DE941711C

DE941711C - Articulated connection for road or rail vehicles formed from two or more vehicle parts

Info

Publication number: DE941711C
Application number: DEU2171A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Mario Urbinati
Original assignee: MARIO URBINATI DR ING
Current assignee: MARIO URBINATI DR ING
Priority date: 1952-04-30
Filing date: 1953-04-30
Publication date: 1956-04-19
Also published as: FR1079232A

Description

AUSGEGEBEN AM 19. APRIL 1956ISSUED APRIL 19, 1956

U 2171II/03 cU 2171II / 03 c

Seit etlichen Jahren sind Straßen- und Schienenfahrzeuge im Gebrauch, deren Laufgang durch zwei Fahrzeugteile (bei Schienenfahrzeugen sogar durch mehrere Fahrzeugteile) gebildet ist, die durch eine Gelenkverbindung verbunden sind, die gleichzeitig den Zusammenhang des Fahrzeuggehäuses bildet.Road and rail vehicles have been in use for a number of years Vehicle parts (in the case of rail vehicles even by several vehicle parts) is formed by a Articulated connection are connected, which at the same time forms the context of the vehicle housing.

Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Gelenkverbindung für derartige Straßen-und Schienenfahrzeuge. The invention relates to a special articulated connection for such road and rail vehicles.

Es sei zunächst angenommen, daß das Fahrzeug sich auf einer waagerechten und gradlinigen Straße befindet.It is initially assumed that the vehicle is on a level and straight road is located.

Eine Gelenkverbindung für Fahrzeuge kann in gewissem Sinne als Kugelgelenkverbindung betrachtet werden, weil sie stets, abgesehen von den Winkelbewegungen eines Fahrzeugteiles im Verhältnis zum angrenzenden Fahrzeugteil in der waagerechten Ebene (und dies sind die größten Bewegungen), auch kleinere Winkelbewegungen eines Fahrzeugteiles gegenüber dem benachbarten ir* beiden senkrechten Ebenen zulassen muß, von denen die eine parallel zur Achse der Fahrbahn und die andere senkrecht dazu steht und beide durch den Mittelpunkt des Gelenkes gehen.An articulated joint for vehicles can be used to a certain extent Senses can be viewed as a ball-and-socket joint because they are always apart from the angular movements of a vehicle part in relation to the adjacent vehicle part in the horizontal plane (and these are the largest movements), also smaller angular movements of a vehicle part in relation to it the neighboring ir * must allow two perpendicular planes, one of which is parallel to the axis the road and the other is perpendicular to it and both through the center of the joint walk.

Die Erfindung verwendet eine Gelenkverbindung ohne Zwischenschaltung elastischer Teile.The invention uses an articulated connection without the interposition of elastic parts.

Es sei zunächst ein Straßenfahrzeug mit zwei Fahrzeugteilen beschrieben.
Die Fig. i, 2 und 3 zeigen schematisch· die Ausbildung einer Gelenkverbindung nach der Erfindung. A road vehicle with two vehicle parts will first be described.
FIGS. 1, 2 and 3 show schematically the construction of an articulated connection according to the invention.

A und B sind die vorderen und hinteren Fahrzeugteile des Fahrzeuggehäuses. Der auf einem Rahmen T befestigte Fahrzeugteil A hat fast über seine ganze Länge die Form eines normalen Straß enfahrzeugkastens, und sein Querschnitt senkrecht zur Fahrbahnachse ist demnach annähernd ein Rechteck mit oberen abgerundeten Ecken und einer halben Breite L (Fig. 1). Am hinteren Ende trägt der Fahrzeugteil A in seiner äußeren Wandung eine Kugelzone E, die mit dem normalen Wagenquerschnitt durch eine stumpf kegelige Wand F verbunden ist. Der Mittelpunkt C der Kugelzone liegt in der Mittellängsebene des Wagenteils A, und zwar im Abstand D vom Boden P des Fahrzeuges. R ist der Radius der Kugelzone; L, R und D sind derart gewählt, daß zwischen ihnen die Beziehungen bestehen L > R> D. Auf Grund dieser Verhältnisse wird die Kugelzone durch den Boden P geschnitten, obwohl die Kugelzone die normale Gestalt des Wagenkastens nicht überragt. Der Boden setzt sich also auch über die Kugelzone fort und nimmt dort die Form eines Kreissektors mit dem Mittelpunkt C (Schnittpunkt der Lotrechten durch C mit dem Boden P) und mit dem Radius R'< R an. A and B are the front and rear vehicle parts of the vehicle body. The vehicle part A mounted on a frame T has almost its entire length the shape of a normal road vehicle box, and its cross section perpendicular to the lane axis is therefore approximately a rectangle with rounded upper corners and half a width L (Fig. 1). At the rear end of the vehicle part A has a spherical zone E in its outer wall, which is connected to the normal cross-section of the vehicle by a truncated conical wall F. The center point C of the spherical zone lies in the central longitudinal plane of the car part A, at a distance D from the floor P of the vehicle. R is the radius of the spherical zone; L, R and D are selected in such a way that the relationships between them L >R> D. Due to these relationships, the spherical zone is cut through the floor P, although the spherical zone does not protrude beyond the normal shape of the car body. The floor continues over the spherical zone and takes on the shape of a circular sector with the center C (intersection of the perpendicular through C with the floor P) and with the radius R '<R .

Auf dem Boden P ist eine hohle Säule 5 befestigt, die eine kugelige Tragpfanne mit dem Mittelpunkt C trägt. Auf dieser Tragpfanne ist das vordere Ende des Fahrzeugteils B mittels eines Kugelzapfens H und seines Zugankers K gelagert. Dieser Zuganker trägt den Fahrzeugrahmen P' des Fahrzeugteils B an seinem vorderen Ende; der Rahmen T' ist an seinem hinteren Ende durch die dritte und letzte Achse des Fahrzeuges abgestützt. Der Fahrzeugteil B hat die Außengestalt eines normalen Straßenfahrzeuggehäuses; an seinem vorderen Ende ist der Fahrzeugteil nur teilweise durch eine Wand M abgeschlossen, die eine kreisförmige Öffnung mit dem Mittelpunkt C und Radius R aufweist; in diese Öffnung ragt die Kugelzone E hinein. Die innere Fläche des Bodens P' des Fahrzeugteils B weist nahe dem Drehgelenk eine konkave Randleiste mit dem Mittelpunkt C und dem Radius R' auf, an die der kreisförmige Sektor des Bodens P anschließt, (die Böden P, P' haben eine Dicke N, und ihre Nahtränder zwischen P und P' sind ebenfalls kugelig geschnitten, entsprechend dem Mittelpunkt C)'. A hollow column 5, which carries a spherical support pan with the center C, is attached to the floor P. The front end of the vehicle part B is mounted on this support socket by means of a ball stud H and its tie rod K. This tie rod carries the vehicle frame P 'of the vehicle part B at its front end; the frame T ' is supported at its rear end by the third and last axle of the vehicle. The vehicle part B has the external shape of a normal road vehicle housing; at its front end the vehicle part is only partially closed off by a wall M which has a circular opening with the center C and radius R ; The spherical zone E protrudes into this opening. The inner surface of the floor P 'of the vehicle part B has a concave rim near the pivot joint with the center C and the radius R' , to which the circular sector of the floor P connects (the floors P, P ' have a thickness N, and their seam edges between P and P 'are also cut spherically, corresponding to the center point C)'.

Wie oben gesagt, sind die Winkelbewegungen eines Fahrzeugteils gegenüber dem anderen nur in der waagerechten Ebene groß; aus diesem Grunde ergibt sich die sogenannte Kugelzone nicht aus einem Schnitt einer Kugel durch zwei parallele Ebenen in gleichem Abstande vom Mittelpunkt, sondern sie hat (von der Seite gesehen) etwa die Form einer Spindel oder eines Klöppels mit lotrechter Achse. Gemäß Fig. 2 und 3 sind die Gelenkwinkel, in der waagerechten Ebene gemessen, durch den Winkel Ct₁, in der lotrechten Ebene parallel zur Bewegung durch den Winkel a₂, wobei Ct₂ < Ct₁ ist.As stated above, the angular movements of one vehicle part relative to the other are only great in the horizontal plane; For this reason, the so-called spherical zone does not result from a section of a sphere through two parallel planes at the same distance from the center, but rather has the shape of a spindle or a clapper with a vertical axis (viewed from the side). According to FIGS. 2 and 3, the joint angles, measured in the horizontal plane, are through the angle Ct ₁ , in the vertical plane parallel to the movement through the angle a ₂ , where Ct ₂ <Ct ₁ .

Auf diese Weise ist eine Kugelgelenkverbindung mit dem Mittelpunkt C geschaffen, die ohne Einfügung elastischer Glieder den Zusammenhang des Fahrzeuggehäuses auch durch eine kugelige Verengung nebst dem Raumbedarf für die Säule S gewährleistet.In this way, a ball-and-socket joint connection with the center point C is created, which ensures the connection of the vehicle housing by means of a spherical constriction in addition to the space required for the column S without the insertion of elastic links.

Fig. 4 zeigt schematisch die Anordnung der Abstützung des Fahrzeugteils B auf dem Teil A, wie oben beschrieben.Fig. 4 shows schematically the arrangement of the support of the vehicle part B on the part A, as described above.

Fig. 5 zeigt im Schema eine andere allgemeine Ausführungsform der Abstützung des Teils B auf dem Teil A, Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform einer Kugelverbindung gemäß der Erfindung, in der die Kugelzone E weder am Fahrzeugteil A noch am Fahrzeugteil B angebracht ist, sondern unabhängig davon auf einem kugeligen Träger mit dem Mittelpunkt C mittels einer eigenen hohlen Säule Z abgestützt ist.Fig. 5 shows a diagram of another general embodiment of the support of part B on part A , Fig. 6 shows another embodiment of a ball connection according to the invention, in which the ball zone E is attached neither to vehicle part A nor to vehicle part B, but is supported independently of this on a spherical support with the center point C by means of its own hollow column Z.

Bei dieser Ausführungsform haben die beiden Enden der gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugteile A und B eine gleiche und symmetrische Form im Verhältnis zum Mittelpunkt C. In this embodiment, the two ends of the articulated vehicle parts A and B have the same and symmetrical shape in relation to the center point C.

Die richtige Einstellung des Teils E im Verhältnis zu den Teilen A und B wird durch zwei Ausgleich-Vorrichtungen aufrechterhalten, von denen die eine für die richtige Lage im Verhältnis zu den Winkelbewegungen in den beiden -erwähnten senkrechten Ebenen sorgt, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Die Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen Zapfen Q₁ der auf dem Teil E in der Verlängerung der lotrechten Achse durch den Punkt C befestigt ist und durch eine Ausgleichvorrichtung geführt ist, die den Zapfen Q zwingt, dauernd in der mittleren Lage zu verweilen; die Ausgleichvorrichtung ist an zwei Kugelstützen U und V angelenkt, die symmetrisch und einander entsprechend auf den Fahrzeugteilen A und B befestigt sind und in der lotrechten Mittelebene des Fahrzeuges angeordnet sind.The correct setting of part E in relation to parts A and B is maintained by two compensating devices, one of which provides for the correct position in relation to the angular movements in the two perpendicular planes mentioned, as in Figs 7 is shown. The device consists of a cylindrical pin Q ₁ which is fixed on part E in the extension of the vertical axis through point C and is guided by a compensating device which forces the pin Q to remain permanently in the central position; the balancing device is articulated on two ball supports U and V , which are symmetrically and correspondingly attached to each other on the vehicle parts A and B and are arranged in the vertical center plane of the vehicle.

Eine zweite nicht dargestellte Ausgleichvorrichtung hält den Teil E in symmetrischer Lage im Verhältnis zu den gegenseitigen Bewegungen der TeileΆ und B in der waagerechten Ebene; sie hält somit die lotrechte und senkrecht zur Fahrzeugachse stehende Symmetrieebene der Kugelzone E auf der Winkelhalbierenden zwischen den beiden lotrechten Symmetrieebenen der Teile A und B. A second compensating device, not shown, keeps part E in a symmetrical position in relation to the mutual movements of parts Ά and B in the horizontal plane; it thus holds the vertical plane of symmetry of spherical zone E , which is perpendicular to the vehicle axis, on the bisector between the two vertical planes of symmetry of parts A and B.

Die am Beispiel eines Straßenfahrzeuges beschriebene Kugelverbindung kann unmittelbar auch bei einem Schienenfahrzeug mit ή Gelenken und η -\-1 Fahrzeugteilen angewandt werden.The ball connection described using the example of a road vehicle can also be used directly in a rail vehicle with ή joints and η - \ - 1 vehicle parts.

Bei einem derartigen Fahrzeug mit Gelenkverbindungen trägt ein Fahrzeugteil unmittelbar ein Spurlager für den nächsten Fahrzeugteil und ist mit einer hohlen Säule S versehen, die oben die kugelige Stützfläche trägt; der andere Fahrzeugteil stützt sich seinerseits auf einer solchen Stützfläche eines Kugelzapfens ab.In such a vehicle with articulated connections, a vehicle part directly carries a thrust bearing for the next part of the vehicle and is provided with a hollow column S, which is the spherical support surface at the top wearing; the other part of the vehicle is in turn supported on such a support surface of a ball stud away.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Ball joint connection for two or more connected without elastic intermediate links Road or rail vehicles formed by vehicle parts, in which a vehicle part is in the plane of symmetry of the vehicle catches a ball socket, which has a spherical approach of the

another vehicle part, characterized in that a first vehicle part (A) on a column (S) standing in the plane of symmetry of the vehicle above the floor (P) has a spherical socket (with center point C) and a second vehicle part [B) a column (K) carries a ball stud (H) resting in the ball socket and that the one vehicle part (A) has a larger connecting wall (E) in the form of a hollow spherical zone with the

ίο the center of the sphere (C) and a large radius (R) and the other vehicle part (B) has an end wall (M) which extends approximately through the center of the sphere (C) and has a circular opening surrounding the spherical connecting wall.

2. Articulation according to Claim 1, characterized in that the floor (P) of the vehicle part (A), the outer connecting wall comprises a ball joint (C, D) corresponding spherical zone (E), the shape of a respective one of the spherical zone (E) circular sector with the center point (C) on the perpendicular through the ball center point (C) and that accordingly the floor of the adjacent vehicle part has a corresponding circular cutout.

a5

3. Joint device according to claim 1 or 2,

characterized in that the spherical zone (E, Fig. 6 and 7) is not suspended from one of the vehicle parts (A or B), but independently of these by means of a column (Z) and the spherical support (K) is suspended from a vehicle part (^ 4 ) is attached and carries both the other vehicle part (B) and the spherical zone (E) and that both vehicle parts (A, B) have end walls (M) with circular openings surrounding the spherical zone.

4. Articulated connection according to claim 3 with articulated support of a movable intermediate piece on a fixed carriage part, characterized in that the correct position of the spherical zone (E, Fig. 6 and 7) in relation to the two vehicle parts (A, B) by two symmetry Compensating devices (Q, U, V) is maintained.

5. Articulated connection according to one of claims 1 to 4, characterized in that the center point of the ball joint (C, H) and the spherical zone (E) lies between the height center of the vehicle housing and its bottom (P).

Referred publications:

German patent specifications No. 711714, 640 849, 253126;

Swiss Patent No. 240 333;
U.S. Patent No. 2,193,156.

1 sheet of drawings