DE6609850U

DE6609850U - AXLE SUSPENSION FOR VEHICLES.

Info

Publication number: DE6609850U
Application number: DE19666609850
Authority: DE
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1966-09-08
Filing date: 1966-09-08
Publication date: 1972-10-12

Description

öl *-ö. y.bBoil * -ö. y.bB

RHEINSTAHL SIEGENER EISENBAHNBEDARF GmbH Dreis-Tiefenbach Krs. Siegen i.W.RHEINSTAHL SIEGENER EISENBAHNBEDARF GmbH Dreis-Tiefenbach Krs. Siegen i.W.

j Achsabfederung für Fahrzeuge ';' j axle suspension for vehicles ';'

Die Erfindung betrifft eine Achsabfederung für Schienenfahrzeuge, bei der an beiden Seiten des Achslagergehäuses konische oder i keilförmige, auf Schub und Druck beanspruchte Gummi-Metall-Pederelemente in symmetrischer Anordnung vorgesehen sind.The invention relates to an axle suspension for rail vehicles, in which conical or i Wedge-shaped rubber-metal peder elements subjected to shear and pressure are provided in a symmetrical arrangement.

Es sind Achsabfederungen für Schienenfahrzeuge bekannt, bei denen zu beiden Seiten des Achslagergehäuses durch Zusammenvulkanisieren aus Metall- und Gummiteilen gebildete fest verbundene oder angepreßte konische oder keilförmige Federelemente befestigt sind, die auch die Federung und Führung der Achse übernehmen. Weiterhin sind Federungen bekannt, bei denen schub-druck-belastete Gummi-Metall-Elemente symmetrisch zum Achslager keilförmig angeordnet sind. Diese bekannten Ausführungen von Gummi-Aohsabfederungen sind zwar wartungsfrei, haben aber den Nachteil, daß sie nur verhältnismässig kleine vertikale Federwege zulassen. Zur Aufnahme größerer Federwege müßten die Wandstärken des Gummis sehr dick sein. Dadurch ergeben sich StsbilitStsschwierigkeiten für die Federelersente» Ferner verhindern größere Gummistärken ein einwandfreies Durchvuikanisieren bei der Herstellung und bewirken feinen ungünstigen Spannungsverlauf. Ein weiterer bedeutender Nachteil der bekannten Ausführungen von Gummi-Achsabfederungen liegt darin, daß sie den freien sinusförmigen Lauf der Radsätze durch die verhältnismäßig steife Seiten- und Längsführung der Achsen erschweren und die Länge der Sinuswelle vergrößern. Die Frequenz der durch den Sinuslauf quer zur Fahrtrichtung auf das Fahrzeug wirkenden Erregerschwingung ist infolge der Streckung der Sinuswelle niedriger und liegt auch bei höheren Geschwindigkeiten unter den Eigenfrequenzen der abge- * federten Masse des Fahrzeugs. Fahrzeuge mit den bekannten Gummifedersystemen laufen also "unterkritisch". Bei ihnen nähert sich die durch den Sinuslauf hervorgerufene Erregerfrequenz mit zunehmender Geschwindigkeit der Eigenfrequenz und die Laufruhe verschlechtert sich, bis der Resonanzfall eintritt. Dieser Fall istAxle suspension systems for rail vehicles are known in which both sides of the axle bearing housing are vulcanized together Formed from metal and rubber parts firmly connected or pressed conical or wedge-shaped spring elements are attached, the also take over the suspension and guidance of the axle. Furthermore are Known suspensions in which thrust-pressure-loaded rubber-metal elements are arranged symmetrically to the axle bearing in a wedge shape. These known designs of rubber Aohsabfederungen are maintenance-free, but have the disadvantage that they only allow relatively small vertical spring deflections. To accommodate larger The wall thickness of the rubber would have to be very thick for spring travel. This results in stability difficulties for the feathered duck » Furthermore, larger rubber thicknesses prevent perfect vulcanization during production and cause fine, unfavorable Stress curve. Another significant disadvantage of the known designs of rubber axle suspension is that they The relatively stiff lateral and longitudinal guidance of the axles complicates the free sinusoidal running of the wheelsets and the length of the sine wave. The frequency of the excitation oscillation acting on the vehicle through the sinusoidal run transverse to the direction of travel is lower due to the stretching of the sine wave and is below the natural frequencies of the * sprung mass of the vehicle. Vehicles with the well-known rubber suspension systems so run "subcritically". With them, the excitation frequency caused by the sinusoidal movement approaches with increasing The speed of the natural frequency and the smoothness deteriorate until the case of resonance occurs. This case is

TPA - 2 -TPA - 2 -

66/0466/04

660385012,10.72660385012,10.72

ohne die Anwendung starker Dämpfung gefährlich und unzumutbar, da bei hoher Geschwindigkeit die auftretende kinetische Energie außerordentlich groß ist.dangerous and unreasonable without the use of strong damping, since the kinetic energy that occurs is extraordinary at high speed is great.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine völlig wartungsfreie Achsabfederung mit ausreichendem Pederweg für überkritisch laufende Schienenfahrzeuge zu schaffen, die die Nachtelle der bekannten Ausführungen vermeldet. Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß in den inneren Metallteilen der konischen oder keilförmigen Gummi-Metall-Federelemente pendelartig wirkende Zugbolzen hängen und die unteren Enden der letzteren in den inneren Metallteilen je eines weiteren spiegelgleich vorgeschalteten konischen oder keilförmigen Gummi-Metall-Federelementes befestigt sind und die Außenteile dieser unteren Gummi-Metall-Federelemente mit dem Laufwerksrahmen verbunden sind.The invention has set itself the task of a completely maintenance-free To create axle suspension with sufficient pedal travel for supercritically running rail vehicles, which is the disadvantage of the known Reports reported. The invention solves the problem that in the inner metal parts of the conical or wedge-shaped Rubber-metal spring elements hang pendulum-like tension bolts and the lower ends of the latter in the inner metal parts each a further mirror-like upstream conical or wedge-shaped rubber-metal spring element are attached and the outer parts of these lower rubber-metal spring elements with the Drive frames are connected.

Die erilndungsgemäße Anordnung ermöglicht es, die Federung auf zwei verhältnismäßig kleine und leicht herstellbare Gummi-Metall-Federelemente, die hintereinander geschaltet sind, zu verteilen und damit einen für jeden praktischen Bedarfsfall ausreichenden Federweg zu erzielen. Die Gummi-Metall-Federelemente sind kardaöisch leicht verfnrmhar und bilden gleichzeitig die Pendeln. Die Aufhängung des Achslagergehäuses am Zugbolzen wirktThe erilndungsgemäße arrangement makes it possible to open the suspension two relatively small and easy to manufacture rubber-metal spring elements, that are connected in series, and thus one that is sufficient for every practical need To achieve suspension travel. The rubber-metal spring elements are Cardaean easily and at the same time form the Commute. The suspension of the axle bearing housing on the tie bolt works

anfangs kleinen Ruckstellkräften. Sie behindert den Radsatz nur wenig In seinem freien Sinuslauf. Daher sind die Wellenlänge des Sinuslaufes kurz und die Erregerfrequenz hoch. Der Resonanzbereich tritt bei kleiner Fahrgeschwindigkeit auf, bei der auch die dyna-. mischen Kräfte noch klein sind. Bei höheren Geschwindigkeiten, also nach Überschreiten des Resonanzgebietes, hat das Laufwerk ein überkritisches Sehwingungsverhalten. In diesem Bereich tritt für Tauchen, Nicken, Wanken, Schlingern und Schwingen eine weitgehende Isolierung der Kraft- und Wegasiplituden ein und es wird daher bei hoher Geschwindigkeit eine große Laufruhe erreicht. Weiterhin hat die Seitenweichheit der Achsaufhängung den Vorteil, daS Seltenstöße beim Anlaufen des Spurkranzes, beispielsweise beim Überfahren von Weichen, nur kleine Querbesehletinigungen hervorrufen.initially small restoring forces. It only hinders the wheelset little in its free sinusoidal course. Therefore the wavelength of the sinusoidal run is short and the excitation frequency is high. The resonance range occurs at low driving speeds, at which the dyna-. mix forces are still small. At higher speeds, i.e. after the resonance area has been exceeded, the drive has a supercritical visual oscillation behavior. In this area occurs for Diving, nodding, rolling, rolling and swinging largely isolates the force and displacement asiplitudes and it is therefore at runs smoothly at high speed. Furthermore, the lateral softness of the axle suspension has the advantage that bumps are rare when the wheel flange starts up, for example when it is driven over of turnouts, only cause small cross-locks.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Zugbolzen in der vertikalen Fahrzeugiängsebene gegen die Vertikale unter einem spitzen Winkel geneigt sein. Die Schräglage der Zugbolzen hat eine stärker progressiv ansteigende R'ickstellkraft bei Auslenkungen in "Fahrtrichtung zur Folge. Dabei bleibt die Rückstellkraft bei kleinen Bewegun^an unverändert klein. Die stärkere Progressivität der Federcharskfeeristik in Fahrtrichtung verbessert die Sadführung. In a further embodiment of the invention, the tie bolts in the vertical longitudinal plane of the vehicle against the vertical under one be inclined at an acute angle. The inclined position of the tension bolts has a more progressively increasing restoring force in the event of deflections in the direction of travel. The restoring force remains unchanged in the case of small movements. The greater progressivity The feather charskfeeristics in the direction of travel improves the guidance.

Nach der Erfindung können ferner die beiden, durch einen Zugbolzen miteinander verbundenen Gummi-Metall-Federelemente oder eines von diesen aus mehreren hintereinander- oder parallelgeschalteten Gummielementen bestehen. Eine Anordnung von hintereinandergeschal- *-,eten Gummielementen in jedem der beiden Gummi-Metall-Federelemente an den Enden der Zugbolzen gestattet die Ausbildung einer sehr weichen Feder. Die Feder kann ferner den Platzverhältnissen an Laufwerk leichter angepaßt werden. Bei p&rallelgeschalteten Gummielementen in den Gummi-Metall-Federelementen ist es möglich, sehr große Lasten auf kleinem Raum aufzunehmen, da sie sich auf beide Elemente verteilen.According to the invention, the two can also, by a tension bolt rubber-metal spring elements connected to one another or one of these consisting of several connected in series or in parallel Consist of rubber elements. An arrangement of one behind the other * -, eten rubber elements in each of the two rubber-metal spring elements at the ends of the tension bolts allows the formation of a very soft spring. The spring can also adjust to the space available Drive can be adjusted more easily. With parallel-connected rubber elements In the rubber-metal spring elements it is possible to take very large loads in a small space, as they affect both Distribute items.

Schließlich sieht die Erfindung vor_; daß bei hintereinandergeschal-Finally, the invention provides _; that with one behind the other

teter Anordnung mehrerer Gummielemente an einem Ende oder beiden ·* Enden äex* Zugbolzen eine oder mehrere dieser Gurmaisl^nisnte mitteter arrangement of several rubber elements at one end or both * Ends aex * tension bolts with one or more of these Gurmaisl ^ nisnte

kleinerem Querschnitt ausgeführt sind, die schon bei leerem Fahr- ,*are designed with a smaller cross-section, which even with empty driving, *

zeug durch Anlage der äußeren Metallteile abgeschaltet sind und jtools are switched off by contacting the outer metal parts and j

erst bei entlastetem Rad wirksam werden. Eine solche Anordnung ist ^only take effect when the wheel is unloaded. One such arrangement is ^

besondere wertvoll für Güterwagen, deren Leergewicht im Verhältnis ;gjparticularly valuable for freight wagons whose curb weight is in proportion; gj

zum beladenen Gewicht sehr klein ist. Diese Fahrzeuge haben bei ; "J]S Leerlast einen sehr kleinen Federweg. Daher können die Räder bei schlechter Gleislage auf die Schiene auflaufen und die Achse entgleist. Das nach der Erfindung vorgesehene vorgeschaltete weichereis very small compared to the loaded weight. These vehicles have at; "J] S Empty load has a very small spring deflection. Therefore, if the track is poorly positioned, the wheels can hit the rails and the axle derailed. The upstream softer provided according to the invention

Federelement hat schon bei geringer Last einen so großen Federweg, SThe spring element has such a large spring deflection even with a low load, p

daS auch bei Schienenversatz das entlastete Rad kraftSchlussig auf »that even if the rails are misaligned, the relieved wheel is positively connected to »

der Schiene ruht und Entgleisungen auch bei schlechter Gleislage ^ä the rail rests and derailments even with poor track conditions ^etc.

verhindert werden. Bei belastetem Fahrzeug kommen die äußeren I be prevented. When the vehicle is loaded, the outer I.

Metallteile des vorgeschalteten Federeleroentes zur Anlage und ;Metal parts of the upstream Federeleroentes to the plant and;

schalten es damit ab.turn it off with it.

Weitere Einzelheiten eines Ausführungsbeispieles der Erfindung sind anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt:Further details of an embodiment of the invention are explained with reference to drawings. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Feder anordnung, ZUBi Teil in Schnitt;Fig. 1 is a side view of the spring according to the invention arrangement, ZUBi part in section;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Federanordnung nach Fig. 1 im Schnitt nach Linie II-II;FIG. 2 shows a plan view of the spring arrangement according to FIG. 1 in a section along line II-II;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Federung in einer geänderten Querschnittsforra der Gummi-Metall-Eleraente, im Schnitt wie Fig. 2;3 shows a plan view of a suspension in a modified cross-sectional shape of the rubber-metal element, in section like Fig. 2;

Fig. 4 u. 5 Schnittbilder der Federelemente in weiteren Ausführungsformen.4 and 5 sectional images of the spring elements in further embodiments.

Das Achs lagergehäuse 1 ist »sit angegossenen Konselen 2 vers« in denen beidseitig symmetrisch die konischen Gummi-Metall-Federelemente 3 angeordnet sind. Die inneren Metallteile 4 sind über den Zugbolzen 5 mit den inneren Metallteilen 6 eines weiteren spiegelgleich ängeOroneiien konischen Störsni—rfctsil—PeaSrelessntes f verbunden, dessen Außenteile 8 über die Konsolen 9 mit dem Fahrgestellrahmen 10 verbunden sind {Fig. 1 und 2).The axle bearing housing 1 is "sit cast consoles 2 vers" in which the conical rubber-metal spring elements 3 are arranged symmetrically on both sides. The inner metal parts 4 are connected via the tension bolts 5 to the inner metal parts 6 of a further mirror-like ore-shaped conical interference ni — rfctsil — PeaSrelessntes f , the outer parts 8 of which are connected to the chassis frame 10 via the brackets 9 {Fig. 1 and 2).

Am Achslagergehäuse 11 sind die Konsolen 12 in symmetrischer Anordnung befestigt. In diese sind keilförmige Gummi-Metall-Federelemente, bestehend aus den Außenblechen 13» den Zwischenblechen 14 und dem metallischen Innenteil 15 sowie den dazwischenliegenden Gummischichten 16, 17 eingesetzt. Die keilförmigen Federelemente sind im Querschnitt dachförmig abgewinkelt. Sie können auch in der Draufsicht um 90° gedreht angeordnet sein, wann in Längsrichtung eine besonders große Federweichheit erzielt werden soll. Die Konsole 18 ist Teil des Fahrgestellrahmens und dient zur Befestigung des unteren Gummi-Metall-Federeleraentes (Fig. 3).The brackets 12 are symmetrically arranged on the axle bearing housing 11 attached. In these are wedge-shaped rubber-metal spring elements, consisting of the outer sheets 13 »the intermediate sheets 14 and the metallic inner part 15 and those in between Rubber layers 16, 17 are used. The wedge-shaped spring elements are angled roof-shaped in cross section. You can be arranged rotated by 90 ° in the plan view, when in A particularly great feather softness is to be achieved in the longitudinal direction. The console 18 is part of the chassis frame and is used for fastening the lower rubber-metal spring element (Fig. 3).

Die konischen Gummi-Metall-Federelemente zu beiden Seiten des Zugbolzens 19 sind aus je zwei hintereinandergesehalteten konischenThe conical rubber-metal spring elements on both sides of the tension bolt 19 are made up of two conical ones arranged one behind the other

U -5"U -5 "

666985012.10.72666985012.10.72

Ringen aufgebaut. Die Federelemente bestehen aus dem inneren konischen Metallteil 20, dem Zwischenring 21 und dem äußeren Metallteil 22 sowie den dazwischenliegenden konischen Gumraielementen 23 und 24, Um das untere Gummi-Metall-Federelement gegen Verschmutzung zu schützen, ist ein Faltenbalg 25 angebracht (Fig. 4).Rings built. The spring elements consist of the inner conical Metal part 20, the intermediate ring 21 and the outer metal part 22 as well as the conical rubber elements 23 lying therebetween and 24, To protect the lower rubber-metal spring element against contamination To protect, a bellows 25 is attached (Fig. 4).

Konische Gummielemente 26 und 27 sind zwischen dem inneren Metallteil 28 und dem Zwischenring 29 sowie dem Zwischenring 29 und dem AuSenring 30 einvulkanisiert. Das innere konische Gunanielement 27 ist wesentlich kleiner als das äußere Gummielement 2-5 und verformt sich daher stärker, Es wird abgeschaltet, sobald sich die Anschlagscheibe 31 auf den oberen Rand des Zwischenringes 29 auflegt (Fig. 5).Conical rubber elements 26 and 27 are between the inner metal part 28 and the intermediate ring 29 and the intermediate ring 29 and the Outer ring 30 vulcanized in. The inner conical gunani element 27 is much smaller than the outer rubber element 2-5 and is therefore more deformed. It is switched off as soon as the stop disc moves 31 rests on the upper edge of the intermediate ring 29 (Fig. 5).

6 6W8S012.10,726 6W8S012.10.72

Claims

/ U 73181-8.9.66

•0/n• 0 / n

sayings

1. Axle suspension for vehicles, in which on both sides of the axle box conical or wedge-shaped, stressed on thrust and pressure rubber ~ metal spring element3 are attached in a symmetrical arrangement, characterized in that in the inner metal parts (4) of the conical or wedge-shaped with the Axle bearing firmly connected rubber-metal spring elements (3) pendulum-like acting tension bolts (5) hang, the lower ends of which are mounted in the inner metal parts (6) of a further mirror-like arranged rubber-metal spring element (7) and the outer parts ( 8) the second mirror-like arranged rubber-metal spring elements are connected to the chassis frame (10).

2. axle suspension for vehicles according to claim 1, characterized gekennzeiohnet ^ that the tension bolts (5) inclined in the vertical longitudinal plane of the vehicle relative to the vertical at an acute angle are.

>. Axle suspension for vehicles according to Claims 1 and 2, characterized characterized in that the rubber-metal spring elements connected to one another by a tension bolt consist of a rubber part and two metal parts encompassing the same inside and outside are formed,

4. Achsabfederung for vehicles according to claim 1 to 3 * characterized in _t that of the two, interconnected by a tie bolt rubber-metal spring elements (jj, 7) at least one of a plurality of alternately aas hintereinandergeschalte-

th rubber and metal parts (20 to 24).

660985012.10.72660985012.10.72

Axle suspension for vehicles according to claims 1 to 3 »thereby characterized in that of the two, by a tie bolt together connected rubber-metal spring elements O, 7) at least one of several rubber-metal parts (20 to 24) connected in parallel.

6. axle suspension for vehicles according to claim 1 to 5j thereby characterized in that when the arrangement is held one behind the other

several Guramieleniente at at least one end of the tension bolts at least one of these rubber elements with a smaller cross-section is carried out, which is peeled off even when the vehicle is empty by placing the outer metal parts on a contact bracket-P and only becomes effective when the wheel is unloaded.

6609850 i2.io.726609850 i2.io.72