EP1329371A1 - Joint for coupling bars of railway freight wagon units - Google Patents

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EP1329371A1
EP1329371A1 EP03000931A EP03000931A EP1329371A1 EP 1329371 A1 EP1329371 A1 EP 1329371A1 EP 03000931 A EP03000931 A EP 03000931A EP 03000931 A EP03000931 A EP 03000931A EP 1329371 A1 EP1329371 A1 EP 1329371A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
directional joint
directional
joint
approx
wrb
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03000931A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Bartel
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Individual
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/20—Details; Accessories
    • B61G9/24—Linkages between draw-bar and framework
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G7/00—Details or accessories
    • B61G7/10—Mounting of the couplings on the vehicle

Definitions

  • the invention relates to a high-performance directional joint for connected via coupling rods light and economical wagons, a multi-part Freight car unit according to the preamble of claim 1.
  • Directional joints are particularly a means of improving derailment behavior under longitudinal forces.
  • the disadvantage of the above-mentioned directional joint, especially for the end cars of the units with a transition from side buffers to coupling rod coupling, is that the directional joint performance is low and that a further positive influence on the derailment behavior of the vehicles in the UIC regulations only in the choice of a progressive axle suspension, the increase in the torsion constant of the undercarriage and the dead weight of the car is provided.
  • the coupling rods of the end wagons of the freight wagon unit and at least the following middle wagon of the freight wagon unit, at least on one end of the wagon have a high-performance directional joint with a rectangular directional joint plate, which projects many times over the coupling rod shaft, in particular in the directional joint width, and in comparison with that internationally standardized
  • the directional joint of the UIC depending on the axle / pivot spacing of the underframes of the wagons, has enlarged directional joint plates in width and height, which approximately meet the dimensional conditions specified in the claim based on a uniform low dead weight, in the range of the low weight limit of 2-axle / 4-axle freight cars.
  • the performance ratio of vertical stabilization to horizontal stabilization increases from 1: 1.6 for the UIC joint to a maximum of 1: 5.3.
  • the rolling curve for vertical stabilization is provided in the form of a spherical cap on the side of the directional joint plate. The rolling radius Rv is selected so that when a wagon is lowered due to an approx.
  • the support bearing has a vertical and cylindrical jacket-shaped directional joint contour on the side facing the directional joint plate for horizontal stabilization, it also being provided that contour strips, the heights of which correspond to the rolling radius RH, are arranged on a vertical and level bearing surface of the support bearing only in the respective lateral end region.
  • the invention ensures through its proposed individual design of the hinge point in the form of adjusted articulated lever and optimized separate vertical and horizontal rolling curves have a high straightening and stabilizing effect for one improved derailment and running quality behavior.
  • FIGS. 1 and 2 show the arrangement of the coupling rods 3 with a directional joint 15 between the coupling supports 1, in each case in the front area of the underframe in 2-axle and mixed units with end cars 13 as 4-axle cars and intermediate cars 14 as 2-axle cars. Units are also planned that consist of 4-axle end and middle cars.
  • the longitudinal compressive forces F Lx are passed through the trolley unit through the side buffers of the end cars and the coupling rods 3.
  • FIGS 3, 4 and 5 show the directional joint as a top view and a side view.
  • the coupling rod 3 has an enlarged at its ends rectangular directional joint plate 4, which the shaft of the coupling rod 3 according to the invention, especially in the directional joint width WRB many times over surmounted.
  • the coupling rod ends are with their directional joint plates 4 with the Support bearing plates 2 and spring preload via an end pull rod 17 and Spring elements 9 attached.
  • the support bearing plate 3 is at least WRH in height as large as the directional joint plate 4 and protrudes in length due to the necessary attachment to the coupling supports 1 of the underframe.
  • the directional joint 15 is designed with separate horizontal and vertical rolling curves R H and Rv.
  • FIGS. 3, 4 and 5 show the directional joint plate 4 designed with a spherical cap 7 with the rolling radius Rv, which is designed solely for the vertical stabilization of the car.
  • the support bearing plate 2 is concave here, namely as a cylindrical and jacket-shaped directional joint contour 8 with the radius R H and is responsible for the horizontal stabilization of the car.
  • it is also provided according to FIG. 5, instead of the cylindrical jacket shape 8, only to arrange contour strips 16 at the lateral ends of the flat and vertical support bearing plate 2, the heights of which follow the radius R H. It is possible to design several contour strips 16 on each side.
  • a level support bearing plate 2 must be used within an acceptable tolerance range. It is generally also conceivable to arrange the arrangement of the rolling surfaces for the vertical and horizontal stabilization between the parts in the opposite way.
  • the size of the directional joint plates and thus the length of the vertical and horizontal directional lever arms in Evaluation of practical knowledge in the wagons of the freight wagon units mentioned depending on the distance between the axles / pivots 2a on the basis an average low-weight limit (for 2-axle cars between 9 and 12 t and in the case of 4-axle wagons between 14 and 17 t) to execute the relevant freight wagon.
  • a 2-axle end car 12 with a 10 m wheelbase 2a and the following middle cars should have 14 articulation plates that are up to 3 times as long and up to 2 times as high as those of the UIC standard articulation.
  • Carriages with a 13 m pivot distance 2a should be given a directional joint plate 4, which also has a length up to 3 times that of the UIC directional joint and advantageously has a height up to 2 times as large.
  • the relationship between horizontal stabilization and vertical stabilization can be individually adjusted up to 1: 5.3 according to the findings from 1: 1.6 for the UIC joint.
  • the horizontal Tension leads over the enlarged horizontal articulated lever for an increased horizontal damping of the carriages of the units and to meet the running quality requirements of the lightweight unit also in the unfavorable small track arches.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

High performance directional hinge couples two or more component goods train units. Coupling rods (3) from the end unit (12) and center units (14) are provided on at least one goods train unit with hinges (15) whose rectangular hinge plates (4) have a coupling rod shaft protruding in the directional hinge width.

Description

Die Erfiridung betrifft ein Hochleistungsrichtgelenk für über Kuppelstangen verbundene leicht und wirtschaftlich ausgeführte Güterwagen, einer mehrteiligen Güterwageneinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a high-performance directional joint for connected via coupling rods light and economical wagons, a multi-part Freight car unit according to the preamble of claim 1.

Richtgelenkausführungen für Eisenbahnwagen-Kuppelstangen sind in der Vergangenheit in großer Anzahl bekannt geworden, und selbige hatten im wesentlichen das Ziel, den Effekt der Richtgelenkwirkung zu vergrößern, den Wirkungsgrad zu erhöhen bei gleichzeitiger Teilereduzierung und platzsparender sowie kostengünstiger Ausführung.
Die Notwendigkeit der Verwendung von Kuppelstangen ergibt sich insbesondere für Fahrzeuge des kombinierten Ladungsverkehrs, wo Fahrzeuggruppen zu festverbundenen Einheiten und Shuttlezügen zusammengestellt werden.
Die Kuppelstangen vereinfachen wesentlich die Wagenuntergestellkonstruktionen und ermöglichen extrem geringe Eigenmassen und auch eine Ladelängenanpassung der Wagen für unterschiedliche Behälterlängen.
Damit ist der Konstrukteur in die Lage versetzt, z.B. 2achsige Fahrzeuge mit Achsständen von 10 m zu entwickeln mit einer Eigenmasse von 9 t und einer Zuladung von 36 t bei einer zulässigen maximalen Achsfahrmasse von 22,5 t, also ein Totlast-Nutzlastverhältnis von 1:4 zu realisieren. Dies ist auch bei Drehgestellwagen möglich.
Im Wettbewerb zwischen Schienen- und Straßenverkehr sind solche effektiven Fahrzeuge dringend notwendig.
Probleme in der technischen Detailrealisierung entstehen dabei in der Erfüllung der notwendigen Entgleisungssicherheit insbesondere unter dem Längsdruckeinfluss im Rangierbetrieb bei bis zu 500 kN Längsdruck im 150 m S- und Vollbogen und 250 m Vollbogen und in der Laufgüterealisierung nach UIC 518 bis zu Gleisbögen mit kleinem Radius von 250 m.
Richtgelenke sind besonders ein Mittel, das Entgleisungsverhalten unter Längskräften zu verbessern. Empfohlen wird das standardisierte UIC - Richtgelenk nach UIC - MB 523, bei dem das Verhältnis zwischen Horizontal- und Vertikalstabilisierung ca. 1,6 beträgt und einheitlich dimensionierte Abrollkurven und Kuppelstangenlängen vorgesehen sind.
Der Nachteil des vorgenannten Richtgelenkes, insbesondere für die Endwagen der Einheiten mit Übergang von Seitenpuffer zur Kuppelstangenanlenkung besteht darin, dass das Richtgelenkleistungsvermögen gering ist, und dass eine weitere positive Beeinflussung des Entgleisungsverhaltens der Fahrzeuge in den UIC - Bestimmungen lediglich in der Wahl einer progressiven Achsfederung, der Erhöhung der Verwindungskonstante des Untergestells und der Eigenmasse der Wagen vorgesehen ist. Eine positive Beeinflussung der Laufgüte erfordert zusätzliche Dämpfungseinrichtungen in den Laufwerken selbst.
Eine Abhängigkeit und Variation der Richtgelenkparameter selbst z.B. von der Wagenlänge ist nicht vorgesehen.
Die Nachteile sind schwere, aufwendige und teure Fahrzeuge mit wirtschaftlich nicht optimalen Ladeparametern, die einem notwendigen Totlast-Nutzlastverhältnis von z.B. 1:4 nicht gerecht werden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hochleistungsrichtgelenk für Kuppelstangen von Güterwageneinheiten zu schaffen, welches eine bedeutende Steigerung der horizontalen und vertikalen Richtgelenkwirkung und eine positive Laufgüteeinwirkung im kleinen Gleisbogen von R = 250 m aufweist und eine auf die jeweiligen Wagenparameter, insbesondere dem Achs-/Drehzapfenabstand optimal abgestimmte Ausführung besitzt bei Geringhaltung des Wagengewichtes sowie der Herstellungs- und Unterhaltungskosten.Directional joint designs for railroad car coupling rods have been known in large numbers in the past, and the main aim of the latter was to increase the effect of the directional joint effect, to increase the efficiency while at the same time reducing parts and saving space and being cost-effective.
The need to use coupling rods arises in particular for vehicles of combined cargo traffic, where vehicle groups are put together to form fixed units and shuttle trains.
The coupling rods significantly simplify the trolley undercarriage designs and enable extremely low dead weights and also a loading length adjustment of the trolleys for different container lengths.
This enables the designer to develop, for example, 2-axle vehicles with a wheelbase of 10 m with a dead weight of 9 t and a payload of 36 t with a permissible maximum axle travel mass of 22.5 t, i.e. a dead load / payload ratio of 1: 4 to realize. This is also possible with bogie wagons.
Such effective vehicles are urgently needed in the competition between rail and road transport.
Problems in the detailed technical realization arise in the fulfillment of the necessary derailment security, particularly under the influence of the longitudinal pressure in shunting operation with up to 500 kN longitudinal pressure in the 150 m S and full bends and 250 m full bends and in the running goods implementation according to UIC 518 up to track arches with a small radius of 250 m.
Directional joints are particularly a means of improving derailment behavior under longitudinal forces. We recommend the standardized UIC - directional joint according to UIC - MB 523, in which the ratio between horizontal and vertical stabilization is approx. 1.6 and uniformly dimensioned rolling curves and coupling rod lengths are provided.
The disadvantage of the above-mentioned directional joint, especially for the end cars of the units with a transition from side buffers to coupling rod coupling, is that the directional joint performance is low and that a further positive influence on the derailment behavior of the vehicles in the UIC regulations only in the choice of a progressive axle suspension, the increase in the torsion constant of the undercarriage and the dead weight of the car is provided. A positive influence on the running quality requires additional damping devices in the drives themselves.
There is no provision for a dependency and variation of the directional joint parameters themselves, for example on the carriage length.
The disadvantages are heavy, complex and expensive vehicles with economically not optimal loading parameters, which do not do justice to a necessary dead load / payload ratio of eg 1: 4. The object of the invention is to provide a high-performance directional joint for coupling rods of freight wagon units, which has a significant increase in the horizontal and vertical directional joint effect and a positive impact on running quality in the small track curve of R = 250 m and one on the respective wagon parameters, in particular the axle / pivot spacing optimally coordinated version with low car weight as well as manufacturing and maintenance costs.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungswesentlich ist, dass die Kuppelstangen der Endwagen der Güterwageneinheit und mindestens des jeweils folgenden Mittelwagens der Güterwageneinheit, an mindestens einem Wagenende ein Hochleistungsrichtgelenk besitzt mit einer rechteckigen Richtgelenkplatte, die den Kuppelstangenschaft insbesondere in der Richtgelenkbreite um ein vielfaches überragt und dabei im Vergleich zu dem international standardisierten Richtgelenk der UIC in Abhängigkeit zu den Achs-/Drehzapfenabständen der Untergestelle der Wagen in Breite und Höhe vergrößerte Richtgelenkplatten aufweisen, welche ca. die im Anspruch genannten Abmessungsbedingungen bei Zugrundelegung einer einheitlichen niedrigen Eigenmasse, im Bereich der Niedriggewichtsgrenze von 2achsigen/4achsigen Güterwagen erfüllen. Durch die in der richtigen Relation zu den Wagenlängenparametern vergrößerten horizontalen und vertikalen Richtgelenkhebel wird eine optimierte Richtgelenkleistungsvergrößerung für die unterschiedlichsten Wagenlängen erreicht.
Das Leistungsverhältnis von vertikaler Stabilisation zur horizontalen Stabilisation vergrößert sich von 1:1,6 beim UIC-Gelenk auf bis zu maximal 1:5,3. Die Abrollkurve für die vertikale Stabilisation ist in Form einer Kugelkalotte an der Seite der Richtgelenkplatte vorgesehen. Der Abrollradius Rv ist so gewählt, dass bei Absenkung eines Wagens infolge einer ca. 90%igen Maximallast zu einem leeren Nachbarwagen der Kraftübertragungspunkt zwischen Richtgelenkplatte und Stützlager sich bereits kurz vor dem oberen/unteren Rand der Richtgelenkplatte befindet, wobei der leere Wagen mit einer achskraftvergrößernden vertikalen Kuppelstangenkomponente belegt wird und durch die vertikale Verspannung über den um ein Vielfaches vergrößerten Richtgelenkhebeln auch eine positive Laufruhe-Beeinflussung erfährt.The object is achieved by the features of claim 1.
It is essential to the invention that the coupling rods of the end wagons of the freight wagon unit and at least the following middle wagon of the freight wagon unit, at least on one end of the wagon, have a high-performance directional joint with a rectangular directional joint plate, which projects many times over the coupling rod shaft, in particular in the directional joint width, and in comparison with that internationally standardized The directional joint of the UIC, depending on the axle / pivot spacing of the underframes of the wagons, has enlarged directional joint plates in width and height, which approximately meet the dimensional conditions specified in the claim based on a uniform low dead weight, in the range of the low weight limit of 2-axle / 4-axle freight cars. Due to the increased horizontal and vertical directional link levers in the correct relation to the carriage length parameters, an optimized extension joint performance is achieved for the most varied carriage lengths.
The performance ratio of vertical stabilization to horizontal stabilization increases from 1: 1.6 for the UIC joint to a maximum of 1: 5.3. The rolling curve for vertical stabilization is provided in the form of a spherical cap on the side of the directional joint plate. The rolling radius Rv is selected so that when a wagon is lowered due to an approx. 90% maximum load to an empty neighboring wagon, the force transmission point between the articulation plate and the support bearing is already shortly before the upper / lower edge of the articulation plate, the empty wagon with an axially increasing force vertical coupling rod component is occupied and due to the vertical tension on the articulated levers that have been enlarged many times, it also has a positive influence on smooth running.

Das Stützlager besitzt an der der Richtgelenkplatte zugewandten Seite zur horizontalen Stabilisation eine vertikale und zylindermantelförmige Richtgelenkkontur, wobei auch vorgesehen ist, dass auf einer senkrechten und eben ausgeführten Anlagefläche des Stützlagers nur im jeweiligen seitlichen Endbereich Konturleisten, deren Höhen dem Abrollradius RH entsprechen, angeordnet sind. Dabei ist vorgesehen, dass bei den bahnseitig vorgeschriebenen Gleiskrümmungskriterien mit R = 150 m für Rangiergeschwindigkeiten und für R = 250 m im Rangier- und Vollbahnbetrieb der horizontale Abrollradius RH so ausgelegt ist, dass der Kraftübertragungspunkt zwischen Richtgelenkplatte und Stützlager, auch zur Verbesserung des Laufgüteverhaltens nach UIC 518 dieser leichten Wagen im Gleisbogen mit kleinem Radius von R = 250 m entsprechend der vorgenannten UTC, bereits vor dem Erreichen des 250 m Gleisbogens zur Anlage kommt. Dadurch wird ein zusätzlicher Effekt, insbesondere durch die nunmehr stark vergrößerten Richtgelenkhebelarme für die Entgleisungssicherheit und die Laufgüte der Wagen erzielt. The support bearing has a vertical and cylindrical jacket-shaped directional joint contour on the side facing the directional joint plate for horizontal stabilization, it also being provided that contour strips, the heights of which correspond to the rolling radius RH, are arranged on a vertical and level bearing surface of the support bearing only in the respective lateral end region. It is envisaged that with the rail curvature criteria stipulated on the railway side with R = 150 m for shunting speeds and for R = 250 m in shunting and full-track operation, the horizontal rolling radius R H is designed so that the force transmission point between the articulated joint plate and the support bearing also improves the running quality behavior according to UIC 518, these light wagons come into contact with the track with a small radius of R = 250 m in accordance with the aforementioned UTC, before the 250 m track is reached. This has an additional effect, in particular through the now greatly enlarged articulated lever arms for derailment safety and the running quality of the wagons.

Vorgesehene Drehsicherungen zwischen Richtplatte und Stützlager sorgen dafür, dass auch bei extremen vertikalen und horizontalen Ausschlägen der Kuppelstangen die erwarteten Rückstellmomente wirksam werden können.Provided rotation locks between the leveling plate and support bearing ensure that even with extreme vertical and horizontal deflections of the coupling rods the expected restoring moments can take effect.

Die Erfindung sichert durch ihre vorgeschlagene individuelle Auslegung des Gelenkpunktes in Form angepasster Richtgelenkhebel und optimierter getrennter vertikaler und horizontaler Abrollkurven einen hohen Richt- und Stabilisierungseffekt für ein verbessertes Entgleisungs- und Laufgüteverhalten.The invention ensures through its proposed individual design of the hinge point in the form of adjusted articulated lever and optimized separate vertical and horizontal rolling curves have a high straightening and stabilizing effect for one improved derailment and running quality behavior.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1
eine Draufsicht einer mindestens 3 teiligen aus 2achsigen Wagen gebildeten Einheit
Fig. 2
Ansicht wie Fig. 1, jedoch gebildet aus 4achsigen Endwagen und 2achs. Mittelwagen
Fig. 3
eine Draufsicht auf das Hochleistungsrichtgelenk
Fig. 4
einen Schnitt A nach Fig. 3
Fig. 5
eine Draufsicht auf ein Hochleistungsrichtgelenk
Fig. 6
einen Schnitt B nach Fig. 3
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
The drawings show in
Fig. 1
a plan view of an at least 3-part unit formed from 2-axle wagons
Fig. 2
View as Fig. 1, but formed from 4axle end cars and 2axle. Mittelwagen
Fig. 3
a top view of the high-performance directional joint
Fig. 4
a section A of FIG. 3rd
Fig. 5
a top view of a high performance directional joint
Fig. 6
a section B of FIG. 3rd

Die Figuren 1 und 2 zeigen die Anordnung der Kuppelstangen 3 mit Richtgelenk 15 zwischen den Kupplungsträgern 1 jeweils im Vorbaubereich des Untergestells in 2achsigen und gemischten Einheiten mit Endwagen 13 als 4achsiger Wagen und Mittelwagen 14 als 2achsige Wagen ausgeführt. Vorgesehen sind auch Einheiten, die aus 4achsigen End- und Mittelwagen bestehen.
Die Längsdruckkräfte FLx werden im Rangierbetrieb über die Seitenpuffer der Endwagen und die Kuppelstangen 3 durch die Wageneinheit durchgeleitet.FIGS. 1 and 2 show the arrangement of the coupling rods 3 with a directional joint 15 between the coupling supports 1, in each case in the front area of the underframe in 2-axle and mixed units with end cars 13 as 4-axle cars and intermediate cars 14 as 2-axle cars. Units are also planned that consist of 4-axle end and middle cars.
The longitudinal compressive forces F Lx are passed through the trolley unit through the side buffers of the end cars and the coupling rods 3.

Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen das Richtgelenk als Draufsicht und als Seitenansicht. Die Kuppelstange 3 besitzt dabei an ihren Enden eine vergrößerte rechteckige Richtgelenkplatte 4, die den Schaft der Kuppelstange 3 erfindungsgemäß, insbesondere in der Richtgelenkbreite WRB um ein Vielfaches überragt. Die Kuppelstangenenden sind mit ihren Richtgelenkplatten 4 mit den Stützlagerplatten 2 und Federvorspannung über eine Endzugstange 17 und Federelemente 9 befestigt. Die Stützlagerplatte 3 ist in ihrer Höhe WRH mindestens so groß wie die Richtgelenkplatte 4 und überragt sie in der Länge auf Grund der notwendigen Befestigung an den Kupplungsträgern 1 des Untergestells.Figures 3, 4 and 5 show the directional joint as a top view and a side view. The coupling rod 3 has an enlarged at its ends rectangular directional joint plate 4, which the shaft of the coupling rod 3 according to the invention, especially in the directional joint width WRB many times over surmounted. The coupling rod ends are with their directional joint plates 4 with the Support bearing plates 2 and spring preload via an end pull rod 17 and Spring elements 9 attached. The support bearing plate 3 is at least WRH in height as large as the directional joint plate 4 and protrudes in length due to the necessary attachment to the coupling supports 1 of the underframe.

Gemäß Figur 6 sind an der Stützlagerplatte 2 Drehsicherungen 10 für die Richtgelenkplatte 4 vorhanden. Damit wird auch bei extremen Auslagerungen des Kraftübertragungspunktes 11 zwischen Richtgelenkplatte 4 und Stützlagerplatte 2 eine stabile Wirksamkeit gesichert. Das Richtgelenk 15 ist mit separaten horizontalen und vertikalen Abrollkurven RH und Rv ausgeführt.According to FIG. 6, there are twist locks 10 for the directional joint plate 4 on the support bearing plate 2. This ensures stable effectiveness even in the case of extreme outsourcing of the force transmission point 11 between the articulation plate 4 and the support bearing plate 2. The directional joint 15 is designed with separate horizontal and vertical rolling curves R H and Rv.

Die Figuren 3,4 und 5 zeigen die Richtgelenkplatte 4 ausgeführt mit einer Kugelkalotte 7 mit dem Abrollradius Rv, der allein für die Vertikalstabilisierung des Wagens ausgelegt ist.
Die Stützlagerplatte 2 ist hier konkav ausgeführt und zwar als zylinder- und mantelförmige Richtgelenkkontur 8 mit dem Radius RH und ist verantwortlich für die Horizontalstabilisierung des Wagens.
Aus Vereinfachungsgründen ist es gemäß Figur 5 auch vorgesehen, anstelle der Zylindermantelform 8 nur an den seitlichen Enden der ebenen und vertikalen Stützlagerplatte 2 Konturleisten 16 anzuordnen, deren Höhen dem Radius RH folgen. Es ist möglich, je Seite mehrere Konturleisten 16 auszuführen. Ergeben sich bei einer geringen Längendifferenz zwischen Rv und RH nur Endkonturleisten 16 mit einer sehr geringen Höhe, so ist in einem vertretbaren Toleranzbereich mit einer ebenen Stützlagerplatte 2 zu arbeiten. Es ist generell auch denkbar, die Anordnung der Abrollflächen für die Vertikal- und Horizontalstabilisierung zwischen den Teilen in umgekehrter Weise anzuordnen.FIGS. 3, 4 and 5 show the directional joint plate 4 designed with a spherical cap 7 with the rolling radius Rv, which is designed solely for the vertical stabilization of the car.
The support bearing plate 2 is concave here, namely as a cylindrical and jacket-shaped directional joint contour 8 with the radius R H and is responsible for the horizontal stabilization of the car.
For reasons of simplification, it is also provided according to FIG. 5, instead of the cylindrical jacket shape 8, only to arrange contour strips 16 at the lateral ends of the flat and vertical support bearing plate 2, the heights of which follow the radius R H. It is possible to design several contour strips 16 on each side. If there are only end contour strips 16 with a very small height in the case of a small length difference between Rv and R H , then a level support bearing plate 2 must be used within an acceptable tolerance range. It is generally also conceivable to arrange the arrangement of the rolling surfaces for the vertical and horizontal stabilization between the parts in the opposite way.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Größe der Richtgelenkplatten und damit die Länge der veritkalen und horizontalen Richtgelenkhebelarme in Auswertung praxisnaher Erkenntnisse bei den genannten Wagen der Güterwageneinheiten in Abhängigkeit des Achs-/Drehzapfenabstandes 2a unter Zugrundelegung einer durchschnittlichen Niedriggewichtsgrenze (bei 2achsigen Wagen zwischen 9 und 12 t und bei 4achsigen Wagen zwischen 14 und 17 t) der betreffenden Güterwagen auszuführen.According to the invention, the size of the directional joint plates and thus the length of the vertical and horizontal directional lever arms in Evaluation of practical knowledge in the wagons of the freight wagon units mentioned depending on the distance between the axles / pivots 2a on the basis an average low-weight limit (for 2-axle cars between 9 and 12 t and in the case of 4-axle wagons between 14 and 17 t) to execute the relevant freight wagon.

Richtwerte werden im Patentanspruchsteil vorgeschlagen.Guide values are proposed in the claims section.

So soll z.B. ein 2achsiger Endwagen 12 mit 10 m Achsstand 2a und die folgenden Mittelwagen 14 Richtgelenkplatten besitzen, die eine bis zu 3 mal so große Länge und eine bis zu 2 mal so große Höhe haben gegenüber denen des UIC-Standardrichtgelenkes.Ein 4achs. Wagen mit 13 m Drehzapfenabstand 2a soll etwa eine Richtgelenkplatte 4 erhalten, die ebenfalls eine bis zu 3fache Länge der des UIC-Richtgelenkes besitzt und vorteilhaft eine bis zu 2fach so große Höhe hat. Das Verhältnis zwischen der Horizontalstabilisation und der vertikalen Stabilisation ist gemäß den Erkenntnissen von 1:1,6 beim UIC-Gelenk auf bis zu 1:5,3 individuell anzupassen.
Bei Realisierung der vorstehenden groben Vorgaben wird ein allseitig wirkendes Richtgelenk mit hoher Effektivität zur Erzielung der Entgleisungssicherheit mit extrem leichten Güterwagen erreicht.For example, a 2-axle end car 12 with a 10 m wheelbase 2a and the following middle cars should have 14 articulation plates that are up to 3 times as long and up to 2 times as high as those of the UIC standard articulation. Carriages with a 13 m pivot distance 2a should be given a directional joint plate 4, which also has a length up to 3 times that of the UIC directional joint and advantageously has a height up to 2 times as large. The relationship between horizontal stabilization and vertical stabilization can be individually adjusted up to 1: 5.3 according to the findings from 1: 1.6 for the UIC joint.
With the implementation of the above rough specifications, an all-round directional joint with high effectiveness to achieve derailment safety is achieved with extremely light freight wagons.

Durch die erfindungsgemäße zusätzlich vorgeschlagene spezielle Wahl der Größe der Abrollradien Rv und RH und die damit festgelegten Stellen der Kraftüberleitungspunkte 11 im Richtgelenk 15 und damit der vorhandenen großen Hebelarme und der Verspannmomente in der jeweils kritischen Laufsituation, werden frühzeitig zusätzliche radkraftvergrößernde Komponenten und Entlastungskomponenten der Hy - Kräfte zwischen Rad und Schiene an leeren Wagen erzeugt und gleichzeitig Verspannmomente, die zu einer Laufgüteverbesserung gemäß UIC 518, speziell in kleinen Gleisradien von R = 250 m führen.Due to the additionally proposed special choice according to the invention of the size of the rolling radii Rv and R H and the locations of the force transmission points 11 in the directional joint 15 and thus the existing large lever arms and the bracing moments in the critical running situation, additional wheel force-increasing components and relief components of the Hy become early on - Forces between wheel and rail on empty wagons are generated and at the same time bracing torques which lead to an improvement in running quality in accordance with UIC 518, especially in small track radii of R = 250 m.

Letzteres wird speziell dadurch erzeugt, dass bereits bei einem Gleisradiuns von R = 250 m der Krafteinleitungspunkt 11 des Richtgelenkes 15 sich am äußersten seitlichen Ende der Richtgelenkplatten befinden. Die horizontale Verspannung über den vergrößerten horizontalen Richtgelenkhebel führt zu einer vergrößerten horizontalen Dämpfung der Wagen der Einheiten und zur Erfüllung der Laufgüteforderungen der leichtgewichtigen Einheit auch in den ungünstigen kleinen Gleisbögen.The latter is generated especially by the fact that already at a track radius from R = 250 m the force introduction point 11 of the directional joint 15 on extreme lateral end of the directional joint plates. The horizontal Tension leads over the enlarged horizontal articulated lever for an increased horizontal damping of the carriages of the units and to meet the running quality requirements of the lightweight unit also in the unfavorable small track arches.

Da sich, resultierend aus der Einleitung der Längsdruckkraft FLx an den Endwagen über die Seitenpuffer und Abnahme über den Kuppelstangenanlenkpunkt auf Grund des verbesserten Richtgelenkes mit den verbreiterten Richtgelenkplatten auch Hy-Kräfte auf die Nachfolgewagen fortsetzen und das neue Richtgelenk auch eine Verbesserung der Laufgüte verursacht, wird vorgeschlagen, das Richtgelenk auch durchgehend in allen Mittelwagen zu verwenden. Since, as a result of the introduction of the longitudinal compressive force F Lx on the end car via the side buffers and removal via the coupling rod articulation point, due to the improved directional joint with the widened directional joint plates, hy forces also continue on the successor cars and the new directional joint also improves the running quality, it is proposed that the directional joint be used continuously in all intermediate cars.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

11
Kupplungsträgercoupling support
22
StützlagerplatteSupport bearing plate
33
Kuppelstangecoupling rod
44
RichtgelenkplatteDirectional-link plate
55
Richtgelenkradius RHDirectional joint radius RH
66
Richtgelenkradius RVDirectional joint radius RV
77
RichtgelenkkalotteRichtgelenkkalotte
88th
Zylindermantelförmige RichtgelenkkonturCylinder jacket-shaped directional joint contour
99
Federelementspring element
1010
Drehsicherung (für die Richtgelenkplatte)Anti-rotation lock (for the directional joint plate)
1111
Kraftüberleitungspunkt (im Richtgelenk)Force transfer point (in the directional joint)
1212
2achsiger Endwagen2-axle end car
1313
4achsiger Endwagen4-axle end car
1414
MittelwagenMittelwagen
1515
Richtgelenkdirectional coupling
1616
Konturleistecontour strip
1717
EndzugstangeEndzugstange
FLxFLx
LängsdruckkraftLongitudinal compressive force
WRBWRB
Wirksame RichtgelenkbreiteEffective joint width
WRHWRH
Wirksame RichtgelenkhöheEffective joint height
2a2a
Achs-/DrehzapfenabstandAxis / bogie centers

Claims (2)

Hochleistungsrichtgelenk für über Kuppelstangen verbundene, leicht und wirtschaftlich ausgeführte, aus zweiachsigen und /oder Drehgestellgüterwagen zusammengefügte zwei oder mehrteilige Eisenbahngüterwagen-Einheiten
dadurch gekennzeichnet daß die Kuppelstangen (3) der Endwagen (12,13) und mindestens der jeweils folgenden
Mittelwagen (14) an mindestens einem Wagenende mit Richtgelenken (15) versehen sind, deren rechteckige Richtgelenkplatten (4) den Kuppelstangenschaft, insbesonders in der Richtgelenkbreite (WRB) um ein vielfaches überragen und dabei im Vergleich zu dem international standardisierten Richtgelenk der UIC in Abhängigkeit zu den Achs-/Drehzapfenabständen (2a) des Untergestells der Wagen in Breite und Höhe vergrößerte Richtgelenkplatten (4) aufweisen, welche ca. folgende nachstehend genannten Abmessungsbedingungen bei Zugrundelegung einer einheitlichen niedrigen Eigenmasse im Bereich der Niedriggewichtsgrenze von 2 achs./4 achs. Güterwagen erfüllen: a. Vergrößerung der wirksamen Richtgelenkbreite (WRB) Bei 2 achsige Güterwagen
Bei Achsständen (2a) von : 8 m - WRB auf ca. 400 % 9 m - WRB auf ca. 350 % 10 m - WRB auf ca. 300 % Bei 4 achs. Güterwagen
Bei Drehzapfenabständen von: 10 m -WRB auf ca. 400 % 11 m - WRB auf ca. 350 % 12 m - WRB auf ca. 325 % 13 m - WRB auf ca. 300 % 14 m -WRB auf ca. 250 % b. Vergrößerung der wirksamen Richtgelenkhöhe (WRH)
Für 2-und 4 achsige Wagen
   von 125 % bis ca. 200 %
   abnehmend mit zunehmender
   Kuppelstangenlänge und damit auch eine Steigerung des Leistungsverhältnisses von vertikaler Stabilisation zur horizontalen Stabilisation von 1:1,6 auf bis zu maximal 1:5,3 gegeben ist und daß die Abrollkurve für die vertikale Stabilisierung in Form einer Richtgelenkkalotte (7) mit dem Richtgelenkradius RV (6) an der Seite der Richtgelenkplatte (4) vorgesehen ist, wobei insbesondere bei Wagen mit Kuppelstangenlängen < 3 m der Richtgelenkradius RV (6) so gewählt ist, daß bei Absenkung eines Wagens infolge einer ca. 90 % igen Maximallast zu einem leeren Nachbarwagen der Kraftübertragungspunkt (11) zwischen verbreiterter Richtgelenkplatte (4) und Stützlagerplatte (2) sich bereits kurz vor dem oberen / unteren Rand der Richtgelenkplatte (4) befindet und daß die Stützlagerplatte (2) an der der Richtgelenkplatte (4) zugewandten Seiten zur horizontalen Stabilisation eine vertikale-und zylindermantelförmige Richtgelenkkontur (8) mit einem Richtgelenkradius RH (5) besitzt, wobei auch vorgesehen ist, daß auf einer senkrecht und eben ausgeführten Anlagefläche der Stützlagerplatte (2) nur im jeweiligen seitlichen Endbereich Konturleisten (16), deren Höhen dem Richtgelenkabrollradius RH (5) entsprechen, angeordnet sind, und daß mittels der Drehsicherung (10) auch bei extremen horizontalen und vertikalen Ausschlägen die Rückdrehmomente der Kuppelstangen (3) gesichert werden.High-performance directional joint for two-part and / or multi-part rail freight wagon units, which are connected via coupling rods, are light and economical, and are composed of two-axle and / or bogie freight wagons
characterized in that the coupling rods (3) of the end cars (12, 13) and at least the following ones
Intermediate cars (14) are provided with directional joints (15) on at least one car end, the rectangular directional joint plates (4) of which protrude many times over the coupling rod shaft, particularly in the directional joint width (WRB), and in comparison to the internationally standardized directional joint of the UIC the axle / pivot spacing (2a) of the undercarriage of the wagons have directional joint plates (4) enlarged in width and height, which approximate the following dimensional conditions based on a uniform low dead weight in the range of the low weight limit of 2 axles / 4 axles. Fulfill freight wagons: a. Enlargement of the effective directional joint width (WRB) With 2 axle freight wagons
For wheel bases (2a) of: 8 m - WRB to approx. 400% 9 m - WRB to approx. 350% 10 m - WRB to approx. 300% With 4 axles. Freight wagons
With pivot distances of: 10 m WRR to approx. 400% 11 m - WRB to approx. 350% 12 m - WRB to approx. 325% 13 m - WRB to approx. 300% 14 m WRR to approx. 250% b. Increasing the effective directional joint height (WRH)
For 2 and 4 axle cars
from 125% to approx. 200%
decreasing with increasing
Drawbar length and thus also an increase in the power ratio from vertical stabilization to horizontal stabilization from 1: 1.6 to a maximum of 1: 5.3 and that the rolling curve for vertical stabilization in the form of a directional joint cap (7) with the directional joint radius RV ( 6) is provided on the side of the directional joint plate (4), the directional joint radius RV (6) being selected in particular in the case of cars with coupling rod lengths <3 m so that when a car is lowered due to an approximately 90% maximum load to an empty neighboring car Power transmission point (11) between the widened directional joint plate (4) and the support bearing plate (2) is located just before the upper / lower edge of the directional joint plate (4) and that the support bearing plate (2) on the side facing the directional joint plate (4) for horizontal stabilization has vertical and cylindrical jacket-shaped directional joint contour (8) with a directional joint radius RH (5), it also being provided that Contour strips (16), the heights of which correspond to the radius of the articulated joint RH (5), are arranged on a vertical and level contact surface of the support bearing plate (2), and that by means of the anti-rotation device (10) even with extreme horizontal and vertical deflections the reverse torques of the coupling rods (3) are secured. Hochleistungsrichtgelenk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei den bahnseitig vorgeschriebenen ungünstigsten Gleiskrümmungskriterien mit R=150 m nur bei Rangiergeschwindigkeit und R=250 m im Vollbahnbetrieb, der horizontale Richtgelenkradius RH (5) so ausgelegt ist, daß der Kraftübertragungspunkt (11) zwischen Richtgelenkplatte (4) und Stützlagerplatte (2) auch zur Verbesserung des Laufgüteverhaltens nach UIC 518 dieser leichten Wagen, bereits vor dem Erreichen des 250 m Gleisbogens im Bereich der seitlichen Enden der vergrößerten Richtgelenkplatte (4) zur Anlage kommt.High-performance directional joint according to Claim 1, characterized in that, in the case of the most unfavorable track curvature criteria stipulated by the railway with R = 150 m only at shunting speed and R = 250 m in full-track operation, the horizontal directional joint radius RH (5) is designed such that the force transmission point (11) between the directional joint plate ( 4) and support bearing plate (2) also to improve the running quality behavior according to UIC 518 of these light wagons, before reaching the 250 m track curve in the area of the lateral ends of the enlarged directional joint plate (4).
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