterschiedliche Federkonstanten aufweisen und dadurch, z. B.
bei weicher Längsfederung, eine härtere Querfederung ermöglichen.
Aus dem Deutschen Gebrauchsmuster DE-GM 17 50 841 ist eine Wagenkastenabstützung
der eingangs genannten Art bekannt, welche die Aufgabe löst, bei der Querführung
von Drehgestell und Wagenkasten die Anlenkorgane in Höhe des Fahrzeugschwerpunktes
am Wagenkasten angreifen zu lassen, ohne hierzu Podeste
oder ähnliche ein zusätzliches Fahrzeuggewicht erzeugende Aufbauten
zu verwenden. Hierzu sind in Fahrzeugquerrichtung führende, lenkerartige
Bauelemente vorgesehen, die mit einer Rückstellvorrichtung
gelenkig zusammenwirken. Es ist dann leicht möglich, den lenkerartigen
Bauelementen eine entsprechende Neigung zu geben, um sie ohne
irgendwelche zusätzliche Aufbauten in größtmöglicher Annäherung, in
Höhe des Fahrzeugschwerpunktes am Wagenkasten angreifen zu lassen.
Die Nachteile dieser bekannten Anordnung ergeben sich im wesentlichen
aus dem Umstande, daß es sich bei der Rückstellvorrichtung nicht um
ein Druck-Zugfederelement handelt, sondern lediglich um ein Druck-
Federelement, das auf Zug keine Rückstellwirkung besitzt. Es sind
deshalb zwei lenkerartige Bauelemente erforderlich, die auf den beiden
Längsseiten des Wagenkastens sowie an der Rückstellvorrichtung je
einmal gelenkig abgestützt sind. Dies bedeutet einen erheblichen
Aufwand und ein zusätzliches Fahrzeuggewicht. Da zudem die Querkräfte
auf den gegenüberliegenden Längsseiten des Wagenkastens angreifen,
besteht die Gefahr, daß der Wagenkasten beim Richtungswechsel der
Querkräfte eine Wankbewegung ausführt. Um die geforderte Stabilität
des Fahrzeuglaufes zu gewährleisten, kann es deshalb notwendig sein,
den in Fahrzeuglängsrichtung führenden Lenker zusätzlich als Wankstütze
auszubilden.
In der
AT-PS 3 12 672 ist eine Wagenkastenabstützung
beschrieben, die sich auf die Aufgabe bezieht, die querseitige
Verformung der Stützkörper zwischen Wagenkasten und Drehgestell
kleiner zu halten als die gegenseitige Querauslenkung dieser beiden
Fahrzeugteile. Hierzu sind die Stützkörper je mit einem auslenkbaren
Halter verbunden, welcher durch eine, quer zur Fahrtrichtung
wirksame Verstelleinrichtung relativ zu den beiden Fahrzeugteilen
geführt ist, wobei die Querauslenkung dieser auslenkbaren Halter
kleiner ist als die gegenseitige Querverschiebung des Fahrzeugkastens
gegenüber dem Drehgestell. Auf diese Weise kann die
gegenseitige Querauslenkung von Wagenkasten und Drehgestell groß
sein, ohne die z. B. als Schraubenfedern ausgebildeten Stützkörper
in Querrichtung über Gebühr auszulenken. Der Nachteil dieser
Einrichtung besteht darin, daß bei geringerer Querverformung der
Stützfedern auch deren, der Auslenkbewegung entgegenwirkende Rückstellkräfte
in Querrichtung, im Verhältnis zur Längsrichtung verkleinert
werden. Es ergibt sich daraus eine Wagenkastenabstützung
deren Querfederung weicher ist als deren Längsfederung. Dies
widerspricht aber den Anforderungen an die Wagenkastenfederung bei
insbesondere überkritischem Wagenlauf. Um dabei nämlich den geforderten
Fahrkomfort zu gewährleisten, muß die Federung zwischen
Wagenkasten und Drehgestell in Querrichtung härter sein als in
Längsrichtung. Weiter besteht ein grundsätzlicher Nachteil darin,
daß die Kennlinien der Federungen in Längs- und Querrichtung nicht
unabhängig voneinander einstellbar sind, was für eine freizügige
Elastizitätsabstimmung zwischen Wagenkasten und Drehgestell aber
erforderlich wäre. Überdies hat sich als nachteilig erwiesen, daß
die auslenkbaren Halter über Gleitflächen oder Rollensätze auf den
benachbarten Teilen des Fahrzeugkastens bzw. des Drehgestelles abgestützt
sind. Diese Anordnung basiert also auf mechanisch bewegten
Teilen und zeigt deshalb die Nachteile, die sich aus der Verwendung
verschiebbarer und allenfalls ölgeschmierter Reib- und Gleitstücken
ergeben.
Bei den in den DE-GM 19 56 127 und 19 56 128 beschriebenen
Wagenkastenabstützung wird der Umstand ausgenützt,
daß für die seitliche Elastizität von Schraubenfedern
neben der Federlänge auch die Einspannung der Federenden
von Bedeutung ist. An den abstützenden Schraubenfedern
zwischen Wagenkastenuntergestell und Drehgestellrahmen
sind deshalb im oberen Bereiche Gummielemente
montiert, welche durch ihre geometrische Ausbildung
eine Neigbarkeit der Federteller nur in der Richtung
senkrecht zur Zylinderachse erlauben. Mit dieser richtungsabhängigen
Nichtparallelführung mindestens eines
Endes der Schraubenfedern auf einer elastischen Unterlage
lassen sich, in den Horizontalrichtungen, z. B. in
Drehgestellängs- und in Drehgestellquerrichtung unterschiedliche
Federkonstanten erzielen, so daß auch eine
unterschiedliche Auslegung der Wagenkastenabstützung bezüglich
des Ausdrehwiderstandes und der Querfederung
möglich ist. Nachteilig bei der Verwendung von solchen
auf Kompression beanspruchten Gummielementen als Neigungsflächen
für die Federenden bzw. Federteller ist deren
dynamische Verhärtung und das Setzen dieser Elemente. Weiter
hat sich als Mangel erwiesen, daß mit der Nichtparallelführung
mindestens eines Endes der Schraubenfedern deren
seitliche Elastizität nur in beschränktem und oft nicht
in wünschbarem Maße an vorliegende Verhältnisse angepaßt
werden kann.
Im weiteren ist gemäß der DE-23 61 734 B2 eine Wagenkastenabstützung
für Drehgestell-Schienenfahrzeuge bekannt,
bei welcher der Wagenkasten über Gleitschuhe in
kreisbogenförmigen Laufbahnsegmenten und seitlich elastischen
Stützfedern direkt auf den Achslagern abgestützt
ist. Zusätzlich sind zwischen dem die Achslager steuernden
Führungsrahmen und dem die Laufbahnsegmente verbindenden
Schwenkrahmen horizontal verlaufende Längs- und
Querlenker angebracht, die federnd ausgebildet sind, und
die zusammen mit der Seitenelastizität der die Laufbahnsegmente
tragenden Stützfedern, Wagenkasten und Drehgestelle
in Längs- und Querrichtung gegeneinander abfedern.
Obwohl mit solchen elastischen Lenkern die Federungen
in Längs und Querrichtung, unabhängig voneinander,
beliebig wählbar sind, besteht keine Möglichkeit,
damit der Forderung nach reduziertem Ausdrehwiderstand
zu entsprechen. Die elastischen Längs- und Querlenker
sind nämlich paarweise und außenmittig beidseits der
Drehgestellängs- bzw. der Drehgestellquermittelebene
angeordnet, wodurch Führungs- und Schwenkrahmen hinsichtlich
ihrem gegenseitigen Ausdrehen um eine Vertikalachse
relativ starr miteinander verbunden sind. Die Ausdrehung
zwischen Wagenkasten und Drehgestell wird denn auch
durch in kreisförmigen Laufbahnsegmenten abgestützte
Gleitschuhe ermöglicht. Bei dieser Wagenkastenabstützung
muß demnach, je nach den Reibverhältnissen, mit unterschiedlichen
und relativ großen Ausdrehwiderständen gerechnet
werden. Außerdem zeigt sie alle Nachteile, die
sich aus der Verwendung verschiebbarer und allenfalls
ölgeschmierter Reib- und Gleitstücke ergeben.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Die Erfindung
stellt sich damit die Aufgabe, eine verschleißfreie
und wenig aufwendige Wagenkastenabstützung für Drehgestell-
Schienenfahrzeuge - insbesondere drehzapfen- und
wiegenloser Konstruktion - nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die beim gegenseitigen
Ausdrehen von Wagenkasten und Drehgestell ein
möglichst kleines Rückstellmoment aufweist, und deren
Federung in horizontaler Querrichtung beliebig härter
wählbar ist als die Längsfederung.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1
angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei Drehgestellschienenfahrzeugen
ein kleines Rückstellmoment beim
gegenseitigen Ausdrehen von Wagenkasten und Drehgestell
vorteilhaft ist. Daraus ergibt sich nämlich eine Verringerung
der Spurführungskräfte und des Spurkranzverschleißes,
was sowohl die Fahrgeräusche reduziert als auch die
Entgleistungssicherheit erhöht.
Bei Wagenkastenabstützungen moderner Bauart - insbesondere
drehzapfen- und wiegenloser Konstruktion - ist das
Rückstellmoment bei Bogenfahrt im wesentlichen durch die
Längsfederung bestimmt, weil die den Wagenkasten abstützenden,
allseitig auslenkbaren Federelemente auf der Längsseite
des Drehgestelles, im Bereiche seiner vertikalen
Quermittelebene, angeordnet sind und beim Einfahren in einen
Gleisbogen in Wagenlängsrichtung eine Relativbewegung
ausführen. Ein kleines Rückstellmoment bedingt deshalb
eine relativ weiche Längsfederung der Wagenkastenabstützung.
Andererseits bestehen Anforderungen an die Wagenkastenquerfederung
bei insbesondere überkritischem Wagenlauf.
Um dabei nämlich den geforderten Fahrkomfort zu gewährleisten,
sollte die Quereigenfrequenz der Wagenkastenabstützung
in der Größenordnung von etwa 0,7 bis
0,9 Hz entsprechend einer Pendellänge von etwa 500 mm
liegen, die Querfederung also härter sein, als die, aufgrund
des vorgenannten kleinen Rückstellmomentes, bevorzugt
weich ausgelegte Längsfederung.
Durch die Maßnahme gemäß Anspruch 1 wird nicht nur die der Erfindung
zugrunde liegende Aufgabe vorteilhaft gelöst, sondern es
wird darüber hinaus eine Wagenkastenabstützung geschaffen,
die folgende Vorteile bietet:
Der Forderung nach einer angepaßten Querfederung und weicher Längsfederung kann in idealer Weise entsprochen werden, weil hierfür zwei unabhängige Bauteile nämlich das Druck-Zugfederelement bzw. die Schraubenfedern, beide zwischen Wagenkasten und Drehgestell angeordnet, zur Verfügung stehen. Aufgrund dieser bauelementmäßigen Aufteilung besteht die Möglichkeit, die Wagenkastenabstützung auf unterschiedliche Betriebsverhältnisse abzustimmen oder diesbezüglich gar zu optimieren. Mit solchen Elastizitätsabstimmungen wird der Fahrkomfort verbessert und die Beanspruchung des Wagenmaterials vermindert.
Der Forderung nach einer angepaßten Querfederung und weicher Längsfederung kann in idealer Weise entsprochen werden, weil hierfür zwei unabhängige Bauteile nämlich das Druck-Zugfederelement bzw. die Schraubenfedern, beide zwischen Wagenkasten und Drehgestell angeordnet, zur Verfügung stehen. Aufgrund dieser bauelementmäßigen Aufteilung besteht die Möglichkeit, die Wagenkastenabstützung auf unterschiedliche Betriebsverhältnisse abzustimmen oder diesbezüglich gar zu optimieren. Mit solchen Elastizitätsabstimmungen wird der Fahrkomfort verbessert und die Beanspruchung des Wagenmaterials vermindert.
Auch ist die Wagenkastenabstützung in horizontaler Querrichtung
im wesentlichen durch das Druck-Zugfederelement
bestimmt, so daß durch entsprechende Wahl seiner internen
Feder, die erfindungsgemäß leicht austauschbar eingebaut
ist, die seitliche Abfederung beliebig hart und
mit z. B. progressiver Kennlinie erfolgen kann. Überdies
ist die Vorspannung des Druck-Zugfederelementes mittels
einer Spannmutter leicht änderbar, so daß die Querfederung
hinsichtlich unterschiedlicher oder geänderter Betriebsverhältnisse
ein- bzw. nachgestellt werden kann
was den Unterhalt erleichtert.
Da die erfindungsgemäß ausgebildete Abstützung des Wagenkastens
mittels allseitig auslenkbaren Federelementen erfolgt,
die beiderends an einem der gegenseitig abgefederten
Teile, dem Wagenkasten bzw. dem Drehgestell starr befestigt
sind, entfallen Reib- und Gleitstücke die verschiebbar
und allenfalls ölgeschmiert geführt sind, so
daß eine verschleißfreie Funktion gewährleistet ist.
Aus der Einfachheit dieser Konstruktion und dem Fortfall
des mit Gleitstücken verbundenen Unterhaltsaufwandes
ergibt sich eine erhöhte Wartungsfreundlichkeit und
eine verbesserte Störsicherheit. Im weitern ist das
Druck-Zugfederelement so gestaltet, daß seine interne
Feder, unabhängig von der Auslenkung des Wagenkastens
relativ zu den Drehgestellen durch formschlüssige Einwirkung
der Kolbenstange, stets auf Druck beansprucht
wird. Solche Federelemente gewährleisten verbesserte
Kennwerte hinsichtlich Zuverlässigkeit und Sicherheit
und sind - im Falle von geführten Schraubenfedern -
selbst bei Bruch noch funktionsfähig. Vorteilhaft hat
sich auch erwiesen, daß die Positionierung der abstützenden
Federelemente zwischen Wagenkasten und Drehgestell
frei wählbar ist. Insbesondere können dieselben
Bereiche der Drehgestellquermittelebene oder außerhalb
z. B. über den Achslagern angeordnet sein, so daß
die Erfindung auf unterschiedliche konstruktive Ausgestaltungen
der Wagenkastenabstützung freizügig anwendbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung
näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 schematisch im Grundriß und teilweise im
Schnitt ein wiegen- und zapfenloses Drehgestell
mit einer Ausführungsform der Wagenkastenabstützung,
Fig. 2 schematisch einen Vertikalschnitt der Wagenkastenabstützung
nach der Linie QQ in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Längsachse des
Druck-Zugfederelementes.
In den Fig. 1 und 2 ist schematisch ein wiegen- und
zapfenloses Drehgestell 2 dargestellt, auf dessen Drehgestellrahmen
5 mittels der Schraubenfedern 7 der in
seinen Umrissen strichpunktiert angegebene Wagenkasten
1 abgestützt ist. Vom Wagenkasten 1 dargestellt sind
ferner noch das Wagenkastenuntergestell 4 sowie der damit
verbundene Federträger 3. Jeder Radsatz 12 läuft
auf Schienen 13, die auch seine seitliche Führung übernehmen.
Die Wagenkastenabstützung nach den
Fig. 1 und 2 enthält mehrere, in Fahrzeuglängsrichtung
auf dem Drehgestellängsträger 9 oder einer seitlichen
Federkonsole 8 gelagerte allseitig auslenkbare Schraubenfedern
7, welche einerseits am Wagenkastenuntergestell
4 andererseits am Drehgestellängsträger 9 mit dem Wagenkasten
1 bzw. mit dem Drehgestell 2 starr verbunden sind.
Zusätzlich ist ein Druck-Zug-Federelement 6 mittels mit
Gummielementen versehenen Lageraugen 10 in den Befestigungspunkten
11 am Federträger 3 bzw. am Drehgestellrahmen
5 gelagert und dadurch gelenkig zwischen Wagenkasten
1 und Drehgestell 2 angeordnet. Entsprechend der
in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung ist das
Druck-Zug-Federelement 6 in der vertikalen Drehgestellquermittelebene
angeordnet, in etwa horizontal liegend
und symmetrisch zur Drehgestellängsmittelebene. Der
Stoßdämpfer 25 ist in dargestellter Art und Weise zum
Druck-Zug-Federelement 6 parallel geschaltet, so daß
auch er beiderends mit dem Wagenkasten 1 bzw. dem Drehgestell
2 gelenkig verbunden ist. Fig. 1 zeigt die Positionierung
des Druck-Zug-Federelementes 6 in horizontaler
Querrichtung sowie die Überlegungen, welche dieser
Anordnung zugrunde liegen. Der Kreis 14 mit Zentrum
15 ist die Laufbahn für die Befestigungspunkte 11,
wenn sich Wagenkasten 1 und Drehgestell 2 um die vertikale
Schnittgerade zwischen der Drehgestellängs- und
der Drehgestellquermittelebene gegeneinander ausdrehen.
Dabei dreht sich das Druck-Zug-Federelement 6 einerends
um einen der Befestigungspunkte 11, so daß sich für das
Lagerauge 10 anderends die Auslenkbahn 16 ergeben würde.
Weil aber die Lageraugen 10 und die Befestigungspunkte
11 mittels Lagerbolzen und Gummieinlagen 26 gelenkig miteinander
verbunden sind, ist die tatsächliche Auslenkung
des Druck-Zug-Federelementes 6 durch die Laufbahn 17 gegeben,
die dem Gleichgewicht aller an der Wagenkastenabstützung
beteiligten Federelemente entspricht. Im weitern
ist in der Fig. 2 gezeigt, daß die Neigung des
Druck-Zug-Federelementes 6 relativ zur Horizontalen vorzugsweise
so gewählt ist, daß seine Längsachse 18 bei
mittlerer Wagenkastenlast horizontal verläuft.
Das Druck-Zug-Federelement 6 besteht nach Fig. 3
aus einem röhrenförmigen Gehäuse 20, in dem eine
Feder 30 eingebaut ist und das beiderends durch Abschlußteile
21 und 23 gegen Spritzwasser und Staub geschützt
ist. Auf der einen Seite des röhrenförmigen Gehäuses
20 ist am Abschlußteil 21 der Festpunktteil 22
angeschraubt, der für die Bedürfnisse der bauseitigen
Befestigung mit einem Lagerauge 10 versehen ist, das
eine Gummieinlage 26 besitzt. Das entsprechende Abschlußteil
23 auf der anderen Gehäuseseite enthält den Durchführungsdeckel
24 für die Kolbenstange 27, die im Widerlager
28 geführt ist und deren äußeres Ende ebenfalls
ein Lagerauge 10 mit Gummieinlage 26 aufweist. Die im
Innern des Gehäuses 20 zwischen dem Federteller 29 und
dem Widerlager 28 angeordnete Feder 30 ist leicht auswechselbar
eingebaut und gewährleistet die Elastizität
des Druck-Zug-Federelementes 6. Zur Betätigung der Feder
30 wirkt die Kolbenstange 27 entweder auf das Widerlager
28 oder auf den Federteller 29 je nach dem, ob das Druck-
Zug-Federelement 6 an seinen Lageraugen 10 auf Druck oder
Zug beansprucht wird. Hierfür ist die Kolbenstange 27 mit
einer Anfräsung 31 und einem Führungsring 32 versehen,
die am Widerlager 28 bzw. am Nocken 33 des Federtellers
29 zum Aufliegen kommen, so daß in beiden Fällen - wie
in Fig. 3 näher gezeigt - die Feder 30 stets nur auf
Druck beansprucht wird. Ferner ist der Durchführungsdeckel
24 über die Schraubverbindung 39 relativ zum röhrenförmigen
Gehäuse 20 axial verschiebbar so daß er als
Spannmutter gegen das Widerlager 28 wirkt.
Zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten
Wagenkastenabstützung sei auf die Fig. 1 bis 3 hingewiesen
und dabei angenommen, daß erschwerte Betriebsbedingungen,
wie enge Bogenfahrt bei hoher Geschwindigkeit
und ungünstigen Geleiseverhältnissen, vorliegen.
Beim Einfahren in einen Gleisbogen führt der Drehgestellrahmen
5 gegenüber dem Wagenkastenuntergestell 4 eine
Drehbewegung aus. Hierbei wird von den Schraubenfedern 7
in Wagenlängsrichtung eine Relativbewegung ausgeführt,
welche abhängig von ihrer Seitenelastizität pro Drehgestell
2 ein Gesamtausdrehmoment ergibt, das im Hinblick
auf kleine Spurführungskräfte, je nach Ausdrehwinkel,
einen gewissen Maximalwert nicht überschreiten darf. Die
Schraubenfedern 7 sind deshalb so gebaut, daß sie eine
große Seitenelastizität aufweisen, was durch entsprechende
Wahl ihrer Kenngrößen wie z. B. Windungsdurchmesser,
Drahtstärke, Windungszahl und Federlänge leicht möglich
ist.
Auslenkungen des Wagenkastens in horizontaler Längsrichtung
werden ausschließlich durch die Seitenelastizität
der Schraubenfedern 7, also relativ weich, aufgenommen.
Damit kann den Anforderungen, wie sie an die Längsfederung
von Schienenfahrzeugen gestellt werden in befriedigender
Weise entsprochen werden. Das Druck-Zug-Federelement
6 schwenkt dabei einerends in Wagenlängsrichtung
aus der vertikalen Drehgestellquermittelebene aus und
dreht sich dabei andererends um einen der Befestigungspunkte
11. Aufgrund der gelenkigen Abstützung des Druck-
Zug-Federelementes 6 erfolgt diese Ausschwenkung rückwirkungsfrei.
Bei Auslenkung des Wagenkastens 1 in horizontaler
Querrichtung wirken die Schraubenfedern 7 in
analoger Weise. Wegen des angestrebten geringen Ausdrehwiderstandes
zwischen Wagenkasten 1 und Drehgestell 2
ist ihre Seitenelastizität aber so groß, daß sich daraus
eine zu niedrige Quereigenfrequenz der Wagenkastenabstützung
ergäbe. Auch würde als Folge großer Fliehkraftüberschüsse
oder harter Querstöße bei Sinuslauf
und Geleiseunebenheiten, der Wagenkasten soweit seitlich
auslenken, daß er trotz Einbau von progressiven
Seitenanschlägen aufschlagen würde, was zu einem unbefriedigenden
Wagenlauf führen müsste. Um solche Mängel
zu beheben ist nach der Neuerung
zusätzlich die Funktion des in der vertikalen Drehgestellquermittelebene
liegenden Druck-Zug-Federelement 6
mit Stoßdämpfer 25 vorgesehen. Auslenkungen des Wagenkastens
in horizontaler Querrichtung werden demnach gemeinsam
durch die Seitenelastizität der Schraubenfedern 7
sowie durch das Druck-Zug-Federelement 6 aufgenommen, das
wegen der großen Seitenelastizität der Schraubenfedern 7
im allgemeinen dominant ist. Die Wagenkastenquerfederung
ist deshalb größtenteils durch das Druck-Zug-Federelement
6 bestimmt und um dessen Federkonstante härter
als die Wagenkastenlängsfederung. Mit dem Stoßdämpfer
25 werden Stöße in horizontaler Querrichtung aufgenommen
und gedämpft. Ob er im Einzelfalle notwendig
ist, oder ob auf ihn verzichtet werden kann, hängt
von den vorliegenden Betriebsbedingungen sowie den Eigenschaften
der Wagenkastenquerfederung ab. Er ist im allgemeinen
erforderlich, wenn die Feder 30 im Druck-Zug-
Federelement 6 als Stahl- Gummi- oder Luftfeder ausgebildet
ist, und mit harten Querstößen gerechnet werden
muß. Vertikalbewegungen zwischen Wagenkasten 1 und
Drehgestell 2 werden in bekannter Art und Weise ausschließlich
durch die Schraubenfedern 7 aufgenommen.
Dabei schwenkt das Druck-Zug-Federelement 6 in der vertikalen
Drehgestellquermittelebene um seine in etwa horizontale
Lage, was aufgrund der gelenkigen Abstützung in
den Befestigungspunkten 11 ebenfalls rückwirkungsfrei
erfolgt. Beim gegenseitigen Ausdrehen von Wagenkasten 1
und Drehgestell 2 dreht sich das Druck-Zug-Federelement 6
einerends um einen der Befestigungspunkte 11 und andererends
entlang der Laufbahn 17. Die Kolbenstange 27 erfährt
dabei eine Einfederung, was zusätzlichen Ausdrehwiderstand
bedeutet. Um diese Erhöhung des Ausdrehwiderstandes
klein zu halten und auch, um die Beweglichkeit
der gelenkigen Abstützung nicht über Gebühr zu beanspruchen,
muß der Winkel, um den sich das Druck-Zug-Federelement
6 im ungünstigsten Falle ausdreht, möglichst
klein gehalten werden. Diese Forderung ist aufgrund der
bei Drehgestellen der oberbegrifflichen Art vorliegenden
Abmessungen an sich gut gewährleistet. Gemäß der Erfindung
ist aber zusätzlich das Druck-Zug-Federelement 6
so angeordnet, daß es symmetrisch, beidseits der Drehgestellängsmittelebene
zu liegen kommt. Gegenüber einer
einseitigen Abstützung im Zentrum 15 des Ausdrehkreises
14 ergibt sich daraus eine Halbierung des Winkels,
um den das Druck-Zug-Federelement 6 bei gegebener
Auslenkung zwischen Wagenkasten 1 und Drehgestell 2 aus
der Ruhelage ausschwenkt. Diese Winkelhalbierung gilt
für beliebige Relativbewegungen zwischen Wagenkasten 1
und Drehgestell 2, also nicht bloß für solche in der
Horizontalebene.
Die Funktion des Druck-Zug-Federelementes 6 ist aus der
Fig. 3 ersichtlich. Wird es, z. B. durch die horizontale
Querbewegung zwischen Wagenkasten 1 und Drehgestell 2,
an seinen Lageraugen 10 mit Druck beaufschlagt, dringt
die Kolbenstange 27 in das röhrenförmige Gehäuse 20 ein,
wobei die Anfräsung 31 auf der fingerförmigen Verlängerung
34 des Widerlagers 28 zum Aufliegen kommt und dadurch
das Federende 38 der Feder 30 gegen den Federteller
29 drückt. Erfolgt andererseits an den Lageraugen
10 eine Beaufschlagung mit Zug, tritt die Kolbenstange
27 aus dem röhrenförmigen Gehäuse 20 aus, wodurch der
Führungsring 32 der Kolbenstange 27 auf dem Nocken 33
des Federtellers 29 auflädt und dadurch das Federende
37 der Feder 30 gegen das Widerlager 28 drückt. In beiden
Fällen wird die horizontale Querauslenkung durch die
Kennlinie der Feder 30 elastisch aufgenommen. Sowohl bei
Druck- wie bei Zugbeaufschlagung des Druck-Zug-Federelementes
6 ergibt sich eine Pressung seiner Feder 30, die
demnach als geführte Schraubenfeder gemäß Fig. 3 oder
als Gummi- Teller- oder als Luftfeder ausgebildet sein kann.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Wagenkastenabstützung bietet auch
Möglichkeiten, die horizontale Querfederung, im Sinne
einer Elastizitätsabstimmung, an gegebene Betriebsverhältnisse
anzupassen. So kann durch entsprechende Wahl
der Feder 30 im Druck-Zug-Federelement 6 in horizontaler
Querrichtung eine beliebige Federkennlinie erzielt werden,
z. B. progressiv anstatt linear. Der hierzu erforderliche
Austausch der Feder erfolgt problemlos und
rasch durch Lösen der Schraubverbindung 39 zwischen
Durchführungsdeckel 24 und Abschlußteil 23. Auch kann
eine bestehende Querfederkennlinie durch Vorspannen der
Feder 30 geändert werden. Hierzu dient der als Spannmutter
ausgebildete Durchführungsdeckel 24. Je nach dem, wie
weit er im röhrenförmigen Gehäuse 20 ein- bzw. ausgeschraubt
wird, erhöht bzw. vermindert sich die Ruhepressung
der Feder 30 und damit deren Vorspannung. Dabei
ist der Durchführungsdeckel 24 von außen leicht zugänglich,
so daß die Vorspannung der Feder 30 am eingebauten
Druck-Zug-Federelement 6 leicht einstellbar ist.
Anstelle der im Beispiel vorgeschlagenen winkelhalbierenden
Anordnung des Druck-Zug-Federelementes 6 kann dasselbe
z. B. auch auf dem Ausdrehkreis 19 und im Zentrum 15 gelenkig
abgestützt sein. Dadurch wird allerdings der Ausdrehwinkel
zwischen Wagenkasten 1 und Drehgestell 2 nicht
mehr hälftig, sondern voll auf das Druck-Zug-Federelement
6 übertragen. Diese Variante der Neuerung
setzt deshalb voraus, daß die Abstützung der Lageraugen
10 in den Befestigungspunkten 11 ausreichend raumbeweglich
ist.
Claims (9)
1. Wagenabstützung mit einstellbarer Querfederung
für Drehgestelle von Schienenfahrzeugen, insbesondere drehzapfen-
und wiegenloser Konstruktion, bei welcher
die Last des Wagenkastens unter Verwendung von allseitig
auslenkbaren Federelementen elastisch und um
eine vertikale Achse drehbar auf die Drehgestelle
übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der vertikalen Drehgestellquermittelebene
mindestens ein in etwa horizontal liegendes, einerseits
am Wagenkasten (1) und andererseits am Drehgestell
(2) in Befestigungspunkten (11) gelenkig abgestütztes
Druck-Zug-Federelement (6) angeordnet ist.
2. Wagenkastenabstützung
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigungspunkte (11) des Druck-Zug-Federelementes
(6) beidseits und im gleichen Abstand von
der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene am Wagenkastenuntergestell
(4) bzw. am Drehgestellrahmen (5)
angeordnet sind.
3. Wagenkastenabstützung
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigungspunkte (11) hinsichtlich ihres
gegenseitigen vertikalen Abstandes so am Wagenkastenuntergestell
(4) bzw. am Drehgestellrahmen (5) angeordnet
sind, daß bei mittlerer Wagenkastenlast die Längsachse
(18) des Druck-Zug-Federelementes (6) horizontal
verläuft.
4. Wagenkastenabstützung,
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur gelenkigen Abstützung des Druck-Zug-Federelementes
(6) in den Befestigungspunkten (11) z. B.
kardanische oder sphäroelastische Gelenke vorgesehen
sind.
5. Wagenkastenabstützung
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (30) im Druck- und Zug-Federelement (6)
eine progressive Federkennlinie aufweist.
6. Wagenkastenabstützung
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (30) im Druck-Zug-Federelement (6) eine
geführte Schraubenfeder (44) ist.
7. Wagenkastenabstützung
nach Anspruch
1 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (30) im Druck-Zug-Federelement (6) ein
geführtes Federelement aus Gummi oder elastomerem
Werkstoff ist.
8. Wagenkastenabstützung
nach Anspruch
1 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Druck-Zug-Federelement (6) ein Stoßdämpfer
(25) parallel geschaltet ist.
9. Wagenkastenabstützung
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Druck-Zug-Federelement (6) Andrehungen (40)
und (41) am Widerlager (28) bzw. am Federteller (29)
als Endanschläge zur beidseitigen Begrenzung des
Querfederweges ausgebildet sind.
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ID=4320717
Family Applications (1)
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DE10044253C1 (de) * | 2000-09-07 | 2002-01-24 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Beherrschung von horizontalen Rückstellkräften an den Sekundärfedern von Schienenfahrzeug-Fahrwerken |
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- 1982-11-05 ES ES517179A patent/ES517179A0/es active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19805895C1 (de) * | 1998-02-13 | 1999-07-08 | Abb Daimler Benz Transp | Schienenfahrzeug mit Verbindungseinrichtungen zwischen Wagenkasten und Fahrwerk |
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