EP0624505A1 - Radsatzführung eines Drehgestells - Google Patents

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EP0624505A1 EP94106110A EP94106110A EP0624505A1 EP 0624505 A1 EP0624505 A1 EP 0624505A1 EP 94106110 A EP94106110 A EP 94106110A EP 94106110 A EP94106110 A EP 94106110A EP 0624505 A1 EP0624505 A1 EP 0624505A1
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rubber element
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Alstom Transportation Germany GmbH
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ABB Daimler Benz Transportation Schweiz AG
AEG Schienenfahrzeuge GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/26—Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30—Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/32—Guides, e.g. plates, for axle-boxes

Definitions

  • the invention relates to a wheelset guide of a bogie with the features of the preamble of claim 1.
  • the guidance of wheel sets can be done by discrete elements, by interaction of the guide elements with the primary spring or by a correspondingly designed primary spring e.g. in the form of an angle block rubber layer spring, or rubber roll spring.
  • the object of the invention is to provide a wheelset guide, the stiffnesses resulting from the primary spring are supplemented by an additional element.
  • a bogie consisting of the coil spring of the primary suspension arranged individually or in pairs on a bearing housing of a wheel set and a single or paired rubber element, the guidance of the wheelset through the flexicoil effect of the coil springs and the radial rigidity of the rubber element together.
  • the rubber element is preferably designed as a pretensioned, concentrically constructed cone element, the pressure prestressing of which is achieved by the weight of the vehicle and the conicity angle is selected such that tensile stresses do not occur in the rubber element in any operating state.
  • the rubber element is below the primary suspension on or e.g. stored in a cavity in the wheelset bearing housing and connected to a downward emergency guide pin of the bogie frame.
  • Differences in the longitudinal and transverse characteristics of the guide are achieved by designing the rubber element with locally arranged air chambers. By arranging the air chambers at a pre-calculated angle, a centrifugal force-dependent radial setting of the wheel sets is achieved.
  • the angular position of the rubber element is advantageously fixed via a groove in its outer ring and a screwable pin in a cavity of the wheelset bearing housing and in the cavity there are several threaded holes arranged at different heights, each with a different angular position, and allow easy subsequent adaptation to changing operating conditions.
  • FIG. 1 shows a bogie 1 with bogie frame 2, wheel disc 3, wheelset bearing 4 and wheelset bearing housing 5.
  • Coil springs 6 are arranged as primary suspension between the wheelset bearing housing 5 and the bogie frame 2.
  • the coil springs 6 are supported on the wheelset bearing housing 5 on base plates 11.
  • conical mega springs (rubber-metal springs) 7 are firmly mounted.
  • the mega springs 7 have central pins 9 which protrude upwards through holes in the base plates 11 and are connected in a rotationally fixed manner to emergency guide pins 8 of the bogie frame 2 which are directed downward within the coil springs 6.
  • the mega springs 7 are shown cut half offset by 90 °, so that partly the full rubber material and partly air chambers 10 can be seen.
  • the mega springs 7 are arranged as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the air chambers 10 of the mega springs 7 are arranged symmetrically at the front and rear in the direction of travel, so that there is a softer characteristic in this direction than in the lateral region.
  • the air chambers 10 are inserted rotated inwards to the direction of travel by an angle between 5 ° and 60 ° to the longitudinal axis of the bogie.

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Abstract

Radsatzführung eines Drehgestells (1), bestehend aus der einzeln oder paarweise an einem Lagergehäuse eines Radsatzes (5) angeordneten Schraubenfeder (6) der Primärfederung und einem einzeln oder paarweise angeordnetem Gummielement (7), wobei die Führung des Radsatzes durch die Flexicoilwirkung der Schraubenfedern (6) und die Radialsteifigkeit des Gummielements (7) gemeinsam erfolgt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Radsatzführung eines Drehgestells mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Die Führung von Radsätzen kann unabhängig von der Primärfederung durch diskrete Elemente, durch Zusammenwirken der Führungselemente mit der Primärfeder oder durch eine entsprechende ausgebildete Primärfeder z.B. in Form einer Winkelblock-Gummischichtfeder, oder Gummirollfeder erfolgen.
  • In einer Vielzahl von Anwendungsfällen liegen die für Traktion und Radsatzführung erforderlichen Steifigkeiten nur in geringem Maße über der bei einer entsprechend ausgebildeten Schraubenfederung vorhandenen Flexicoil-Steifigkeit.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radsatzführung, deren aus der Primärfeder herrührende Steifigkeiten durch ein Zusatzelement ergänzt werden, zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Fortbildungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen umfaßt.
  • Erfindungsgemäß erfolgt bei einer Radsatzführung eines Drehgestells, bestehend aus der einzeln oder paarweise an einem Lagergehäuse eines Radsatzes angeordneten Schraubenfeder der Primärfederung und einem einzeln oder paarweise angeordnetem Gummielement die Führung des Radsatzes durch die Flexicoilwirkung der Schraubenfedern und die Radialsteifigkeit des Gummielements gemeinsam.
  • Das Gummielement ist vorzugsweise als vorgespanntes, konzentrisch ausgebautes Konuselement ausgeführt, dessen Druck-Vorspannung des durch das Eigengewicht des Fahrzeugs erreicht wird und der Konizitätswinkel so gewählt wird, daß in keinem Betriebszustand Zugspannungen im Gummielement auftreten.
  • Das Gummielement ist unterhalb der Primärfederung auf oder z.B. in einem Hohlraum in dem Radsatzlagergehäuse gelagert und mit einem abwärts gerichteten Notführungszapfen des Drehgestellrahmens verbunden.
  • Unterschiede in Längs- und Quercharakteristik der Führung werden durch entsprechende Ausbildung des Gummielements mit örtlich angeordneten Luftkammern erreicht. Durch Anordnung der Luftkammern in einem vorausberechneten Winkel wird eine fliehkraftabhängige Radialeinstellung der Radsätze erreicht.
  • Die Winkellage des Gummielements wird vorteilhafterweise über eine Nut in dessen äußeren Ring und einen schraubbaren Zapfen in einem Hohlraum des Radsatzlagergehäuses fixiert und in dem Hohlraum sind mehrere in der Höhe versetzt angeordnete Gewindebohrungen mit jeweils unterschiedlicher Winkellage vorhanden und ermöglichen eine einfache nachträgliche Anpassung an wechselnde Einsatzbedingungen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine Teilansicht eines Drehgestells;
    Fig. 2
    eine Druntersicht auf die Anordnung der Gummielemente in einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 3
    eine Druntersicht auf die Anordnung der Gummielemente in einer zweiten Ausführungsform.
  • Fig. 1 zeigt ein Drehgestell 1 mit Drehgestellrahmen 2, Radscheibe 3, Radsatzlager 4 und Radsatzlagergehäuse 5. Zwischen dem Radsatzlagergehäuse 5 und dem Drehgestellrahmen 2 sind Schraubenfedern 6 als Primärfederung angeordnet. Die Schraubenfedern 6 stützen sich auf dem Radsatzlagergehäuse 5 auf Grundplatten 11 ab. In passenden Hohlräumen 12 im Radsatzlagergehäuse 5 unterhalb der Grundplatten 11 sind konusförmige Megi-Federn (Gummi-Metall-Federn) 7 fest gelagert. Die Megi-Federn 7 besitzen zentrale Zapfen 9, die durch Bohrungen in den Grundplatten 11 nach oben ragen und mit innerhalb der Schraubenfedern 6 nach unten gerichteten Notführungszapfen 8 des Drehgestellrahmens 2 drehfest verbunden sind. Die Megi-Federn 7 sind geschnitten zur Hälfte um 90° versetzt gezeichnet, so daß teilweise das volle Gummimaterial und teilweise Luftkammern 10 erkennbar sind.
  • Erfindungsgemäß werden die Megi-Federn 7 so angeordnet, wie in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt. Hier sind außer der Radscheibe 3 und dem Drehgestellrahmen 2 alle oben beschriebenen Elemente des Drehgestells weggelassen. In Fig. 2 sind die Luftkammern 10 der Megi-Federn 7 symmetrisch vorne und hinten in Fahrtrichtung angeordnet, so daß sich in dieser Richtung eine weichere Charakteristik ergibt, als im lateralen Bereich. Eine besonders vorteilhafte Anordnung der Luftkammern 10, insbesondere für Gleisradien unterhalb der Grenze der radialen Selbsteinstellung des Radsatzes, zeigt Fig. 3. Hier sind die Luftkammern 10 um einen Winkel zwischen 5°und 60° zur Längsachse des Drehgestells einwärts zur Fahrtrichtung verdreht eingesetzt. Bei der Bogenfahrt wirken je nach Richtung Fliehkräfte F₁ oder F₂ auf den Drehgestellrahmen und werden über die Primärfederung und die Megi-Federn 7 gemeinsam auf den Radsatz übertragen. Dabei ergibt die verdrehte Einstellung der Luftkammern der Megi-Federn eine Charakteristik, die in Vektorkräften V₁ oder V₂ resultiert, die die Selbsteinstellung der Radsätze unterstützt.

Claims (8)

  1. Radsatzführung eines Drehgestells, bestehend aus der einzeln oder paarweise an einem Lagergehäuse eines Radsatzes angeordneten Schraubenfeder der Primärfederung und einem einzeln oder paarweise angeordnetem Gummielement,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Führung des Radsatzes durch die Flexicoilwirkung der Schraubenfedern (6) und die Radialsteifigkeit des Gummielements (7) gemeinsam erfolgt.
  2. Radsatzführung eines Drehgestells nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Gummielement (7) als vorgespanntes, konzentrisch aufgebautes Konuselement ausgeführt ist.
  3. Radsatzführung eines Drehgestells nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Druck-Vorspannung des Gummielements (7) durch das Eigengewicht des Fahrzeugs erreicht wird und der Konizitätswinkel so gewählt wird, daß in keinem Betriebszustand Zugspannungen im Gummielement (7) auftreten.
  4. Radsatzführung eines Drehgestells nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Gummielement (7) unterhalb der Primärfederung auf oder in dem Radsatzlagergehäuse (5), zum Beispiel in einem Hohlraum (12) gelagert und mit einem abwärts gerichteten Notführungszapfen (8) des Drehgestellrahmens (2) verbunden ist.
  5. Radsatzführung eines Drehgestells nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Unterschiede in Längs- und Quercharakteristik der Führung durch entsprechende Ausbildung des Gummielements (7) mit örtlich angeordneten Luftkammern (10) erreicht werden.
  6. Radsatzführung eines Drehgestells nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß durch Anordnung der Luftkammern (10) in einem vorausberechneten Winkel eine fliehkraftabhängige Radialeinstellung der Radsätze erreicht wird.
  7. Radsatzführung eines Drehgestells nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Winkellage des Gummielements (7) über eine Nut in dessen äußeren Ring und einen schraubbaren Zapfen in einem Hohlraum (12) im Radsatzlagergehäuse (5) fixiert wird.
  8. Radsatzführung eines Drehgestells nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in dem Hohlraum (12) mehrere in der Höhe versetzt angeordnete Gewindebohrungen mit jeweils unterschiedlicher Winkellage vorhanden sind und damit eine einfache nachträgliche Anpassung an wechselnde Einsatzbedingungen ermöglichen.
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