DE693928C

DE693928C - Device to improve the stability of roofed wagons

Info

Publication number: DE693928C
Application number: DE1938C0053832
Authority: DE
Inventors: Carl Geissen
Original assignee: Christoph & Unmack AG
Current assignee: Christoph & Unmack AG
Priority date: 1938-03-23
Filing date: 1938-03-23
Publication date: 1940-07-22

Description

C53832 ΙC53832 Ι

Die Verwendung von einachsigen Wagen, also Wagen, bei denen die einzige vorhandene Achse oder das einzige vorhandene Drehgestell unterhalb des Wagenkastens in der Nähe des einen Wagenendes liegt, bietet die Möglichkeit, das achsfreie Ende mit Hilfe einer tragenden Kurzgelenkkupplung auf dem vorangehenden oder nachfolgenden Wagen abzustützen. Dies hat den Vorteil, daß der einachsige Wagen auf drei Punkten gelagert ist und somit zwangsläufig den Gleisunebenhiedtax, z. B-. Überhöhungen in den Gleis-, krümrnungen, ohne Rücksicht auf seine Federung oder seine Verbindung mit dem vor bzw. hinter ihm laufenden Wagen folgen kann. Dies,e Dreipunktlagerung hat aber den Nachteil, daß die Standsicherheit des Fahrzeuges gering ist. Man kann nun die Standsicherheit eines einachsigen Fahrzeuges, dessen achsfreies Ende mittels tragender Gelenkkupplung auf einem zweiachsigen Fahrzeug sich abstützt, dadurch erhöhen, daß man an das einachsige Fahrzeug ein zweites einachsiges Fahrzeug anhängt, und zwar derart, daß das achsfreie Ende des zweiten einachsigen Fahrzeuges sich mittels tragender Gelenkkupplung auf dem mit der Achse versehenen Ende des ersten einachsigen Fahrzeuges abstützt. In diesem Falle wird nämlich durch die tragende Gelenkkupplung ein entsprechender Gewichtsanteil des zweiten einachsigen Fahrzeuges auf die in der Nähe der Gelenkkupplung liegende Achse des ersten einachsigen Fahrzeuges übertragen. Nun wird -aber auch in diesem Falle der letzte einachsige Wagen nicht zusätzlich belastet, so daß dessen Standsicherheit geringer ist als die Standsicherheit der übrigen Wagen.The use of single-axle wagons, that is, wagons in which the only existing one Axis or the only existing bogie below the car body near one end of the car offers the Possibility of connecting the axle-free end with the help of a load-bearing short joint coupling on the to support preceding or following car. This has the advantage that the uniaxial Car is mounted on three points and thus inevitably the Gleisunebenhiedtax, z. B-. Elevations in the track bends, regardless of his Follow the suspension or its connection with the car running in front of or behind it can. This, e three-point mounting has the disadvantage that the stability of the vehicle is low. You can now ensure the stability of a single-axle vehicle, the axle-free end by means of a load-bearing articulated coupling on a two-axle vehicle is supported by adding a second, single-axle vehicle to the single-axle vehicle Vehicle attaches, in such a way that the axle-free end of the second uniaxial Vehicle itself by means of a load-bearing articulated coupling on the one provided with the axle Supports the end of the first single-axle vehicle. In this case it is through the load-bearing articulated coupling a corresponding weight proportion of the second uniaxial Vehicle on the axis of the first uniaxial one located near the articulated coupling Transfer the vehicle. Now -but in this case too, it becomes the last uniaxial Car not additionally loaded, so that its stability is lower than the stability the rest of the car.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Standsicherheit des einachsigen Endwagens derartiger Schienenzüge zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten aller Wagen eine federnde Verbindung angeordnet wird, die ein mit der Größe des Krängungswinkels wachsendes Gegendrehmoment erzeugt. Diese ι ο Vorrichtung kann z. B. aus zwei vorgespannten Federn bestehen, von denen bei der Krängung jeweils nur eine beansprucht wird. Die Federung muß so hart sein, daß sie zwar die Rampenneigung in den Übergangsbögen zu-'S läßt, aber bei Erreichung des für zulässig gehaltenen Krängungswinkels ein Gegendrehmoment erzeugt, so daß eine entsprechende Kraftübertragung von dem einen Wagenkasten auf den anderen stattfindet. Man hat ao es auf diese Weise in der Hand, die Gesamtstandsicherheit eines Eisenbahnzuges der geschilderten Bauart so zu verteilen, daß auch der letzte einachsige Wagen noch eine ausreichende (erhöhte) Standsicherheit _s besitzt'. »■5 Es ist bekannt, Störbewegungen der Wagen von Schienenzügeri dadurch zu dämpfen, daß die aneinanderstoßenden Wagenenden durch ein Gestänge miteinander verbunden werden, welches dazu bestimmt ist, in Quer-3-O richtung des Zuges zu wirken, und in welches ein Flüssigkeitsstoßdämpfer eingebaut ist. Durch Schräganordnung dieser Querverbindung sollen sowohl vertikale als auch horizontale, quer zur Längsachse des Zuges gerichtete Relativbewegungen der Wagen gedämpft werden können. Es ist auch bekannt, zwischen den einander . gegenüberstehenden Stirnseiten zweier miteinander gekuppelter Schienenwagen ein Gestänge aus verschieden-1" artigen Gliedern derart anzuordnen, daß diese Glieder entsprechend den Parallelverschiebungen der Stirnseiten verstellt werden und den Kolben eines Dämpfungszylinders bewegen. Bei Gelenkkupplungen zur Verbindung zweier ¹S Fahrzeuge hat man auch Rückholfedern angeordnet, die ebenfalls eine Dämpfung von Störbewegungen herbeiführen. Bei diesen vorbekannten· Anordnungen handelt es sich lediglich um die Dämpfung von Störbewegungen, während der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, bei Schienenzügen bestimmter Bauart die Standsicherheit des einachsigen Endwagens zu verbessern. Die zu diesem Zweck benutzte Vorrichtung ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß sie ein mit der Größe des Krängungswinkels wachsendes Gegendrehmoment erzeugt.The invention is therefore based on the object of improving the stability of the uniaxial end car of such rail trains. This object is achieved according to the invention in that a resilient connection is arranged between the mutually facing end faces of all carriages, which generates a counter-torque which increases with the size of the heel angle. This ι ο device can, for. B. consist of two preloaded springs, of which only one is claimed when heeling. The suspension must be so hard that it allows the ramp inclination in the transition curves, but generates a counter-torque when the heel angle considered permissible is reached, so that a corresponding power transmission takes place from one car body to the other. You have to distribute ao it this way in his hand, the overall stability of a train of the described type so that even the last single-axle car still sufficient (increased) stability _s' has. It is known to dampen disruptive movements of Schienenzügeri's wagons by connecting the abutting ends of the wagon with a linkage, which is designed to act in the transverse 3-O direction of the train and in which a liquid shock absorber is built is. By arranging this cross connection at an angle, it should be possible to dampen both vertical and horizontal relative movements of the carriages directed transversely to the longitudinal axis of the train. It is also known between each other. arranging opposite end faces of two coupled-together rail car, a linkage of different-1 "like members so that these members can be adjusted according to the parallel displacements of the end faces and move the piston of a damping cylinder. In universal joints for connecting two ¹ S vehicles has also arranged return springs These previously known arrangements are only concerned with the damping of interfering movements, while the object of the invention is to improve the stability of the uniaxial end car in certain types of rail trains. The device used for this purpose is according to the invention designed so that it generates a counter torque that increases with the size of the heel angle.

In der nachstehenden Beschreibung des inIn the description of the in

_: der Zeichnung dargestellten Ausführungs- _: the design shown in the drawing

ffo beispieles ist geschildert, auf welche Weise dieses Gegendrehmoment dazu führt, daß die Standsicherheit des letzten einachsigen Wagens verbessert wird.ffo example is described in which way this counter-torque leads to the stability of the last single-axle car is improved.

Fig. ι zeigt im Aufriß schematisch einen aus vier Wagen bestehenden Schienenzug.Fig. Ι shows a schematic elevation of a rail train consisting of four cars.

Fig. 2 ist die dazugehörige Draufsicht.Fig. 2 is the associated top view.

Fig. 3'zeigt in größerem Maßstab die Stirnseite eines Wagens mit der Ouerfederung gemäß der Erfindung.Fig. 3 'shows on a larger scale the end face of a carriage with the Ouerfederung according to the invention.

Fig. 4 zeigt in noch größerem Maßstab schematisch einen Schnitt durch das Federgehäuse. Fig. 4 shows schematically on an even larger scale a section through the spring housing.

Die Fig. 5 bis 7 veranschaulichen schematisch die Verhältnisse bezüglich der Standsicherheit bei zweiachsigen und einachsigen Fahrzeugen.Figures 5 to 7 illustrate schematically the conditions with regard to the stability of two-axle and single-axle vehicles.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Schienenzug handelt es sich um einen solchen, der aus einem zweiachsigen Spitzenwagen (Triebwagen) I und drei einachsigen Wagen II, III und IV besteht. Das achsfreie Ende des ersten einachsigen Wagens II ist mittels der tragenden Gelenkkupplung 5 auf dem zugekehrten Ende des Spitzenwagens I abgestützt. Das achsfreie Ende des zweiten einachsigen Wagens III ist mittels tragender Gelenkkupplung 6 auf dem über der Achse 7 liegenden Ende des einachsigen Wagens II abgestützt. 8 ist die tragende Gelenkkupplung zwischen dem achsfreien Ende des letzten einachsigen Wagens und dem mit der Achse versehenen Ende des mittleren einachsigen Wagens. Durch die tragenden Gelenkkupplungen S, 6 und 8 wird ein entsprechender Gewichtsanteil der Wagen II, III und IV auf den vorangehenden Wagen übertragen. Die Wagenkasten der einachsigen Fahrzeuge sind in drei Punkten gelagert, während der Wagenkasten des Spitzenwagens die übliche Vierpunktlagerung aufweist. Die Standsicher- mo heit eines zweiachsigen Wagens mit Vierpunktlagerung ist an sich doppelt so groß wie die Standsicherheit eines einachsigen Wagens, dessen achsfreies Wagenende nur in einem Punkt unterstützt ist.The rail train shown in FIGS. 1 and 2 is one that from a two-axle top car (railcar) I and three single-axle cars II, III and IV consists. The axle-free end of the first single-axle carriage II is by means of the load-bearing Articulated coupling 5 supported on the facing end of the leading car I. That axle-free end of the second single-axle carriage III is by means of a load-bearing articulated coupling 6 is supported on the end of the single-axle carriage II lying above the axis 7. 8 is the load-bearing articulated coupling between the axle-free end of the last single-axle wagon and the one with the axle provided end of the middle single-axle carriage. Through the load-bearing articulated couplings S, 6 and 8 a corresponding proportion of the weight of wagons II, III and IV is transferred to the preceding wagon. the Car bodies of single-axle vehicles are supported in three points, while the car body of the top car has the usual four-point bearing. The stability mo The name of a two-axle wagon with four-point bearings is in itself twice as large as the stability of a single-axle wagon, whose axle-free end of the wagon is only in one Point is supported.

Die Standsicherheit eines Fahrzeuges istThe stability of a vehicle is

j tr 1 ■·( · Standmoment „ „·.j tr 1 ■ · (· Static moment "" ·.

das Verhältnis -~-. . Das Kipp-the ratio - ~ -. . The tilting

Kip.pmomentKip.pmoment

moment kann durch Fliehkräfte, Winddruck usw. entstehen, während das Standmoment no gleich dem Produkt: WagengewichtXAbstand des Schwerpunktes von der Kippkante ist. Bei einem zweiachsigen Wagen ist, wie der in der Fig. 5 schematisch dargestellte Grundriß zeigt, das Standmoment = G - s, wenn G das Gewicht ist und im Schwerpunkt S angreift. Die Kippkante ist a-c. Fig. 6 zeigt, wie die Verhältnisse bezüglich der Standsicherheit bei einem einachsigen Fahrzeug liegen. Während das Kippmoment bei gleichen Abmessungen des Wagens dasselbe bleibt, ist das Standmoment nur halb so groß wie beimoment can arise from centrifugal forces, wind pressure, etc., while the standing moment no is equal to the product: car weight X distance of the center of gravity from the tipping edge. In the case of a two-axle carriage, as the plan shown schematically in FIG. 5 shows, the static moment = G - s when G is the weight and acts in the center of gravity S. The tilting edge is ac. Fig. 6 shows how the situation with regard to the stability of a single-axle vehicle is. While the overturning moment remains the same with the same dimensions of the car, the static moment is only half as large as with

dem zweiachsigen Fahrzeug gemäß Fig. 5, weil der Abstand / des Schwerpunktes S. von der Kippkante e-f nur halb so groß ist wie bei dem zweiachsigen Fahrzeug. Hängt man aber an den einachsigen Wagen einen zweiten einachsigen Wagen mittels tragender Gelenkkupplung m an und trifft die Anordnung so, daß durch die tragende Gelenkkupp-the two-axle vehicle according to FIG. 5, because the distance / the center of gravity S. from the tilting edge ef is only half as large as in the two-axle vehicle. But if you attach a second single-axle wagon to the single-axle wagon by means of a load-bearing articulated coupling m and the arrangement is made in such a way that the load-bearing articulated coupling

lung ein Gewichtsanteil —· auf den ersten ein- ° 2 tion a weight share - · on the first 1 ° 2

achsigen Wagen übertragen wird, so ergeben sich die Standsicherheitsverhältnisse, wie sie in Fig. 7 erläutert sind. Durch die Übertra-axle wagon is transferred, the stability conditions arise as they are explained in FIG. Through the transfer

gung des Gewichtsanteils — verschiebt sichthe proportion by weight - shifts

nämlich der Schwerpunkt der lotrechten Kräfte von S' nach S". Der Abstand dernamely the center of gravity of the perpendicular forces from S ' to S ". The distance of the

Wirkungislinie ides Gewichts G -| wirdEffect line of weight G - | will

s" -²I₃S. Infolgedessen· ist das Standmoment des ersten einachsigen Wagens: s "- ² I ₃ S. As a result · the static moment of the first single-axle wagon is:

M₁ =M ₁ =

Das Standmoment eines einachsigen Wagens, auf den mittels tragender Gelenkkupplung das halbe Wagengewicht eines angehängten einachsigen Wagens übertragen wird, ist also gleich dem Standmoment eines zweiachsigen Fahrzeuges. Infolgedessen ist die Standsicherheit des erwähnten einachsigen Fahrzeuges dieselbe wie die Standsicherheit eines zweiachsigen Fahrzeuges. Setzt man z. B. die Standsicherheit eines zweiachsigen Wagens mit Vierpunktlagerung =1, so ist die Standsicherheit eines einachsigen Wagens mit Dreipunktlagerung des Wagenkastens = 0,5. Die Standsicherheit des dargestellten Eisenbahnzuges wäre demnach theoretisch:The moment of inertia of a single-axle wagon on which a load-bearing articulated coupling is used half the wagon weight of an attached single-axle wagon is transferred thus equal to the static moment of a two-axle vehicle. As a result, the The stability of the single-axle vehicle mentioned is the same as the stability of a two-axle vehicle. If you put z. B. the stability of a biaxial Car with four-point support = 1, then the stability of a single-axle car is with three-point mounting of the car body = 0.5. The stability of the illustrated Theoretically, a railway train would be:

ίο ι + 0,5 + 0,5 + 0,5 — 2,5. Sie ist aber größer, weil durch die tragende Kupplung 5, 6 und 8 ein entsprechender Anteil des Eigengewichts jedes einachsigen Wagens auf den vorangehenden Wagen übertragen wird. Nimmt man an, daß sich das Eigengewicht jedes einachsigen Wagens zur Hälfte auf die Achse und zur Hälfte auf die tragende Gelenkkupplung verteilt, so bedeutet die zusätzlicheίο ι + 0.5 + 0.5 + 0.5 - 2.5. But it is greater because the load-bearing coupling 5, 6 and 8 transfers a corresponding proportion of the dead weight of each single-axle car to the preceding car. If one assumes that the dead weight of each uniaxial wagon is distributed half on the axle and half on the load-bearing articulated coupling, the additional means

■ Belastung der Achse 9 durch die Hälfte des Eigengewichts des letzten einachsigen Wagens eine Erhöhung der Standsicherheit des Wagens III und den Wert 0,5. Dasselbe gilt für den Wagen II und für den Spitzenwagen I. Die Standsicherheit bei dem dargestellten Eisenbahnzug verteilt sich also wie folgt:■ Load on axle 9 by half of the dead weight of the last single-axle wagon an increase in the stability of wagon III and the value 0.5. The same is true for the car II and for the top car I. The stability of the one shown Railway train is distributed as follows:

zweiachsiger Wagen I = 1 + 0,5,two-axle carriage I = 1 + 0.5,

einachsiger Wagen II = 0,5+0,5,.single-axle carriage II = 0.5 + 0.5 ,.

einachsiger Wagen III = 0,5 + 0,5, ■single-axle wagon III = 0.5 + 0.5, ■

einachsiger Wagen IV = 0,5.single-axle carriage IV = 0.5.

Die Gesamtstandsicherheit des Zuges ist demnach:The overall stability of the train is therefore:

(1+0,5) +(0,5(1 + 0.5) + (0.5

0,5) + (o.s-l¹ O₅S)0.5) + (os-l ¹ O ₅ S)

-f 0,5 = 4.-f 0.5 = 4.

Diese erhöhte Gesamtstandsicherheit läßt sich nun mit Hilfe der zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Wagen erfindungsgemäß angeordneten federnden Querverbindungen 12 in bestimmter Weise auf die einzelnen- Wagen so verteilen, daß auch der letzte einachsige Wagen IV eine erhöhte Standsicherheit erhält. Die Querverbindungen 12^V bewirken nämlich, daß bei Erreichung des zulässigen Krängungswinkels eine Kraftübertragung von dem einen Wagen auf den anderen stattfindet. Jede dieser Querverbindungen ist so ausgebildet, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Fig. 3 zeigt eine Ansieht derjenigen Stirnwand des Wagens II, die dem Wagen III zugekehrt ist. An der genannten Stirnwand des Wagens II ist bei 13 ein Federzylinder 14 angelenkt, in welchem, wie Fig. 4 zeigt, zwei Wendeldruckfedern 15 und 16 angeordnet sind. Zwischen den einander zugekehrten Enden dieser beiden Federn sind zwei Federteller 15° und i6^a angeordnet. Das Gehäuse 14 ist ferner mit einem Anschlag 17 versehen, gegen den sich die beiden Federteller 15" und i6^a von beiden Seiten her anlegen. Zwischen den genannten Federtellern ist ein Kolben 18 angeordnet, der an einer Kolbenstange 19 befestigt ist. Die Kolbenstange 19 ist durch den Federteller 15° und durch die obere Querwand 14" des Gehäuses 14 hindurchgeführt. Das obere Ende der Kolbenstange 19 ist an dem waagerechten Arm 20^a eines Winkelhebels 20 ange-' lenkt. Der WinkeTbebel 20 ist bei 21 an der Stirnwand des Wagenkasten® II drehbar gelagert; die Drehebene läuft parallel zu der genannten Stirnwand. An dem senkrechten Arm 20* des Winkelhebels greift eine Verbindungsstange 2i^a an, deren Länge mit Hilfe der Vorrichtung 22 veränderbar ist. Das andere Ende der Stange-2i ist bei 23 an der Stirnwand des nächsten Wagens, also des Wagens III, befestigt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die doppelt wirkende Federung no nach beiden Seiten hin Vorspannung hat und daß stets eine der beiden Federn zusammengedrückt wird. Die andere Feder wird an der Dehnung,., also am Nachdrücken, durch den Anschlag 17 gehindert· Die Federung ist so hart, daß sie zwar die Rampenneigung in den Übergangsbögen zuläßt, aber ein unerwünscht großes tiberkrängen der Wagen verhindert. Durch die Anordnung derartiger federnder Querverbindungen zwischen den einzelnen Wagenkasten läßt sich die Gesamtstandsicherheit (= 4) des Zuges bei Erreichung desThis increased overall stability can now with the help of the resilient cross connections 12 arranged according to the invention between the facing end faces of the car in a certain way distributed to the individual car so that the last single-axle car IV receives increased stability. ^{The 12 V} cross connections have the effect that when the permissible heel angle is reached, power is transmitted from one car to the other. Each of these cross connections is designed as shown in FIGS. Fig. 3 shows a view of that end wall of the carriage II which faces the carriage III. A spring cylinder 14 is articulated at 13 on the aforementioned end wall of the carriage II, in which, as FIG. 4 shows, two helical compression springs 15 and 16 are arranged. Between the facing ends of these two springs two spring plates 15 ° and i6 ^a are arranged. The housing 14 is further provided with a stop 17, the two spring plates 15 "and i6 ^a is Creating from both sides. A piston 18 is arranged, which is attached to a piston rod 19 between the said spring plates. The piston rod 19 against the passed through the spring plate 15 ° and through the upper transverse wall 14 ″ of the housing 14. The upper end of the piston rod 19 is ^{linked to the horizontal arm 20 a of} an angle lever 20 '. The WinkeTbebel 20 is rotatably mounted at 21 on the front wall of the Wagenkasten® II; the plane of rotation runs parallel to said front wall. ^{A connecting rod 2i a} , the length of which can be changed with the aid of the device 22, engages the vertical arm 20 * of the angle lever. The other end of the rod-2i is attached at 23 to the end wall of the next car, that is to say the car III. The arrangement is made so that the double-acting suspension no is pretensioned on both sides and that one of the two springs is always compressed. The other spring is prevented from stretching, ie from pushing down, by the stop 17. The suspension is so hard that it allows the ramp inclination in the transition bends, but prevents undesirably large overhanging of the car. By arranging such resilient cross connections between the individual car bodies, the overall stability (= 4) of the train when it reaches the

zulässigen Krängungswinkels'wie folgt verteilen: distribute the permissible heel angle as follows:

Wagen I Standsicherheit =1,5—0,5 = 1,
Wagen II - =1+0,5—0,5=1,Car I stability = 1.5-0.5 = 1,
Car II - = 1 + 0.5-0.5 = 1,

Wagen III - =1+0,5—0,5 = 1,Car III - = 1 + 0.5-0.5 = 1,

Wagen IV - =0,5+0,5 = 1.Car IV - = 0.5 + 0.5 = 1.

Die Verwendung der federnden Querverbindung zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Wagen ermöglicht also die Beseitigung bzw. beliebig große Verminderung der Nachteile der Dreipunktlagerung am letzten einachsigen Wagen.The use of the resilient cross connection between the facing The end faces of the wagons thus allow elimination or any size reduction the disadvantages of the three-point bearing on the last single-axle wagon.

Claims

Patent claims:

i. Device to improve the stability of the single-axle end car one consisting of a two-axle carriage and at least one single-axle carriage Wagons existing rail train, with the axis of the single-axle wagon itself is located between one end of the car and the middle of the car and the axle-free end of the car is by means of a load-bearing articulated coupling supported on the two-axle carriage, characterized in that the device consists of one between each other facing end faces of the carriage arranged resilient connection, which is a with the size of the heel angle increasing counter torque generated.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the connection consists of two pre-tensioned springs, of which only one is stressed during heeling.

1 sheet of drawings