DE3346307C2

DE3346307C2 - Device for limiting rolling movements of a rail vehicle with cradle-free air spring bogies

Info

Publication number: DE3346307C2
Application number: DE19833346307
Authority: DE
Inventors: Theodor Ing.(grad.) 8501 Roßtal Hammen; Sándor Dr.-Ing. 8500 Nürnberg Mohácsi
Original assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Current assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1986-07-03
Also published as: ES537008A0; BR8405522A; DE3346307A1; ES8506513A1

Abstract

Schienenfahrzeuge mit Luftfederung neigen als Folge der flachen Kennlinie der Federcharakteristik zu Wankbewegungen. Diese müssen im Interesse der Sicherheit begrenzt werden. Gemäß der Erfindung wird zwischen dem Zwischenglied 4, welches als Gummi-Metall-Verbundfeder 6 ausgeführt sein kann, und der Balgplatte 5 ein Federelement 11 eingebaut. Dieses Federelement wird wirksam, wenn die Wankbewegung den Betrag "a" überschreitet und dämpft anschließend die weitere Wankbewegung auf elastische Weise. Im Extremfall nimmt die Wankbewegung den Wert aus der Summe von "a" und "b" an. In diesem Falle wird der Wankbewegung durch Anschlag des ersten Federtellers 9 am zweiten Federteller 10 Einhalt geboten.Rail vehicles with air suspension tend to roll as a result of the flat characteristic curve of the spring characteristics. These must be limited in the interests of security. According to the invention, a spring element 11 is installed between the intermediate member 4, which can be designed as a rubber-metal composite spring 6, and the bellows plate 5. This spring element becomes effective when the rolling movement exceeds the amount "a" and then dampens the further rolling movement in an elastic manner. In the extreme case, the rolling motion takes on the value from the sum of "a" and "b". In this case, the rolling movement is stopped by the first spring plate 9 striking the second spring plate 10.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Begrenzung von Wankbewegungen eines Schienenfahrzeugs mit wiegenlosen Luftfederdrehgestellen, bei der ein Wagenkasten über eine obenliegende Bodenplatte und einen Luftfederbalg gegen ein Zwischenglied abgefedert ist und das Zwischenglied auf einen Drehgestellrahmen abgestützt ist.The invention relates to a device for limiting rolling movements of a rail vehicle with cradle-free air suspension bogies with a car body over an overhead floor plate and an air spring is sprung against an intermediate member and the intermediate member on a bogie frame is supported.

Zur Abfederung von Wagenkasten auf wiegenlosen Drehgestellen ist es bekannt. Luftfederungen zu verwenden, bei denen ein torusförmiger Luftfederbalg mittels einer Bodenplatte mit dem Wagenkasten und mittels eines Zwischengliedes, welches als Gummi-Metall-Verbundfeder ausgeführt sein kann, mit einem Langträger eines Drehgestellrahmens verbunden sind. Das Zwischenglied kann hierbei die Aufgabe einer Notfederung erfüllen, wenn der Federbalg platzen sollte. Durch solche Maßnahmen wird bei Luftfederung ausreichend für die Sicherheit beim Versagen des Luftfederbalges gesorgt, jedoch treten als Folge des großen Abstandes von Zwischenglied zu Balgplatte Wankbewegungen auf, so daß das zulässige Lichtraumprofil überschritten werden kann, was zuverlässig nur durch ein beschränktes Wagenprofil zu beherrschen ist (DE-AS 16 05 102).It is known for cushioning car bodies on cradle-less bogies. To use air suspension, in which a toroidal air spring is connected to the car body by means of a base plate and by means of an intermediate link, which is a rubber-metal composite spring can be executed, are connected to a longitudinal beam of a bogie frame. The intermediate link can perform the task of emergency suspension if the bellows should burst. By such In the case of air suspension, adequate measures are taken to ensure safety in the event of failure of the air suspension bellows, however, roll movements occur as a result of the large distance between the intermediate member and the bellows plate, see above that the permissible clearance profile can be exceeded, which is reliable only through a limited car profile is to be mastered (DE-AS 16 05 102).

Durch DE-OS 14 55 147 ist es ferner bekannt die Quersteifigkeit, insbesondere von Güterwagen zu verbessern, indem zu einer Gummi-Metall-Verbundfeder ein Hilfsfederelement in Reihe geschaltet ist, welches auf seiner Oberseite unmittelbar mit einem Untergestell des Wagenkastens verbunden ist. Durch eine derartige Maßnahme wird zwar die Ausdrehfähigkeit eines Drehgestelles als Folge der geringeren Quersteifigkeit verbessert. Die Wankbewegungen werden jetloch durch die geringe vertikale Steifigkeit eher erhöht als begrenzt From DE-OS 14 55 147 it is also known Improve transverse rigidity, especially of freight wagons, by adding a rubber-metal composite spring an auxiliary spring element is connected in series, which on its upper side directly with an underframe of the car body is connected. Such a measure increases the turning capacity of a bogie improved as a result of the lower transverse rigidity. The rolling movements are increased rather than limited by the low vertical rigidity

Gemäß DE-GM 78 31 364 wird die Ausdrehfähigkeit von Drehgestellen mit Luftfederung verbessert, indem eine innere Felge eines Luftfederbalges über Rollen auf einem Drehgestellangträger abgestützt ist Eine Maßnahme zur Verbesserung der Wankstabilität ist nicht zu erkennen.
Aus CH-PS 6 28 842 geht ein Drehgestell hervor, beiAccording to DE-GM 78 31 364, the turning capacity of bogies with air suspension is improved in that an inner rim of an air bellows is supported by rollers on a bogie beam. A measure to improve roll stability cannot be seen.
From CH-PS 6 28 842 a bogie emerges at

to dem die Sekundärfederung aus einer Kombination von Schraubenfeder, Gummi-Metall-Verbundfeder und einer Luftfeder besteht Luftfeder und Schraubenfeder sind parallel geschaltet während die Gummi-Metall-Verbundfeder mit den parallel geschalteten Federn in Reihe geschaltet ist Durch eine solche Federkombinatior. wird keine elastische Begrenzung der Wankbewegung des Wagenkastens erzielt da Anschläge mit bestimmter Federkennung gänzlich fehlen.
Als Notfederung ist nach DE-GM 81 37 753 eine konzentrisch zu einem Drehzapfen angeordnete Zusatzfeder vorgesehen, die aus einer vorgespannten Schraubenfeder gebildet wird, welche mit solcher Distanz zum Drehgestellquerträger vorgesehen ist, daß bei Ausfall eines der Luftfederbälge zuerst die Zusatzfeder trägt, ehe der Wagenkasten auf die innere Felge der äußeren Luftfederbälge aufsetzt. Eine Wankbegrenzung wird mit der zusätzlichen Schraubenfeder in Drehgestellmitte nicht erreicht, ca diese erst nach dem Versagen der Luftfederbälge wirksam wird und ohnehin in der Mitte liegt, so daß sie nur die vertikale Bewegung, aber nicht eine Wankbewegung begrenztto which the secondary suspension consists of a combination of coil spring, rubber-metal composite spring and an air spring.Air spring and coil spring are connected in parallel while the rubber-metal composite spring is connected in series with the springs connected in parallel. no elastic limitation of the rolling motion of the car body is achieved because stops with a certain spring characteristic are completely absent.
According to DE-GM 81 37 753, an additional spring arranged concentrically to a pivot pin is provided as emergency suspension, which is formed from a preloaded helical spring which is provided at such a distance from the bogie cross member that if one of the air bellows fails, the additional spring first carries the additional spring before the car body touches the inner rim of the outer air bags. A roll limitation is not achieved with the additional helical spring in the middle of the bogie, ca this only becomes effective after the failure of the air suspension bellows and is in the middle anyway, so that it only limits the vertical movement, but not a swaying movement

Ebenso verhält es sich bei der Vorrichtung gemäß DE-PS 12 07 420, bei der die innere Felge eines Luftfederbalges an ihrem oberen Ende eine elastische Zusatzfeder aufweist deren Abstand von der mit dem Untergestell verbundenen äußeren Felge so gewählt ist, daß erst nach dem Versagen eines Luftfederbalges die mit dem Untergestell verbundene Felge auf die mit dem Drehgestellrahmen verbundene Zusatzfeder aufsetzt.The same applies to the device according to DE-PS 12 07 420, in which the inner rim of an air spring bellows at its upper end an elastic additional spring has its distance from that with the underframe connected outer rim is chosen so that only after the failure of an air spring with the underframe connected to the rim connected to the bogie frame is placed on the additional spring.

Als Wankbegrenzung kann sie nnltt fungieren, da der Abstand der Felgen eine so große Schräglage des Wagenkastens hervorrufen würde, daß das zulässige Lichtraumprofil überschritten würde. Außerdem ist die Zusatzfeder zu hart und weist keine progressive Federkennlinie auf. Dies hat zur Folge, daß beim Aufsetzen des Wagenkastens auf das nur als Notfeder gedachte Bauteil harte Stöße auftreten, was bei einer Wankbegrenzung natürlich nicht tragbar ist.It can act as a roll limiter, since the The distance between the rims would cause the car body to tilt so much that the permissible clearance profile would be exceeded. In addition, the additional spring is too hard and does not have a progressive spring characteristic on. As a result, when the car body is placed on it, it is only intended as an emergency spring Component hard impacts occur, which is of course not acceptable with a roll limitation.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugründe, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der die Entgleisungssicherheit des Fahrzeugs verbessert ist.In contrast, the invention is based on the object to create a device according to the preamble of claim 1, in which the derailment safety of the vehicle is improved.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß zwischen dem Zwischenglied und der Balgplatte ein zum Zwischenglied konzentrisches Federelement angeordnet ist, welches aus einem ersten und einem zweiten Federteller besteht, zwischen denen eine Feder angeordnet ist, wobei der zweite Federteller mit dem Zwischenglied fest verbunden ist, und daß der erste Federteller mit Abstand unterhalb der Balgplatte angeordnet ist, sowie der erste und der zweite Federteller ebenfalls einen Abstand voneinander aufweisen.This object is achieved in that between the intermediate member and the bellows plate a to the intermediate member concentric spring element is arranged, which consists of a first and a second spring plate consists, between which a spring is arranged, the second spring plate fixed to the intermediate member is connected, and that the first spring plate is arranged at a distance below the bellows plate, as well as the the first and the second spring plate also have a distance from one another.

Durch das Federelement wird das sonst übliche große Spiel zwischen dem Zwischenglied und der Balgplatte der Luftfeder auf den dazu relativ geringen Spielraum zwischen der Balgplatte und dem ersten Federteller verringert, so daß beim Wanken der Wagenkasten auf den ersten Federteller aufsitzen kann. Die WankbewegungThe otherwise usual large play between the intermediate member and the bellows plate is eliminated by the spring element the air spring is reduced to the relatively small clearance between the bellows plate and the first spring plate, so that when the car body sways it can sit on the first spring plate. The swaying motion

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wird somit begrenzt, ohne jedoch die Entgleisungssicherheit zu gefährden, weil der erste Federteller durch das Federelement nachgiebig gehalten ist Beim Obergang von der Geraden in einen Gleisbogen oder bei Gleisverwindungen können die Drehgestelle diesen folgen, ohne daß einzelne Räder unzulässig entlastet würden und folglich zur Entgleisung neigten. Die Distanz (a) vom ersten zum zweiten Federteller wird unter dem Aspekt der Entgleisungssicherheit gewählt ebenso wie die Federsteifigkeiten des Federelements.is thus limited, but without endangering the safety against derailment, because the first spring plate is resiliently held by the spring element. When going from a straight line to a track curve or if the track is twisted, the bogies can follow these without unacceptably relieving the load on individual wheels and consequently tending to derailment . The distance (a) from the first to the second spring plate is selected under the aspect of derailment safety, as is the spring stiffness of the spring element.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands sind den Unteransprüchen 2 und 3 zu entnehmen.Advantageous further developments of the subject matter of the invention can be found in subclaims 2 and 3.

Ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.An embodiment of the invention trained device is shown in the drawing and described in more detail below.

Zur Abfederung eines nicht näher dargestellten Wagenkastens 1 gegen einen ebenfalls nicht näher ausgeführten Drehgestellrahmen 2 wird in bekannter Weise ein torusförmiger Luftfederbalg 3 verwendet Der Luftfederbalg 3 ist auf seiner Unterseite mit einem Zwischenglied 4 verbunden und auf seiner oberen, dem Wagenkasten zugehörigen Seite in eine BaJgplatte 5 eingespannt Das Zwischenglied 4 kann beispielsweise als senkrecht stehende zylindrische Gummi-Metall-Verbundfeder 6 ausgeführt sein, welche ihrerseits über eine Metallfelge 7 auf den Drehgestellrahmen aufgelagert ist Diese Gummi-Metall-Verbundfeder 6 kann die Aufgabe einer Notfederung beim Platzen des Luftfederbalges 3 erfüllen. Zwischen dem Zwischenglied 4 und der Balgplatte 5 ist bei Nullage der Federung ein Spiel »c«. Dieses Spiel »c« führt bei Kurvenfahrten zu hohen Wankausschlägen. Um diese zu begrenzen wird ein weicheres Federelement 11 eingebaut Dieses Federelement 11 bildet eine bauliche Einheit aus einem ersten und einem zweiten Federteller 9 bzw. 10, zwischen denen sich eine Feder befindet. Diese Feder kann beispielsweise als Tellerfeder 12 oder aber als geschichtete Gummi-Metail-Verbundfeder 13 aufgebaut sein.A toroidal air spring bellows 3 is used in a known manner to cushion a car body 1, not shown in detail, against a bogie frame 2, which is also not shown in detail clamped The intermediate member 4 can, for example, be designed as a vertical cylindrical rubber-metal composite spring 6, which in turn is supported on the bogie frame via a metal rim 7. Between the intermediate member 4 and the bellows plate 5 there is a play "c" when the suspension is in the zero position. This play »c« leads to high rolling deflections when cornering. In order to limit this, a softer spring element 11 is installed. This spring element 11 forms a structural unit from a first and a second spring plate 9 or 10, between which a spring is located. This spring can be constructed, for example, as a plate spring 12 or as a layered rubber-metal composite spring 13.

Bei Verwendung von Tellerfedern 12 werden diese auf einen Schaft 14 des rotationssymmetrisch aufgebauten ersten Federtellers 9 aufgereiht und durch eine Schraube 15 und Konterscheibe 16 gehalten. Mit der Konterscheibe 16 wird zugleich der zweite Federteller 10 festgehalten, gegen dessen Absatz 17 sich die Tellerfeder 12 abstützt.When using disc springs 12, these are built onto a shaft 14 of the rotationally symmetrical first spring plate 9 lined up and held by a screw 15 and lock washer 16. With the Counter disk 16, the second spring plate 10 is held at the same time, against the shoulder 17 of the plate spring 12 supports.

Eine Variante zur Tellerfeder bildet die Gummi-Metall-Verbundfeder 13. Diese ist in handelsüblicher Form aufgebaut und besteht aus einem inneren Ring 18. einem äußeren Ring 19 mit einem Ringflansch 20 und einem dazwischen liegenden Gummiring 21. Dabei stützt sich der erste Federteller 9 gegen den inneren Ring 18 ab, wobei dieser von einer zylindrischen Zentrierung 22 geführt ist. Auf seiner Unterseite wird der innere Ring 18 durch eine Mutter 25 gehalten, welche auf ein Gewinde einer Zentrierung 26 aufgeschraubt ist. Der äußere Ring 19 ist über den Ringflansch 20 auf dem zweiten Federteller 10 aufgelagert.The rubber-metal composite spring is a variant of the disc spring 13. This is constructed in a commercially available form and consists of an inner ring 18. a outer ring 19 with an annular flange 20 and an intermediate rubber ring 21. It is supported the first spring plate 9 against the inner ring 18, which is guided by a cylindrical centering 22 is. On its underside, the inner ring 18 is held by a nut 25 which is threaded a centering 26 is screwed on. The outer ring 19 is via the annular flange 20 on the second spring plate 10 superimposed.

In beiden Bauversionen ist der zweite Federteller 10 mit dem Zwischenglied 4 zentrisch verschraubt. Dieses Zwischenglied 4 kann aus zylindrisch aufgebauten, auf- ω rechtstehenden Gummi- und Metallelementen 23 und 24 aufgebaut sein, welche über eine Metallfelge 7 mit dem hier nicht näher dargestellten Drehgestellrahmen 2 verbunden sind. An deren Stelle kann auch eine Schraubenfeder oder ein ähnliches Element treten.In both construction versions, the second spring plate is 10 centrally screwed to the intermediate link 4. This intermediate member 4 can be made of cylindrically constructed, built-up ω rubber and metal elements 23 and 24 on the right, which have a metal rim 7 with the bogie frame 2, not shown here, are connected. A helical spring can also be used in its place or a similar element.

Der Abstand »a« ist fahrzeugabhängig so zu wählen, daß die im Regelbelrkb auftretenden Federampüt.uden kleiner als »a« sind, so daß es zu keiner Berührung der Balgplatte 5 mit dem ersten Federteller 9 kommt. Bei größeren Wankbewegungen wird die Balgplatte 5 auf den ersten Federteller 9 nach Bewegung um den Betrag »a« aufsetzen, wodurch einer weiteren Wankbewegung Widerstand entgegengesetzt werden soll.The distance "a" is to be selected depending on the vehicle so that the spring amputations occurring in the regulating bellows are smaller than "a" so that the bellows plate 5 does not come into contact with the first spring plate 9. In the case of larger rolling movements, the bellows plate 5 is placed on the first spring plate 9 after movement by the amount "a" , whereby resistance is to be opposed to a further rolling movement.

Zwischen dem ersten Federteller 9 und dem zweiten Federteller 10. der mit dem Zwischenglied 4 verbunden ist, ist ein Spiel »b« vorgesehen. Dabei ist »b« so zu wählen, daß die Summe der Spiele »a« und »b« ausreicht, um bei Gleisverwindungen eine ausreichende Verdrehfähigkeit der Drehgestelle gegeneinander um ihre horizontale Längsachse zuzulassen, so daß das Abheben einzelner Räder und damit eine Entgleisung vermieden werden. A play "b" is provided between the first spring plate 9 and the second spring plate 10, which is connected to the intermediate member 4. "B" is to be selected so that the sum of the clearances "a" and "b" is sufficient to allow the bogies to rotate sufficiently around their horizontal longitudinal axis when the track is twisted, so that individual wheels do not lift off and thus a derailment is avoided .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. A device for limiting rolling movements of a rail vehicle with cradle-free air spring bogies, in which a car body is sprung against an intermediate member via an overhead floor plate and via an air bellows and the intermediate member is supported on the bogie frame, characterized in that between the intermediate member (4) and the Bellows plate (5) a spring element (11) concentric to the intermediate member (4) is arranged, which consists of a first and a second spring plate (9 or 10) between which a spring (plate spring 12 or rubber-metal composite spring 13) is arranged is where the second spring plate (10) is firmly connected to the intermediate member (4) and that the first spring plate (9) is arranged at a distance (a) below the bellows plate (5) and the first and second F <: - ierteller ( 9 or 10) also have a distance (^ »from each other.

2. Apparatus according to claim 1, characterized that the spring element (11) is equipped with a plate spring (12)

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the spring element (11) with a commercially available, annular rubber-metal composite spring (13) is equipped, the inner ring of which (18) with the first spring plate (9) and its outer ring (19) via an annular flange (20) with the second Fe «Herteller (10) are connected.