DE807820C

DE807820C - Steering frame for pairs of oppositely laterally displaceable and / or swiveling wheel sets of rail vehicles

Info

Publication number: DE807820C
Application number: DEP53815A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Kroeber; Dr-Ing Theodor Mueller
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1949-09-04
Filing date: 1949-09-04
Publication date: 1951-07-05

Description

Lenkgestell für Paare entgegengesetzt seitenverschieblicher und/oder schwenkbarer Radsätze von Schienenfahrzeugen Um die Bogenläufigkeit mehrachsiger Schienenfahrzeuge zu ermöglichen, ist es, wenn der Achsstand ein bestimmtes Maß überschreitet, bekanntlich notwendig, eine oder mehrere Achsen des Fahrzeuges beweglich, d. h. seitenverschieblich oder einschwenkbar oder gleichzeitig seitenverschieblich und einschwenkbar zu machen. Diesem Zweck dienen die Lenkgestelle der Fahrzeuge. Die mehrachsigen Lenkgestelle dienen dazu, die seitlichen Führungskräfte, die beim Bogenlauf der Fahrzeuge auftreten, auf die Spurkränze des im Lenkgestell zusamtnengefaßten Achspaares in bestimmter Weise zu verteilen und dadurch auch auf den Spurkranzverschleiß Einfluß zu nehmen.Steering frame for couples oppositely laterally displaceable and / or swiveling wheel sets of rail vehicles To enable rail vehicles is when the wheelbase is a certain amount exceeds, known to be necessary, one or more axles of the vehicle movably, d. H. Can be moved laterally or swiveled in or at the same time laterally movable and to make it pivotable. The steering racks of the vehicles serve this purpose. The multi-axis steering racks serve to support the lateral executives who are at the Arc travel of the vehicles occur on the flanges of the zuamtnengefaßten in the steering frame To distribute the axle pair in a certain way and thereby also to the wheel flange wear To influence.

Im Hauptpatent ist u. a. gezeigt, wie sich die entgegengesetzte Steuerung der Achspaare von Lenkgestellen mittels hydraulischer Kraftübertragung durch Lenkerparallelogramme in einfacher Weise bewerkstelligen läßt.The main patent is, inter alia. shown how the opposite control of the pairs of axles of steering racks by means of hydraulic power transmission through handlebar parallelograms can be done in a simple manner.

Das zweite Beispiel des Hauptpatents zeigt das Prinzip der hydraulischen Kräfteübertragung bzw. des hydraulischen Ausgleichs der Axialschübe zweier Achsen eines Schienenfahrzeuges am sog. Beugniot-Gestell. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dieses Prinzip auf beliebige andere Lenkgestelle, z. B. von Lokomotiven, anzuwenden, bei denen auch noch der ideelle Drehpunkt der seitenverschieblichen Achspaare seitlich verschoben werden muß.The second example of the main patent shows the principle of hydraulic Power transmission or the hydraulic compensation of the axial thrusts of two axes of a rail vehicle on the so-called Beugniot frame. Object of the present invention is it, this principle on any other steering racks, z. B. of locomotives, to be used, with which also the ideal pivot point of the laterally shiftable axis pairs must be moved.

Abb. i zeigt die Anwendung auf ein sog. Krauß-Ilelmlioltz-Gestell. Das Krauß-Helmholtz-Gestell ist dadurch gekennzeichnet, daß die führende Laufachse um einen Punkt schwenkbar ist, der fest mit der Mitte einer folgenden Kuppelachse verbunden ist. Die Übertragung der Seitenkräfte auf den Fahrzeugrahmen erfolgt elastisch über einen Drehzapfen der Deichsel, der sich zwischen der Laufachse und der Kuppelachse befindet und der sich infolge Zwischenschaltung einer Rückstellfeder seitlich gegen den Rahmen verschieben kann.Fig. I shows the application to a so-called Krauss-Ilelmlioltz frame. The Krauss-Helmholtz frame is characterized by the fact that the leading axis of the barrel is pivotable about a point that is fixed to the center of a subsequent coupling axis connected is. The transmission of the lateral forces to the vehicle frame is elastic Via a pivot of the drawbar, which is located between the barrel axis and the coupling axis and which is laterally counteracted as a result of the interposition of a return spring can move the frame.

Im Beispiel der Abb. i ist wie beim Hauptpatent die Übertragung der seitlichen Kräfte auf den Fahrzeugrahmen über den Drehzapfen (i = Ort des fortgefallenen Drehzapfens) des Krauß-Helmlioltz-Gestelles durch die hydraulischen Zylinder 2, 3, 4, 5 mit den Lenkern 6, 7, 8, 9 ersetzt. Die Deichsel io muß erhalten bleiben, um die Radialschwenkung der Laufachse mit Drehpunkt auf der Mitte der Kuppelachse i i sicherzustellen. Der Vorteil der Anordnung ist der, daß die Deichsel sehr viel leichter als bisher ausgeführt werden kann, da keine wesentlichen seitlichen Biegekräfte mehr aufzunehmen sind.In the example in Fig. I, as in the main patent, the transfer of the Lateral forces on the vehicle frame via the pivot pin (i = location of the fallen Pivot) of the Krauss-Helmlioltz frame by the hydraulic cylinder 2, 3, 4, 5 replaced with the handlebars 6, 7, 8, 9. The drawbar io must be preserved, around the radial pivoting of the running axis with the pivot point on the center of the coupling axis i i ensure. The advantage of the arrangement is that the drawbar is very large can be carried out more easily than before, since there are no significant lateral bending forces more are to be included.

Zum Durchfahren stärkerer Gleiskrümmungen genügt die Schwenkung der Deichsel um einen festen Drehpunkt i nicht. Es ist vielmehr nötig, dieser Schwenkbewegung eine Seitenverschiebung des gesamten Lenkgestelles zu überlagern.To drive through larger curvatures of the track, it is sufficient to swivel the Drawbar around a fixed pivot point i does not. Rather, it is necessary this pivoting movement to superimpose a lateral shift of the entire steering rack.

Beien Krauß-Helmholtz-Gestell wird die Querbeweglichkeit in bekannter Weise durch den seitenyerschieblichen, mit federnder Rückstellung versehenen Drehzapfen gewährleistet. Die seitlichen, von der Schiene ausgeübten Führungskräfte werden yoti den Achsen des Lenkgestelles über den federnden Drehzapfen auf den Fahrzeugrahmen übertragen. Die gleiche Wirkung läßt sich gemäß der Erfindung beim hydraulisch gesteuerten Lenkgestell erreichen, indem in das hydraulische System jeder Fahrzeugseite je ein Zusatzzylinder 13, 1.1 eingeschaltet wird, der einen federbelasteten Kolben 15, if@ enthält und die seitliche Bewegung des Gestelles gegenüber dem Fahrzeugrahmen ermöglicht.With the Krauss-Helmholtz frame, the transverse mobility is well known Way through the laterally sliding, spring-loaded pivot pin guaranteed. The lateral executives exercised by the rail will be yoti the axles of the steering frame via the resilient pivot pin on the vehicle frame transfer. The same effect can be achieved according to the invention in the hydraulically controlled Achieve the steering rack by adding one to the hydraulic system on each side of the vehicle Additional cylinder 13, 1.1 is switched on, which has a spring-loaded piston 15, if @ contains and the lateral movement of the frame in relation to the vehicle frame enables.

Beim Einlauf des Fahrzeuges in einen Gleisbogen tritt zunächst die oben beschriebene SChNverikbewegung des Lenkgestelles io ein, bis die Spurkränze beider Achsen 11, 12 an der Außenschiene anlaufen. Die die Schwenkbewegung des Fahrzeuges bewirkenden Führungsdrücke auf dieAchsen äußern sich nun als Unterschied des Flüssigkeitsdruckes in den hydraulischen Systemen 2 bis beider Fahrzeugseiten. Bei weiterer Fahrt im Gleisbogen, insbesondere bei zunehmender Gleiskrümmung, steigen die Führungskräfte und damit Gier Druck in den hydraulischen Systemen der entsprechenden Fahrzeugseite weiter an. Unter dem Einfluß des steigenden Druckes weicht erfindungsgemäß der Kolben des zugehörigen Zusatzzylinders, beispielsweise der Kolben t0 des Zusatzzylinders 14 der :1b1>. i, gegen den \N'iderstand der Belastungsfeder zurück und gibt somit ein durch die Druckerhöhung bestimmtes Volumen frei, in welches ein Teil der Flüssigkeitsfüllung des hydraulischen Systems 2 bis 4 übertreten kann. Die Kolben der hydraulischen Zylinder (heispielsweise4 und 5 der Abb. i) können entsprechend folgen. Beim Verlassen der Gleiskrümmung und damit beim Aufhören der Führungskraft drückt die Feder des Zusatzzylinders 14 den Kolben i6 und damit das aufgenommene Fliissigkeitsyoltinien wieder zurück und stellt die Mittellage des Lenkgestelles wieder her. Durch entsprechende Bemessung der Zusatzzylinder 14, 15 und der \'orspannung der Feder läßt sich die gleiche Charakteristik der Rückstellkraft wie bei einem mechanischen Lenkgestell erzielen.When the vehicle enters a curved track, the above-described SChNverikbewegung the steering frame io until the flanges both axes 11, 12 run against the outer rail. The swivel movement of the vehicle The guiding pressures that cause the axes are now expressed as a difference in the fluid pressure in hydraulic systems 2 to both sides of the vehicle. If you continue driving in Track curves, especially with increasing track curvature, the executives rise and thus yaw pressure in the hydraulic systems on the corresponding side of the vehicle continue on. According to the invention, the piston gives way under the influence of the increasing pressure of the associated additional cylinder, for example the piston t0 of the additional cylinder 14 der: 1b1>. i, against the \ N'resistance of the loading spring and thus gives A volume determined by the pressure increase is released into which part of the liquid filling of the hydraulic system 2 to 4 can be exceeded. The pistons of the hydraulic Cylinders (e.g. 4 and 5 of Fig. I) can follow accordingly. When leaving the curvature of the track and thus when the manager stops pushing the spring of the Additional cylinder 14 the piston i6 and thus the absorbed liquid syoltinien back again and restores the central position of the steering frame. Through appropriate Dimensioning of the additional cylinders 14, 15 and the \ 'tension of the spring can be the same characteristics of the restoring force as with a mechanical steering frame achieve.

Die rückführende \\'irkuiig entspricht also vollkommen der Wirkung einer an einem reellen Drehpunkt angreifenden Rückstellfeder. Eine Rückführung, die bei Fahrt ini geraden Gleis die Achsen in die Symmetrielage zurückführt, kann yorgeselien werden, im Beispiel der Abh. i ist eine mechanische Federrückführung 17, i R in üblicher Form angenommen.The returning \\ 'irkuiig thus corresponds perfectly to the effect a return spring acting on a real pivot point. A repatriation which returns the axes to the symmetrical position when driving in a straight track yorgeselien, in the example in Dep. i is a mechanical spring return 17, i R assumed in the usual form.

Abb. 2 zeigt die _\ii«-etidung auf ein sogenanntes Lotter-Gestell. Das Lotter-Gestell überträgt den Konstruktionsgedanken des Krauß-Helmholtz-Gestelles auf die Verbindung eines vorauslaufenden zweiachsigen Drehgestelles mit einer nachlaufenden Kuppelachse. Bei dieser Anordnung kann im Fall hydraulischer `'erbindung die Deichsel ganz entfallen, da keine Schxyenklieweguiig des Drehgestelles mehr zu steuern ist. Es ist lediglich die Seitenverschiebung des Drehzapfens i9 des Drehgestelles -zwischen den am Lokomotivrahmen festen Führungen 20, 21 mit der Seitenverschiebung der KuppelachSe 22 zu verbinden. Dies geschieht über die Lenker 23, 24. 25, 26, die Druckzylinder 27, 28, 29, 30 und die Leitungen 31, 32. 33. 34. Urn die Seitenyerschiebung des gesamten Systems zu ermöglichen und die erforderlichen IRückstellkräfte zur Verfügung zu stellen, werden in die Verbindungsleitungen Zusatzzylinder 35, 36 mit federbelasteten Kolben 37, 38 eingeschaltet.Fig. 2 shows the clothing on a so-called lotter frame. The Lotter frame transfers the design concept of the Krauss-Helmholtz frame to the connection of a leading two-axle bogie with a trailing coupling axle. With this arrangement, in the case of a hydraulic connection, the drawbar can be omitted entirely, as the bogie no longer needs to be controlled. It is only necessary to connect the lateral shift of the pivot pin i9 of the bogie between the guides 20, 21 fixed to the locomotive frame with the lateral shift of the coupling axle 22. This is done via the links 23, 24, 25, 26, the pressure cylinders 27, 28, 29, 30 and the lines 31, 32. 33. 34. To enable the entire system to be shifted sideways and to provide the necessary restoring forces, additional cylinders 35, 36 with spring-loaded pistons 37, 38 are switched into the connecting lines.

Die Erzielung der Bogenläufigkeit sehr langer Lokomotiven mit Laufachsen oder Drehgestellen an beiden Fahrzeugenden macht dann Schwierigkeiten, wenn für beide Fahrtrichtungen gleich gute Lauf-und Führungseigenschaften verlangt werden. Um dem jeweils vorausfahrenden Drehgestell oder der Laufachse die nötigen Führungseigenschaften zu geben, sind bekanntlich kräftige Rückstellvorrichtungen, die die Schwenkbewegung auf den Fahrzeugrahmen übertragen, erforderlich. Die gleichen Rückstellkräfte am nachlaufenden Drehgestell oder an der nachlaufenden Laufachse 1)e-%Nirken ein dem angestrebten Drehsinn entgegengesetztes 'Moment. Das hydraulische System ermöglicht auf einfache \\'eise die Ausschaltung der unerwünschten Rückstellkräfte nachlaufender Drehgestelle oder Laufachsen. Zu diesem Zweck ist es nur nötig, die 1)i-ticl;#teigertnig in den li@-draulisclieli Systemen 27 lüs 30 zu begrenzen oder zu unterbinden. Abb.3 zeigt einen hierzu geeigneten Entspannungszylinder 47. je ein solcher Entspannungszylinder wird in das hydraulische System der leiden Fahrzeugseiten eingeschaltet, und zwar in der Weise, daß der Raum unter <lern (lern Kolben 38 voll Abb. 2 entsprechenden Flüssigkeitsl:oll)(°n 41 des Zusatzzylinders 48 in unmittelbarer Verbindung mit dem hydraulischen System steht. [)er Raum oberhalb des Steuer-kolbens 39 erhält einen Dampf- oder Drucklttftanscliluß.Achieving arcuate mobility of very long locomotives with running axles or bogies at both ends of the vehicle creates difficulties when equally good running and guiding properties are required for both directions of travel. In order to give the respective preceding bogie or the running axle the necessary guidance properties, it is known that powerful restoring devices, which transmit the pivoting movement to the vehicle frame, are required. The same restoring forces on the following bogie or on the following running axle 1) e-% Nirken a moment opposite to the desired direction of rotation. The hydraulic system enables the undesired restoring forces of the following bogies or running axles to be eliminated in a simple manner. For this purpose it is only necessary to limit or prevent the 1) i-ticl; #teigertnig in the li @ -draulisclieli systems 27 lüs 30. Fig. 3 shows a suitable relaxation cylinder 47. Each such relaxation cylinder is switched into the hydraulic system of the affected vehicle sides, in such a way that the space under <learn (learn piston 38 full Fig. 2 corresponding liquid oil) ( 41 of the additional cylinder 48 is in direct connection with the hydraulic system. The space above the control piston 39 receives a steam or pressure inlet.

Hei Vorausfahrt des Lenkgestelles, d. h. wenn die hydratilisclie Rückstellung wirksam sein soll, wird der Steuerkolben 39 durch Dampf- oder Luftdruck auf seinem Sitz 4o in der unteren Endlage gehalten. 1)ic Kolbenfläche des Steuerkolbens 39 ist so bemessen, dali auch bei höchster Drucksteigerung im hydraulischen System (unter dem Kolben 4i) der K ollen 41 in dieser Endlage gehalten bleibt. Um das hv<lraulische IZückstellsystem auszuschalten, ist es nur nötig, den Kolben 39 zu entlasten. Ein :\rbeitsdruck kann im hinern des hydraulischen Systems nicht mehr entstehen, da der Steuerkolben 39 finit dein livdratilischen Kolben 4i nach oben ausw eicht. Die leichte Feder 42 dient dazu, auch im ausgeschalteten Zustand einen Mindestdruck im livdraulischen System aufrechtzuerhalten, um den ltraftschluß in allen Gelenken usw. zu wahren.Hei advance of the steering rack, d. H. when the hydratilisclie default is to be effective, the control piston 39 by steam or air pressure on his Seat 4o held in the lower end position. 1) ic piston area of control piston 39 is dimensioned so that even with the highest pressure increase in the hydraulic system (under the piston 4i) the lumps 41 is held in this end position. To the hv <lraulic To switch off the reset system, it is only necessary to relieve the piston 39. A : \ Working pressure can no longer arise in the back of the hydraulic system because the control piston 39 deviates finitely your livdratilischen piston 4i upwards. the light spring 42 is used to maintain a minimum pressure even when switched off in the livdraulic system to maintain the correctness in all joints etc. to preserve.

4. zeigt eine andere Möglichkeit, die Wirkung der Zusatzzylinder 13, 14 nach Abb. i bzw. 35, 36 nach .-\111i.2 niit der \Virkung der Entspannungszylinder 5o ztt verbinden. Im Betriebszustand (Steuerkolben 43 unten) arbeitet der Ölkolben 44 des Zusatzzylinders _5i als Zusatzkolben im Sinne der Kolben i6 und 38 von Abb. t und 2. Im abgeschalteten Zustand, (l. 1i. nach Ablassen der Druckluft, weicht der Steuerkolben 43 nach oben aus. 1)ie Volumenvergrößerung 45 des hydraulischen Systems ist so groß, (laß sich keine zur Kraftübertragung ausreichenden Drücke in diesem mehr bilden können und (las System praktisch ausgeschaltet ist. 1)ic Belastungsfeder 52 des Zusatzzylinders 51 stützt sich gegen deli Steuerkolben 43 des Entspannungszylinders 5o. Dadurch wird erreicht, daß der Steuerkolben 43, der wegen des verhältnismäßig niedrigen Druckes der zu seiner Betätigung zur Verfügung stehenden Druckluft bzw. des Dampfes einen großen Querschnitt und somit ein verhältnismäßig großes Gewicht erhalten muß, während des Arbeitens des Zusatzkolbens 44 in Ruhe bleibt. Die Feder 46, die in ihren Abmessungen unabhängig von der Feder 52 gewählt werden kann, hat nur dafür zu sorgen, daß im entspannten Zustand des hydraulischen Systems 33, 34 der Öldruck nicht unter ein Mindestmaß sinkt und daß hei völliger Entlastung der Kolben 43 und 44 eine eindeutige Stellung des von den Kolben 43 und 44 und der Feder 52 gebildeten Kolbensystems sichergestellt ist.4. shows another possibility of combining the effect of the additional cylinders 13, 14 according to Fig. 1 or 35, 36 according to - \ 111i.2 with the effect of the expansion cylinders. In the operating state (control piston 43 below) the oil piston 44 of the additional cylinder _5i works as an additional piston in the sense of the pistons i6 and 38 of Fig. T and 2. In the switched-off state, (l. 1i. After the compressed air has been released, the control piston 43 moves upwards 1) The increase in volume 45 of the hydraulic system is so great (no more pressures sufficient for power transmission can build up in it and (the system is practically switched off. 1) ic loading spring 52 of additional cylinder 51 is supported against control piston 43 of the This ensures that the control piston 43, which has a large cross-section and thus a relatively large weight due to the relatively low pressure of the compressed air or steam available for its actuation, is at rest while the additional piston 44 is working The spring 46, the dimensions of which can be selected independently of the spring 52, only has to do so for this purpose Rgen that in the relaxed state of the hydraulic system 33, 34 the oil pressure does not fall below a minimum and that when the pistons 43 and 44 are completely relieved, a clear position of the piston system formed by the pistons 43 and 44 and the spring 52 is ensured.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Steering frame for pairs of laterally displaceable and / or swiveling wheel sets of rail vehicles with transmission of the lateral movement of one wheel set to the other by a hydraulic system according to patent 803 9i i, characterized in that additional cylinders (i3, 14 or 35, 36 or 51 ) are switched on, which apart from the opposite movement of the pairs of axles connected by these systems (i 1, 12 or 22) allow an elastic lateral movement of the entire frame relative to the vehicle frame.

2. Steering frame according to claim i, characterized in that the hydraulic power transmission by arranging special, z. B. compressed air controlled, expansion cylinder (47 or 5o in Figures 3 and 4) can be completely or partially switched off.

3. Steering frame according to claims 1 and 2, characterized in that the additional cylinder (51) and the expansion cylinder (5o) are combined into one component, the loading spring (52) of the Additional cylinder (5i) against the control piston (43) of the expansion cylinder (5o) supports (Fig. 4).