DE950011C

DE950011C - Wheel set for rail vehicles with mutually rotatable wheels

Info

Publication number: DE950011C
Application number: DER13127A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ahrens
Original assignee: Ringfeder GmbH
Current assignee: Ringfeder GmbH
Priority date: 1953-12-08
Filing date: 1953-12-08
Publication date: 1956-10-04

Description

Radsatz für Schienenfahrzeuge mit gegeneinander drehbaren Rädern Die bekannten. Radsätze für Schienenfahrzeuge mit fest auf einer drehbaren Achse angeordneten Rädern und konischen Bandagen beschreiben beim Abrollen auf der Schiene eine Sinuslinie, wodurch der Radsatz- nicht nur Drehbewegungen um seine in Radsatzmitte errichtete Senkrechte, sondernauch seitliche Bewegungen quer zur Schiene ausführt. Diese Bewegungen wirken außerordentlich störend auf den Wagenkasten. Zu ihrer Beschränkung wurden bereits zwei Radsätze jeweils starr in einen diägonal verzerrungssteifen Lauf-, Dreh- oder Untergestellrahmen gelagert, so daB die Drehbewegung des vorderen Radsatzes durch die quer zur Schiene gerichteten Reibkräfte des nachlaufenden Radsatzes und dessen Drehbewegung durch die Reibkräfte des voranlaufenden. Radsatzes gemindert werden.. Diese Anordnung ermöglicht eine Vergrößerung der Wellenlänge der Sinuslinie, jedoch nicht deren völlige Vermeidung. Ein weiterer Vorschlag zur Herbeiführung eines ruhigeren Wagenlaufs sieht vor, die Räder drehbar auf einer festen Tragachse anzuordnen., so daß sie sich bei Verwendung von konischen Radreifen relativ zueinander bewegen und die am Umfang der Radreifen wirkenden. Reibkräfte keine Drehbewegug des Radsatzes um seine mittlere Senkrechte hervorrufen können. Dieser an sich folgerichtige bekannte Weg unterbindet den sinusförmigen Lauf vollständig. Versuche haben jedoch ergeben., daß derartige Radsätze einseitig an der Schiene anlaufen; sie »kleben« an der Schiene und haben infolgedessen einen untragbar hohen Spurkranzverschleiß. Die bekannte Rückführung derartiger Radsätze mit Hilfe elastischer Mittel durch Verbindung beider Räder mittels einer Torsionsfeder hat keinen Erfolg gezeitigt. Es ist auch schon bekannt, zur Verbesserung des Sinuslaufs die Räder auf einer geteilten Achse zu befestigen und die dadurch ermöglichte gegenseitige Drehbarkeit der Räder durch eine die beiden Achsteile verbindende, als eine nicht regelbare Bremse wirkende Reibungskupplung zu beschränken..Wheel set for rail vehicles with mutually rotatable wheels known. Wheel sets for rail vehicles with fixedly arranged on a rotatable axle Wheels and conical bandages describe a sine curve when rolling on the rail, whereby the wheelset not only built rotational movements around its center of the wheelset Performs vertical, but also lateral movements across the rail. These movements have an extremely disruptive effect on the car body. To their limitation were already two wheel sets each rigidly in a diagonally distortion-resistant running, Bearing or undercarriage frame, so that the rotary movement of the front wheelset through the frictional forces of the trailing wheelset directed transversely to the rail and its rotational movement due to the frictional forces of the preceding one. Wheelset reduced .. This arrangement enables an increase in the wavelength of the sine line, but not avoiding them entirely. Another suggestion for bringing about it A smoother carriage run provides for the wheels to be rotatable on a fixed support axle to be arranged. So that they are relative to each other when using conical wheel tires move and act on the circumference of the wheel tires. Frictional forces no rotation of the wheelset around its mean vertical. This in itself logical known way prevents the sinusoidal run completely. try have shown, however, that such wheel sets run on one side of the rail; they "stick" to the rail and consequently have an unacceptably high level of wheel flange wear. The known return of such wheelsets with the help of elastic means Connection of both wheels by means of a torsion spring has not shown any success. It is also already known that the wheels can be split on a split to improve the sinusoidal run To attach the axis and the mutual rotatability of the wheels made possible by this by one that connects the two axle parts and acts as a non-adjustable brake Restrict friction clutch ..

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Wirkung der zwischengeschalteten Bremse willkürlich regelbar ist, so daß die Amplitude und Länge der Sinuswelle für den Lauf willkürlich eingestellt werden kann. Infolgedessen können je nach Anzug der Bremse die zwischen Rad und Schiene auftretenden Reibungskräfte den jeweiligen Erfordernissen entsprechend gesteuert werden, was für die Erzielung eines ruhigen Fahrzeuglaufs von ausschlaggebendem Einfluß ist. Die Einstellung der Bremskraft kann durch mechanische Mittel, durch Erhöhung der zugeführten Energie bei elektromechanischen Bremsen oder durch Zuschalten weiterer Bremsaggregate, beispielsweise bei permanentmagnetisch betriebenen Bremsen erfolgen. Die Einstellung der Bremskraft kann im Stillstand oder im Bewegungszustand des Fahrzeuges vorgenommen werden. Eine Einstellung der Bremswirkung am stillstehenden Fahrzeug hat den Vorteil, daß der gleiche Radsatz nach Einregelung der Bremse für viele Fahrzeuge verwendet werden kann.In contrast, the invention is that the effect of the intermediate Brake is arbitrarily adjustable so that the amplitude and length of the sine wave for the run can be set arbitrarily. As a result, depending on the suit the brake the frictional forces occurring between the wheel and the rail Needs to be controlled accordingly, what for the achievement of a quiet The running of the vehicle is of decisive influence. Adjusting the braking force can by mechanical means, by increasing the energy supplied in the case of electromechanical Braking or by switching on further braking units, for example with permanent magnet operated brakes. The adjustment of the braking force can be done at a standstill or when the vehicle is in motion. A setting of the Braking effect on the stationary vehicle has the advantage that the same wheelset can be used for many vehicles after adjusting the brake.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht. Es zeigt Abb. i einen Radsatz mit Außenlagern und permanentmagnetischer Bremse im Längsschnitt, Abb. 2 eine Teilansicht der magnetischen Bremsscheibe von oben, Abb. 3 eine Seitenansicht der magnetischen Bremsscheibe, Abb. 4 einen Radsatz mit Innenlagern. und federbeaufschlagter Bremse im Teillängsschnitt, Abb. 5 eine Seitenansicht eines mit Elektromagneten versehenen Bremsringes und Stromzufuhr durch Schleifkontakt.The object of the invention is shown in the drawing in several exemplary embodiments illustrated schematically. Fig. I shows a wheel set with external bearings and permanent magnetic ones Brake in longitudinal section, Fig. 2 is a partial view of the magnetic brake disc of above, Fig. 3 is a side view of the magnetic brake disc, Fig. 4 is a wheel set with inner bearings. and spring-loaded brake in partial longitudinal section, Fig. 5 a Side view of a brake ring provided with electromagnets and power supply through Sliding contact.

Bei der Ausführungsform nach Abb. i, 2 und 3 besitzt der Radsatz zwei unabhängig an der feststehenden Tragachse i gelagerte Radkörper 2, deren nach der Mitte zu verlängerte Naben 3 in Bremsscheiben 4 übergehen.. Zwischen den Bremsscheiben 4 ist eine aus zwei permanentmagnetischen Platten bzw. Backen 5 bestehende Bremse eingesetzt. Jede magnetische Platte saugt sich an der zugehörigen Bremsscheibe 4 fest. Beide Platten bzw. Backen 5 sind ineinandergreifend verzahnt und gegenseitig durch Kupferüberzug od. dgl. isoliert, damit sich die Bremsscheiben nicht gegenseitig festsaugen. Hat der Radsatz Spiel zwischen den Spurkränzen und den Schienen und sind die Radreifen konisch ausgebildet, so kann der Radsatz, je nachdem ob er sich nach der einen oder der anderen Seite verschiebt, mit einem Rad auf größerem und mit dem anderen Rad auf kleinerem Durchmesser laufen., was eine Relativbewegung beider Räder eines Radsatzes zur Folge hat. Je nach der Ansaugkraft der magnetischen Bremsbacken 5 an den Bremsscheiben 4 wird aber die Relativbewegung beeinflußt, so daß der Radsatz, wie bekannt, weder die Eigenschaft der normalen Bauart mit fest aufgepreßten Rädern noch die der unbeeinflußten Losräder aufweist, sondern eine Zwischenstellung zwischen diesen beiden. Bauarten einnimmt. Es ergibt sich somit eine sinusförmige Bewegung, deren Wellenlänge bedeutend größer ist als die des normalen Radsatzes mit aufgepreßten Rädern, aber auch kleiner als die des Radsatzes mit Losrädern. Je nach dem Grad der Bremsung lassen sich erfindungsgemäß Zwischenwerte verhältnismäßig genau einstellen. Die erforderliche tangentiale Bremskraft an, den Bremsscheiben ist gering, weil an und für sich nur unerhebliche tangentiale Bremskräfte erforderlich sind, um das einseitige Kleben: der Räder an der Schiene zu beseitigen.In the embodiment according to Fig. I, 2 and 3, the wheel set has two independently mounted on the fixed support axis i wheel body 2, which after the The middle of the extended hubs 3 merge with the brake disks 4. Between the brake disks 4 is a brake consisting of two permanent magnetic plates or jaws 5 used. Each magnetic plate sucks on the associated brake disc 4 fixed. Both plates or jaws 5 are interlocking and mutually interlocking by copper plating or the like. Insulated so that the brake disks are not mutually exclusive suck up. Does the wheelset have play between the wheel flanges and the rails and if the wheel tires are conical, the wheel set can, depending on whether it is shifted to one side or the other, with a wheel on larger and run with the other wheel on a smaller diameter, which is a relative movement of both wheels of a wheel set. Depending on the suction force of the magnetic Brake shoes 5 on the brake disks 4, however, affect the relative movement, see above that the wheelset, as is known, neither has the property of the normal design with fixed Pressed-on wheels still has that of the unaffected idler wheels, but one Intermediate position between these two. Types. It thus arises a sinusoidal movement, the wavelength of which is significantly larger than that of normal Wheelset with pressed-on wheels, but also smaller than those of the wheelset with loose wheels. According to the invention, intermediate values can be set proportionally depending on the degree of braking set exactly. The required tangential braking force on the brake discs is low because in and of itself only insignificant tangential braking forces are required are to eliminate the one-sided sticking: of the wheels to the rail.

Abb. 4 zeigt einen innengelagerten. Radsatz. Beide Räder 2 sind unabhängig auf der festen. Hohlachse 6 gelagert und jeweils mit einer Bremsscheibe 7 versehen. Durch die Hohlachse 6 ist eine Welle 8 mit nutenförmigen Ansätzen y geführt, in welche die Bremsbacken io tangential unverschieblich eingreifen. Letztere werden mittels der sich an den Muttern i i der Welle 8 abstützenden Federn 12 unter Zwischenschaltung von Reibbelägen. 13 gegen die Bremsscheiben 7 gedrückt und beeinflussen die Relativbewegung der Räder 2. Die Bremskraft kann durch Anziehen oder Lockern der Muttern i i beliebig verändert werden.Fig. 4 shows an internally stored one. Wheelset. Both wheels 2 are independent on the solid. Hollow axle 6 mounted and each provided with a brake disc 7. A shaft 8 with groove-shaped projections y is guided through the hollow axle 6, in FIG which the brake shoes engage tangentially immovably. The latter will be by means of the springs 12 supported on the nuts i i of the shaft 8 with the interposition of friction linings. 13 pressed against the brake discs 7 and affect the relative movement of the wheels 2. The braking force can be adjusted as desired by tightening or loosening the nuts i to be changed.

Man kann den. Radsatz auch mit elektromagnetischen Reibplatten, versehen, wie Abb. 5 zeigt. Die in der Reibplatte 13 angeordneten Elektromagnete 14 sind über Schleifkontakte 15 mit einer Stromquelle verbunden. Je nach der Größe der zugeführten elektrischen Kraft lassen sich Bremsmomente jeder Größenordnung erzeugen. Eine derartige Ausführung ist besonders für Meßzwecke vorteilhaft. Sie läßt erkennen, welche Bremswirkung zwischen den Rädern, einer Achse vorhanden sein. muß, um den besten Lauf des zu prüfenden. Wagens. zu ermitteln. Man kann. sie aber auch als Dauerausführung verwenden, wenn sich auf Teilstrecken der zu befahrenden Gleisanlage unterschiedliche Rückwirkungen auf den Wagenlauf ergeben.One can. Wheel set also provided with electromagnetic friction plates, as Fig. 5 shows. The arranged in the friction plate 13 electromagnets 14 are over Sliding contacts 15 connected to a power source. Depending on the size of the fed electrical force, braking torques of any magnitude can be generated. Such a one Execution is particularly advantageous for measuring purposes. It shows the braking effect be present between the wheels, an axle. must to get the best run of the too testing. Car. to investigate. One can. but also use them as a permanent version, if there are different repercussions on sections of the track system to be traveled on surrendered to the carriage run.

Mit den angeführten Bremsarten, sind die Ausführungsmöglichkeiten nicht erschöpft. Es lassen sich vielmehr auch Trommel-, Konus- oder Scheibenbremsen und andere Bremssysteme verwenden, wobei der Bremsdruck durch Permanentmagnetismus, elektromagnetisch oder durch Vorspannung von Federn beliebiger Art erzielt werden kann. Auch die Bauart des Radsatzes beschränkt sich. nicht auf die in den Abb. i und 4 gezeigten Ausführungsbeispiele. Man kann beispielsweise auch Achsen verwenden, die sich in Achsbuchsen drehen und ein fest aufgepreßtes Rad haben, während das zweite Rad unabhängig drehbar auf dieser Achse gelagert ist. Bei solchen oder ähnlichen Lösungen mit Außen.- oder Innenlagerung werden' zwischen der sich drehenden Achse und dem unabhängig drehbar gelagerten Rad einstellbare Bremsen beliebiger Art eingebaut.With the listed types of brakes, are the execution options not exhausted. Rather, drum, cone or disc brakes can also be used and other braking systems, whereby the braking pressure is controlled by permanent magnetism, be achieved electromagnetically or by preloading springs of any type can. The type of wheelset is also limited. not on the in fig. i and FIG. 4 shown exemplary embodiments. You can also use axes, for example, which are in axle sockets turn and have a tightly pressed wheel, while the second wheel is rotatably mounted independently on this axis. In such or similar solutions with external or internal storage are 'between the rotating axle and the independently rotatable wheel adjustable brakes of any Art built in.

Zwecks Herabsetzung des ungefederten. Gewichtes können, wie -bekannt, einfach oder doppelt gewellte dünne Radscheiben oder gegebenenfalls auch Hohlachsen verwendet werden. Auch Radausführungen in Leichtmetall oder solche, bei denen zwischen Radreifen und Radscheibe Gummikissen vorgesehen sind, können Anwendung finden.In order to reduce the unsprung. Weight can, as known, single or double corrugated thin wheel disks or possibly also hollow axles be used. Also wheel designs in light metal or those where between Wheel tires and wheel disc rubber cushions are provided, can be used.

Das Anwendungsgebiet des Radsatzes gemäß der Erfindung ist unbegrenzt. Die Radsätze können frei schwimmend im Fahrzeug gelagert werden, damit schon bei kleinen Bremswirkungen eine Drehung des Radsatzes um seine in Achsmitte errichtete Senkrechte erzielt wird, jedoch ist auch die Einlagerung der Radsätze in Steifrahmengestelle gegeben.The field of application of the wheelset according to the invention is unlimited. The wheel sets can be stored floating freely in the vehicle, so even at small braking effects a rotation of the wheelset around its erected in the center of the axle Vertical is achieved, but is also the storage of the wheel sets in rigid frame racks given.

Die in der Zeichnung dargestellte Anwendung von Wälzlagern zwischen Achse und Radkörper ist nicht unbedingt erforderlich. Wenn nur die Relativbewegung zwischen einer sich drehenden Achse und einem Radkörper aufzunehmen ist, wird man aus Verbilligungsgründen Gleitlager wählen.The application of rolling bearings shown in the drawing between Axle and wheel center are not absolutely necessary. If only the relative movement is to be included between a rotating axle and a wheel body, one becomes choose plain bearings for reasons of price reduction.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Wheel set for rail vehicles with one another rotatable wheels, the rotatability being limited by an intermediate brake is, characterized in that the effect of the brake can be regulated arbitrarily, so that the amplitude and length of the sine wave for the run -adjusted arbitrarily can be.

2. Wheelset according to claim i, characterized in that the brake by pretensioned springs. (1a) or permanent magnetic brake shoes applied will.

3. Wheelset according to claim i, characterized in that the brake shoes through Supply of electrical energy in coils connected to the jaw in an electromagnetic one State can be changed.

4. wheel set according to claim i to 3, characterized in that that the brake is activated by switching on several brake magnets or electromagnetic ones Braking differently by changing the supplied energy. strongly adjusted can be.

5. wheel set according to claim i to 4, characterized in that the supply of the electrical energy in the coils of the brake shoes via grinding on the brake shoes Contacts takes place.

6. Wheelset according to claim i, characterized in that the brake by, mechanical means, for example nut (i i) and spindle, different can be adjusted strongly.

7. A wheel set according to claim i to 6, characterized in that one wheel is fixedly connected to a rotatably mounted axle shaft, while the other wheel is rotatably mounted independently on this shaft and the adjustable brake is arranged between the axle shaft and the rotatably mounted wheel .. B . Wheelset according to claims 1 to 6, characterized in that the two wheels (2) are mounted independently rotatable on a continuous support axle (i) and the brake (4 5) a. a place between or outside of the wheels is arranged. G. Wheelset according to claim i to 5 and 8; there-. characterized by that the fixed support shaft as a hollow shaft formed (6) and the hollow axle a brake components (7, - 1o) through. "supporting shaft (8) is guided in claim i represents only the Gesamtkom = bination all Merknabe under protective The An. .. - claims 2 to g are genuine dependent claims without independent significance contemplated publications: German Patent No. 875 53i, 630 46i, 85958, 246 665, 489 856, 881 2o8, 67 154, 893 958, 259-195; French Patents No. 684,337, 954 00i; British Pat. No. 653,462.