DE933690C

DE933690C - Drehgestell fuer Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE933690C
Application number: DED3992A
Authority: DE
Inventors: Paul Dr-Ing Habil Becker; Otto Taschinger
Original assignee: Deutsche Bundesbank; Vereinigte Westdeutsche Waggonfabriken AG
Current assignee: Deutsche Bundesbank; Vereinigte Westdeutsche Waggonfabriken AG
Priority date: 1950-06-23
Filing date: 1950-06-23
Publication date: 1955-10-06

Description

Drehgestell für Schienenfahrzeuge Drehgestelle für schnell fahrende Schienenfahrzeuge, insbesondere für Triebwagenzüge, enthalten, wie bekannt, zweckmäßigerweise einen diagonal steifen, verwindungsfesten Rahmen bei möglichster Gewichtsverminderung der ungefederten Teile, wie Radsätze, Achslager usw., und des gegen die Radsätze abgefederten Drehgestellrahmens selbst. Dieser Rahmen kann innerhalb oder außerhalb der Räder gelagert und H-förmig ausgebildet sein. Die Federung des Fahrzeuges ist meist in eine getrennte Federung der Radachsen und des Wagenkastens aufgelöst, wozu noch eine am Führungsdrehzapfen angreifende Federung oder ein seitlich ausschwingender Wiegebalken zur Aufnahme der aus der Schienenlage herrührenden seitlichen Stöße kommt.
Die Stoßimpulse, die sich beim Durchfahren von Kurven, Weichen, Schienenstößen u. dgl. auf die Fahrzeugräder übertragen, wirken sich bei hohen Geschwindigkeiten ungleich stärker aus als bei kleinen und mittleren Geschwindigkeiten des Fahrzeuges. Außerdem treten innerhalb der Federung weitaus höhere Kräfte und Gegenkräfte auf, weil die Massenträgheit aller Fahrzeugteile proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit wächst. Die Wagenfederung soll die genannten Stoßimpulse möglichst vollständig abfangen und dadurch den Wagenkasten und dessen Insassen vor Erschütterungen schützen. Das Ausschwingen jeder Federung erfordert aber eine gewisse Zeit. Je höher die Fahrgeschwindigkeit ist, um so schneller können einzelne Stoßimpulse nacheinander auftreten und sich derart überlagern, daß ein Impuls gerade dann erfolgt, wenn unter der Einwirkung des vorhergehenden Impulses die Federung stark zusammengedrückt ist.
Bei schnell fahrenden Schienenfahrzeugen muß man daher dafür sorgen, daß die elastischen Schwingungen der Federungen innerhalb kürzester Zeit abgedämpft werden. Zu diesem Zweck sollen nach einem bekannten Vorschlage die Drehgestelle von Schnelltriebwagen eine sogenannte Wiege sowie Stoßdämpfer zum Abfangender lotrecht und waagerecht wirkenden Stoßimpulse erhalten.
Demgegenüber betrifft die Erfindung einwiegenloses Drehgestell für Schienenfahrzeuge mit getrennter Federung der Radachsen und des Wagenkastens, das einen möglichst ruhigen, stoßfreien Lauf des Fahrzeuges auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten gewährleistet. Der Wagenkasten ist dabei in bekannter Weise unmittelbar seitlich auf den im H-förmig ausgebildeten, innen gelagerten Drehgestellrahmen lotrecht geführten Kastentragfedern aufgelagert. Dadurch werden die. lotrecht wirkenden Stoßimpulse abgebremst und vom Wagenkasten ferngehalten. Zum Auffangen waagerecht wirkender Stoßimpulse schlägt die Erfindung vor, bei ausschwingbarer Lagerung des den Wagenkasten mit dem Traggestell verbindenden Führungsdrehzapfens den Wagenkasten seitlich mit Auflageplatten und die Köpfe der Kastentragfedern mit Tragplatten zu versehen, die groß genug sind, um, als Gleitfläche wirkend, die in waagerechter Ebene auftretenden Stoßimpulse schnell zu dämpfen. Die hohe Gleitreibung zwischen den mit dem ganzen Gewicht des Wagenkastens belasteten Auflageplatten und ihren Gegenflächen bremst das Drehgestell mit Sicherheit ab, wenn es sich bei großen Fahrgeschwindigkeiten wegen der hohen Massenträgheit in waagerechter Ebene gegenüber dem Wagenkasten verschiebt. Es kann daher nicht mehr zu der eingangs dargelegten Überlagerung zweier zeitlich aufeinanderfolgender Stoßimpulse kommen. Die Einzelmerkmale der Erfindung sind zwar an sich bekannt, jedoch ergibt ihre Kombination für wiegenlose Drehgestelle einen konstruktiv denkbar einfachen Aufbau und ein sehr geringes Gewicht des H-förmig ausgebildeten, innen gelagerten Drehgestells.
Eine noch größere Laufruhe des Fahrzeuges bei hohen Geschwindigkeiten läßt sich nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, daß der Führungsdrehzapfen unterhalb der Stützebene der Achsfedern im Drehgestellrahmen gelagert ist. Dadurch wird die Einwirkung quer gerichteter Stöße auf den Wagenkasten, welche die Laufruhe ungünstig beeinflussen, wesentlich gemildert. Um schädliche Eigenschwingungen der -ungefederten Teile nach Möglichkeit auszuschalten, sind zweckmäßig die Achslenker biegungssteif an den Achsbuchsen und somit rahmenfest mit der Achswelle befestigt.
Die Übertragung der Längs- und Querkräfte auf den tiefliegenden Führuxgsdrehzapfen erfolgt zweckmäßig so, daß der Zapfen und die Organe zur Übertragung dieser Kräfte auf die Achsbuchsen im wesentlichen in der Ebene der Achsmitten liegen. Infolge der Innenlagerung des Dreh-Bestellrahmens, d. h. der federnden Abstützung des Rahmens auf den Achsbuchsen innerhalb der Räder, ist die Basis der Achsfederung im Vergleich zur Außenlagerung des Rahmens verhältnismäßig klein. Um trotz der kleineren Federbasis ein zu starkes Ausschwingen des Wagenkastens zu verhindern; erhalten die Achsfedern eine harte Charakteristik und sind vorzugsweise hoch, zweckmäßig über den Achsbuchsen angeordnet. Die harte Charakteristik der Achsfedern erfordert andererseits eine möglichst weiche Charakteristik der Kastentragfedern. Infolgedessen ist es zweckmäßig, die Basis dieser Federn möglichst groß auszubilden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i die Seitenansicht und Abb.2 die Stirnansicht eines Drehgestells, das einen H-förmigen und innerhalb der Räder federnd auf die Achsbuchsen abgestützten Rahmen enthält, Abb. 3 den Querschnitt A-B des Drehgestells und Abb. 4 die Draufsicht auf das Drehgestell.
Die Radsätze mit voller oder hohler Achswelle i sind innerhalb der Räder :2 in den Achsbuchsen 3 gelagert, auf denen oben die Achsfedern 4 aufliegen. Diese sind in Abb. 2 auf der linken Seite als Schraubenfedern und auf der rechten Seite als Gummifedern dargestellt. Auf die Achsfedern 4 stützen sich die Kragarme 5' des im Grundriß H-förmigen Drehgestellrahmens 5, mit dem die am Untergurt der Arme 5' in den Bolzengelenken 6 schwingbar gelagerten Achslenker 7 verbunden sind. Diese sind biegungssteif an denAchsbuchsen 3 befestigt.
Die Arme 5' des Rahmens 5 und der mit diesem durch Schweiß.ung verbundene Hauptquerträger ergeben einen diagonal steifen Drehgestellrahmen von großer Einfachheit und geringem Gewicht. Der Hauptquerträger von wannenartiger Gestaltung besteht aus den oben armierten Hauptquerträgerstegen 8 und dem zur Aufnahme des unterhalb der Stützebene der Achsfedern 4 liegenden Mitnehmerdrehzapfens 9 durch einen Untergurt io versteiften Boden. Die Oberkante des Führungsdrehzapfens 9, die in Silentblocks gelagerten Bolzengelenke 6 und die Achsmitten liegen mit dem Untergurt io des Hauptquerträgers 8 ungefähr in einer waagerechten Ebene. Hierdurch werden die Längs- und Querkräfte ohne Umwege direkt vom Mitnehmerdrehzapfen 9 auf die Achslager 3 übertragen.
Die Lagerung des am Kastenunterteil befestigten Führungsdrehzapfens 9 ist mittels federnder Elemente i i und i i' in waagerechter Ebene federnd abgestützt. -Diese Elemente können vorzugsweise aus metallischen, durch Gummikörper unlösbar miteinander verbundenen Schienen oder auch aus metallischen Federn bestehen. Die Elemente i i und i i' sind so ausgebildet, daß sie in Längsrichtung nur ein geringes Spiel zulassen, weil sie dabei auf Druck beansprucht werden, jedoch in Ouerrichtung wegen ihrer Beanspruchung auf Schub mit dem gewünschten größeren Spiel ausschwingen können.
In Verlängerung der Hauptquerträgerstege 8 über die Drehgestellängsrahmen hinaus sind im Abstand der Laufkreisebenen senkrechte Führungen 12 mit dem Drehgestellrahmen 5 verbunden, auf die sich mittels der Traverse 13 die Kastenfederung abstützt, die beiderseitig zwecks Gewichtseinsparung aus zwei Schraubenfedern 14 und dem Stoßdämpfer 15 besteht. Auf dieser Federung ruhen unter Zwischenschaltung einer Gummiplatte 16 und Tragplatte 16d unmittelbar die mit Gleitflächen versehenen Auflagerplatten 17 des Wagenkastens. Die Platten 16, 1611, auf welchen die Auflagerplatten gleiten, sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit den nach oben verlängerten Führungen 12 durch die Verbindungsstücke i2a verbunden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Drehgestell für Schienenfahrzeuge mit getrennter Federung der Radachsen und des Wagenkastens, der unmittelbar seitlich auf den im H-förmig ausgebildeten, innen gelagerten Drehgestellrahmen lotrecht geführten Kastentragfedern aufgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagenkasten seitlich mit Auflageplatten (17) und die Köpfe der Kastentragfedern (14) mit Tragplatten (16) versehen sind, die groß genug sind, um als Gleitfläche wirkend die in waagerechter Ebene auftretenden Stöße des Fahrzeuges zu dämpfen, und daß der den Wagenkasten mit dem Drehgestell verbindende Führungsdrehzapfen (9) ausschwingbar im Drehgestellrahmen (5) gelagert ist.
2. Drehgestell nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsdrehzapfen (9) im Drehgestellrahmen (5) unterhalb der Stützebene der Achsfedern (4) gelagert ist.
3. Drehgestell nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achslenker (7) biegungssteif an den Achsbuchsen (3) und somit rahmenfest mit der Achswelle (i) befestigt sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 385 480, 356 114, 364o64, 666259, 749979, 564510, 566697, 699 933; schweizerische Patentschriften Nr. 165 o16, 254 704, 254 130; französische Patentschriften Nr. 947:224, 96o 89i, 945 995; Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, 1938, Heft 8, S. 155, desgl. i. 3. 41 (Aufsatz von Röbling); »The Institution of Locomotive Engineers«, April 1949, S. 201 bis 203, Fig. 88.