WO1994022702A1 - Pendelstütze mit federndem stützkörper und zusatz- und notfeder - Google Patents
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- F16F9/56—Means for adjusting the length of, or for locking, the spring or damper, e.g. at the end of the stroke
Definitions
- the invention relates to a pendulum support
- Pendulum supports are used for the parallel displacement of
- pendulum supports consist of elongated bodies whose
- the ends have curved surfaces or spherical surfaces and are mostly supported on flat pressure surfaces.
- Pendulum supports are used guides, one surface of a cycloid curve and the other of one
- Circular cylinder is formed.
- Pendulum supports are known in which the support body is not rigid, but is formed by two sleeves which can be telescoped into one another, a helical spring transmitting the support force from one part of the support to the other. Examples are shown in DE 810 333 and 833 745.
- the pendulum supports can be designed so that restoring forces occur which always lead the car body back into the central position.
- the size of the restoring forces can be varied so that a transverse vibration frequency that is favorable for the vehicle running can be achieved.
- Additional springs are known which are used in the main spring, e.g. Air spring, or are arranged around or next to the main spring.
- the invention has for its object to develop a solution in which the effort required for the production of the resilient pendulum support is reduced, the lateral forces occurring during pivoting out and the corresponding wear are limited to a minimum, and in which the additional spring also after its insertion has no influence on the transverse swinging of the car body.
- the object is achieved in that one end of the spring-loaded pendulum support, specially designed, is arranged in a support body with defined guide surfaces, while the other end is fastened to the piston of a hydraulic cylinder via an axial joint bearing, and in that a pendulum support with a resilient support body is attached to the piston an additional spring, expediently a disc spring column, is arranged, against which the piston starts after a certain distance of the resilient support body, whereby the vertical spring constant of the car body suspension increases and an excessive roll angle is avoided or against which the piston due to pressure loss in the cylinder as a result e.g. Line break presses so that the additional spring acts as an emergency spring, in both cases that from the body mass
- a cylinder 7 is fastened to the upper component 9 of the rail vehicle, in which a piston 6 is guided, which forms a piston chamber 8, which is connected to a pressure accumulator 14, and in which there is oil under pressure.
- the end 4 of the support 1 of the pendulum support is fastened to the piston 6 via a joint 5.
- the other end 2 of the support 1 has an end surface 15, which, spherically shaped, is supported on the surface 11 of the component 10 fastened to the lower component 3 and its outer surface 12, which is divided by circular segments with different radii, the puncture points of which
- REPLACEMENT LEAF Surface 11 lie in the central position of the support 1, is generated, so it can still be supported without jamming at the practically occurring pivoting angles.
- the surface 11 can also be made spherical, while the end surface 15 of the end 2 of the support 1 is flat, or the counter surface 13 on the component 10 can be a rotating surface with two or more circular curves, while the outer surface 12 is straight, circular cylindrical surface is formed.
- a pin 1 b projecting into the piston space 8 of the cylinder 7 is arranged above the piston 6 of the support 1 on the cylinder 7, above which a disc spring column 17 is located.
- the hydraulic oil located in the piston chamber 8 acts in conjunction with the pressure accumulator 14 as an elastic medium and thus cushions the component 9 to which the cylinder 7 is fastened relative to the component 3.
- the supporting force is directed via the piston 6 into the joint 5 and from there into the support 1 and thus into the component 3.
- the support 1 swings out and the end 2 of the support 1 rolls on the surface 11, the lateral surface 12 being free from jamming on the counter surface 13
- REPLACEMENT LEAF slides along and thus prevents a transverse movement of the support 1.
- the plate spring column 17 arranged above the piston 6 of the support 1 with a resilient cylinder 7, which is seated at the bottom on a pin 16, the lower end of which protrudes into the piston chamber 8 and against which the piston presses after passing through a certain path, the plate spring column 17 is compressed, causes the force originating from the body mass to be guided via the joint 5 in the piston 6 into the support 2, which enables the transverse swinging of the body unaffected by the action of the plate spring column 17.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pendelstütze an Schienenfahrzeugen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu erarbeiten, bei der der für die Herstellung der federnden Pendelstütze erforderliche Aufwand gesenkt wird und die beim Ausschwenken auftretenden Querkräfte und der entsprechende Verschleiss auf ein Minimum begrenzt werden. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Ende der gefederten Pendelstütze, speziell gestaltet, in einem Auflagekörper mit definierten Führungsflächen (13) angeordnet wird, während das andere Ende über ein Axialgelenklager (15) am Kolben (6) eines Hydraulikzylinders (7) befestigt ist. Ausserdem wird oberhalb der Pendelstütze eine Tellerfedersäule (17) vorgesehen.
Description
B e s c h r e i b u n g
Pendelstütze mit federndem Stützkörper und Zusatz- und Notfeder
Die Erfindung betrifft eine Pendelstütze an
Schienenfahrzeugen.
Pendelstützen werden zur parallelen Verschiebung von
Bauteilen an Schienenfahrzeugen verwendet.
Diese Pendelstützen bestehen aus länglichen Körpern, deren
Enden gewölbte Flächen oder Kugelflächen besitzen und die sich zumeist auf ebenen Druckflächen abstützen.
Zur Verhinderung einer seitlichen Verschiebung der
Pendelstützen werden Führungen verwendet,deren eine Fläche von einer zykloidischen Kurve und die ander von einem
Kreiszylinder gebildet wird.
Es sind Pendelstützen bekannt, bei denen der Stützkörper nicht starr ist, sondern von zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Hülsen gebildet wird, wobei eine Schraubenfeder die Stützkraft von einem Teil der Stütze auf den anderen überträgt. Beispiele zeigen die DE 810 333 und 833 745.
ERSATZBLATT
Die Pendelstützen können so ausgelegt werden, daß Rückstellkräfte auftreten, die den Wagenkasten immer wieder in die Mittellage zurückführen. Die Größe der Rückstellkräfte läßt sich variieren, so daß eine für den Fahrzeuglauf günstige Querschwingfreguenz erreicht werden kann.
Um bei schneller Bogenfahrt einen zu großen Wankwinkel zu vermeiden oder bei Ausfall der Federung Radentlastungen zu verhindern, sind Zusatzfedern erforderlich, die nach einem bestimmten Federweg der Hauptfederung einsetzen und die Gesamtfederung steifer machen bzw. bei Ausfall der Hauptfederung die Abfederung des Wagenkastens allein übernehmen.
Die bekannten Lösungen haben den Nachteil, daß die zykloidische Kurve für die eine seitliche Führungsfläche in der Fertigung teuer ist und daß bei federnden Pendelstützen zusätzliche Führungselemente zur Aufnahme von Querkräften erforderlich sind, die verschleißbehaftet sind und deshalb geschmiert werden müssen, wobei hinzukommt, daß auch die Seitenführungsflächen gewisse Querkräfte aufzunehmen haben, wenn infolge der Teleskopführung die beiden Kalotten nicht mehr denselben Mittelpunkt haben, sobald die Stütze aus der Mittellage schwenkt.
Es sind Zusatzfedern bekannt, die in der Hauptfeder, z.B. Luftfeder, oder um die bzw. neben der Hauptfeder angeordnet sind.
ERSATZBLATT
Diesen Zusatzfedern haftet der Mangel an, daß sie bei ihrer Wirkung das Querschwingen des Wagenkastens stark behindern und damit die Laufgute horizontal quer verschlechtern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu erarbeiten, bei der der für die Herstellung der federnden Pendelstütze erforderliche Aufwand gesenkt wird, die beim Ausschwenken auftretenden Querkräfte und der entsprechende Verschleiß auf ein Minimum begrenzt werden, und bei der die Zusatzfeder auch nach ihrem Einsetzen keinen Einfluß auf das Querschwingen des Wagenkastens ausübt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Ende der gefederten Pendelstütze, speziell gestaltet, in einem Auflagekörper mit definierten Führungsflächen angordnet wird, während das andere Ende über ein Axialgelenklager am Kolben eines Hydraulikzylinders befestigt ist, und daß über dem Kolben einer Pendelstütze mit federndem Stützkörper eine Zusatzfeder, zweckmäßigerweise eine Tellerfedersäule, angeordnet ist, gegen die der Kolben nach Durchlaufen eines bestimmten Weges des federnden Stützkörpers anläuft, wodurch sich die vertikale Federkonstante der Wagenkastenabfederung erhöht und ein zu großer Wankwinkel vermieden wird bzw.gegen die der Kolben bei Druckverlust im Zylinder infolge z.B. Leitungεbruches drückt, so .daß die Zusatzfeder als Notfeder wirkt, wobei in beiden Fällen die aus der Wagenkastenmasse
ERSATZBLATT
wirkende Kraft über das Gelenk im Kolben der Pendelstütze in diese eingeleitet wird, wodurch das Querschwingen des Wagenkastens unbeeinflußt bleibt.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Es zeigt:
Figur 1 : Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung
Figur 2 : Erfindungsgemäße Lösung mit Zusatz- und Notfeder
Es ergibt sich folgende Anordnung:
An dem oberen Bauteil 9 des Schienenfahrzeuges ist ein Zylinder 7 befestigt, in dem ein Kolben 6 geführt wird, der einen Kolbenraum 8 bildet, welcher mit einem Druckspeicher 14 in Verbindung steht, und in dem sich unter Druck stehendes Öl befindet.
Am Kolben 6 ist über ein Gelenk 5 das Ende 4 der Stütze 1 der Pendelstütze befestigt.
Das andere Ende 2 der Stütze 1 weist eine Endfläche 15 auf, die sich, kugelförmig gestaltet, auf der Fläche 11 des am unteren Bauteil 3 befestigten Bauteiles 10 abstützt und dessen Mantelfläche 12, die durch Kreissegmente mit unterschiedlichen Radien, deren Einstichpunkte auf der
ERSATZBLATT
Fläche 11 bei der Mittelstellung der Stütze 1 liegen, erzeugt wird, sich also bei den praktisch vorkommenden Ausschwenkwinkeln noch einwandfrei klemmungsfrei abstützen kann.
Alternativ kann auch die Fläche 11 kugelförmig gestaltet werden, während die Endfläche 15 des Endes 2 der Stütze 1 eben gestaltet ist, oder es kann die Gegenfläche 13 am Bauteil 10 eine Rotationsfläche mit zwei oder mehr kreisförmigen Kurven sein, während die Mantelfläche 12 als gerade, kreiszylindrische Fläche ausgebildet ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird über dem Kolben 6 der Stütze 1 am Zylinder 7 ein in den Kolbenraum 8 des Zylinders 7 ragender Zapfen lβ angordnet, über dem sich eine Tellerfedersäule 17 befindet.
Es zeigt sich folgende Funktion:
Das im Kolbenraum 8 befindliche Hydrauliköl wirkt in Verbindung mit dem Druckspeicher 14 als elastisches Medium und federt damit das Bauteil 9 , an dem der Zylinder 7 befestigt ist, gegenüber dem Bauteil 3 ab. Die Stützkraft wird dabei über den Kolben 6 in das Gelenk 5 und von diesem in die Stütze 1 und damit in das Bauteil 3 geleitet. Bei Querbewegungen des Bauteiles 9 schwenkt die Stütze 1 aus und das Ende 2 der Stütze 1 rollt auf der Fläche 11 ab, wobei die Mantelfläche 12 klemmungfrei an der Gegenfläche 13
ERSATZBLATT
entlanggleitet und damit eine Querbewegung der Stütze 1 verhindert.
Da der Radius der Endfläche 15, kugelförmig gestaltet, größer ist als der Abstand des Gelenkes 5 von der Fläche 11, ergibt sich bei Querbewegungen des Bauteiles 9 ein rückstellendes Moment, das infolge des konstanten Abstandes des Gelenkes 5 von der Fläche 11 unabhängig vom Federweg des Bauteiles 9 ist.
Die über dem Kolben 6 der Stütze 1 mit federndem Zylinder 7 angeordnete Tellerfedersäule 17, die unten auf einem Zapfen 16 aufsitzt, dessen unteres Ende in den Kolbenrau-m 8 ragt und gegen das der Kolben nach Durchlaufen eines bestimmten Weges drückt, wobei die Tellerfedersäule 17 zusammengedrückt wird, bewirkt, daß die aus der Wagenkastenmasse herrührende Kraft über das Gelenk 5 im Kolben 6 in die Stütze 2 geleitet wird, die das, durch das Wirken der Tellerfedersäule 17 unbeeinflußte Querschwingen des Wagenkastens ermöglicht.
ERSATZBLATT
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
1 = Stütze
2 = Ende
3 = Bauteil
4 = Ende
5 = Gelenk
6 = Kolben
7 = Zylinder
8 = Kolbenraum
9 = Bauteil
10 = Bauteil
11 = Ebene
12 = Mantelfläche
13 = Gegenfläche
14 = Druckspeicher
15 = Endfläche
16 = Zapfen
17 = Tellerfedersäule
ERSATZBLATT
Claims
1. Pendelstütze mit federndem Stützkörper und Zusatz- und Notfeder, angeordnet an Schienenfahrzeugen zwischen zwei Bauteilen, wobei der Stützkörper aus einem Zylinder (7) mit einem Kolben (6), dessen Kolbenraum (8) mit einem Druckspeicher (14) in Verbindung steht und einer Stütze (1) gebildet wird, gekennzeichnet dadurch, daß das untere Ende (2) der Stütze (1) sich auf einer Fläche (11) des Bauteiles (10) abstützt, wobei die Endfläche (15) des unteren Endes (2) der Stütze (1) und/oder die Fläche (11) als Kugelfläche ausgestaltet ist, während das obere Ende (4) der Stütze (1) über ein Gelenk (5) an dem Kolben (6) des Zylinders (7) befestigt ist und daß die Mantelfläche (12) des unteren Endes (2) der Stütze (1) oder deren Gegenfläche (13) am Bauteil (10) eine Rotationsfläche mit zwei oder mehr kreisförmigen Kurven als Erzeugende ist, während die jeweils andere Mantelfläche (12) oder Gegenfläche (13) als gerade, kreiszylindrische Fläche ausgebildet ist.
ERSATZBLATT
2. Pendelstütze nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Endfläche (15) des unteren Endes (2) der Stütze (1) als Kugelfläche und die Fläche (11) des Bauteiles (10) eben ausgebildet ist, und daß die Mantelfläche (12) des unteren Endes (2) der Stütze (1) eine Rotationsfläche mit zwei oder mehr kreisförmigen Kurven als Erzeugende ist, während die Gegenfläche (13) als gerade, kreiszylindrische Fläche ausgebildet ist.
3. Pendelstütze nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine Tellerfedersäule (17) über dem Kolben (6) der Stütze (1) am Zylinder (7) derart angeordnet ist, daß die Tellerfedersäule (17) unten auf einem Zapfen (16) aufsitzt, dessen unteres Ende in den Kolbenraum (8) des Zylinders (7) ragt .
ERSATZBLATT
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