AT394980B - Four-axis bogie for rail vehicles - Google Patents

Description

AT 394 980 BAT 394 980 B

DieErfindung betrifft ein vierachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge, bei welchem die Achsen an den Enden der Querträger eines H-förmigen, torsionsweichen Drehgestellrahmens in einer lotrechten Ebene schwenkbar gelagert sind, wobei jeweils ein Ende der vier Achsen damit federnd geführt ist.The invention relates to a four-axle bogie for rail vehicles, in which the axles at the ends of the cross members of an H-shaped, torsionally soft bogie frame are pivotally mounted in a vertical plane, one end of each of the four axles being resiliently guided therewith.

Derzeit verwendete vierachsige Drehgestelle weisen eine Lagerung von je zwei Achsen in zwei H-Rahmen auf, S die zueinander längsstarr, vertikal zur Gleisebene aber verschieblich verbunden sind, wie etwa in der DE-OS 19 30 290beschrieben, oder eine beispielsweise in der DE-OS 2919 635 beschriebene Lagerung von je zwei Achsen in Seitenwangen derart, daß die Seitenwangen jeweils mittels eines eine allseitig bewegliche Einstellung ermöglichenden Auflagers mit den Achslagern der Achsen verbunden sind und daß der Hauptrahmen auf den Seitenwangen über Federelemente abgestützt ist, die außer einem Federweg in senkrechter Richtung eine begrenzte Verdrehung 10 jeder Seitenwange um eine in der Längsmitte der Seitenwange liegenden Drehachse sowie eine begrenzte Bewegung in Längs- und Querrichtung sowie im Winkel hierzu ermöglichen. Hier ist für jedes Radsatzpaar ein doppelarmiger Hebel vorgesehen, wodurch die Schwingungen des einen Radsatzes auf den mit ihm durch den Hebel gekoppelten zweiten Radsatz übertragen werden. Dadurch ist esbei diesem Radsatzpaar nicht möglich, das Quersteifigkeitsverhalten dereinzelnenRadsätze unabhängig vomanderenRadsatz des Radsatzpaares durchzuführen und bessereEinstellbarkeit 15 der Radsätze beim Kurvenfahren zu erreichen.Four-axle bogies currently used have a bearing of two axles each in two H-frames, S which are longitudinally rigid to one another, but are displaceably connected to one another vertically to the track level, as described, for example, in DE-OS 19 30 290, or one, for example, in DE-OS 2919 635 described storage of two axles in side cheeks such that the side cheeks are each connected to the axle bearings of the axles by means of a support that enables a movement that can be moved on all sides, and that the main frame is supported on the side cheeks by spring elements, which apart from a spring travel in the vertical direction allow a limited rotation 10 of each side cheek about an axis of rotation lying in the longitudinal center of the side cheek and a limited movement in the longitudinal and transverse directions and at an angle thereto. A double-armed lever is provided for each pair of wheelsets, whereby the vibrations of one wheel set are transmitted to the second wheel set coupled to it by the lever. As a result, it is not possible for this pair of wheelsets to perform the lateral stiffness behavior of the individual wheelsets independently of the other wheelset of the pair of wheelsets and to achieve better adjustability 15 of the wheelsets when cornering.

Außerdem gibt es noch eine Bauart, die zwei Achsen in jeweils zwei H-Rahmen gelagert vorsieht, die zu einem gemeinsamen Hauptlängsträger als Gesamtes verdrehbar sind.There is also a design that provides two axles, each supported in two H-frames, which can be rotated as a whole to form a common main side member.

Die erstgenannte Konstruktion verursacht wegen der insgesamt starren Anordnung der Achsen und der H-Rahmen große seitliche Anlaufkräfte für die jeweils am Ende des Drehgestells angeordneten Achsen und verlangt 20 wegen der erforderlichen Kurvengängigkeit bisher unterschiedlich ausgebildete Spurkränze an den Radsätzen. Die zweitgenannte Konstruktion vermeidet zwar große Anlaufkräfte an einzelnen Achsen, verursacht jedoch ebenfalls hohen Verschleiß durch den, von der nur angenäherten Radialstellung der Achsen im Bogen bewirkten Anschnittwinkel des Radsatzes gegenüber der Fahrkante.The first-mentioned construction causes large lateral starting forces for the axles arranged at the end of the bogie because of the overall rigid arrangement of the axles and the H-frame and requires 20 differently designed wheel flanges on the wheel sets due to the required cornering. The second-mentioned construction avoids high starting forces on individual axles, but also causes high wear due to the lead angle of the wheel set relative to the driving edge caused by the only approximate radial position of the axles in the arc.

Die in vertikaler Richtung konstruktiv bedingte Starrheit des allseitig beweglichen Auflagers zwischen 25 Achslager und Seitenwange vergrößert die Gefahr von Lagerschäden und seine Folgen, da vertikale Stöße aus demThe rigidity of the support, which is movable in all directions, between the 25 axle bearing and the side cheek increases the risk of bearing damage and its consequences, as vertical shocks from the

Gleis ungefedert bis zur Hauptfeder in der Längsmitte der Seitenwange geleitet werden.Track unsprung to the main spring in the middle of the side wall.

Die drittgenannte Konstruktion bedingt einerseits bei kurzen Abständen der Einzeldrehgestelle aufwendige Maßnahmen zur Stabilisierung des Fahrzeuglaufes bei höheren Geschwindigkeiten und anderseits eine gewichtsintensive vielteilige Bauweise zur Erzielung einer statisch bestimmten Lasteintragung. 30 Anderseits sind zur schwenkbaren Lagerung von Achsen an Rahmenträgem Schwingern oder Lenker bekannt. So beschreibt etwa dieEP-A2190 751 Fahrgestelle, bei welchen eine Achse an zwei parallelen, unabhängig voneinander beweglichen Lenkern befestigt ist Die DE-OS 3618 308 zeigt eine einarmige Radführungsschiene für Einzelradfahrwerke. Auch die AT-PS 368 962 und die AT-PS 256165 zeigen ähnliche Schwingenanordnungen für vierachsige Drehgestelle, wobei jedoch die Federung von der Achsführung getrennt ist. 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber bestehenden Bauarten eine wesentliche Vereinfachung desThe third-mentioned construction requires complex measures to stabilize the running of the vehicle at higher speeds on the one hand at short distances between the individual bogies and on the other hand a weight-intensive, multi-part construction to achieve a statically determined load transfer. 30 On the other hand, oscillators or handlebars are known for the pivotable mounting of axles on frame supports. For example, EP-A2190 751 describes chassis in which one axle is attached to two parallel, independently movable links. DE-OS 3618 308 shows a single-arm wheel guide rail for single wheel chassis. AT-PS 368 962 and AT-PS 256165 also show similar rocker arrangements for four-axle bogies, although the suspension is separate from the axle guide. 35 The invention has for its object, a significant simplification of the existing types

Drehgestellrahmens zu erzielen und die Bodengängigkeit des Fahrzeuges zu verbessern. Durch die besondere Ausbildung des Rahmens soll auch bei Federbruch die Unfallgefahr wesentlich herabgesetzt werden.To achieve bogie frame and improve the ground clearance of the vehicle. The special design of the frame should significantly reduce the risk of accidents even if the spring breaks.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Drehgestell der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Hauptlängsträger an den Enden der Querträger zu beiden Seiten je einer in der Fahrtrichtung gelegenen 40 lotrechten Ebene schwenkbar gelagert ist und je ein Ende der vier Achsen lagertThe object is achieved in a bogie of the type mentioned in that according to the invention the main longitudinal beam at the ends of the crossmember is pivotally mounted on both sides of a vertical plane in the direction of travel and one end of the four axles

Weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Drehgestells dargestellt sind. Es zeigenFig.leineSeitenansichteinesvierachsigen Drehgestells, wobei die linke Hälfte (A) und die rechte Hälfte (B) zwei verschiedene Varianten darstellen, Fig. 2 eine Draufsicht der Variante (A), wobei nur ein Teil des Drehgestells dargestellt ist und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 45 (III-III) der Fig. 2.Further features of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, in which two exemplary embodiments of the bogie according to the invention are shown. FIG. 1 shows a side view of a four-axle bogie, the left half (A) and the right half (B) representing two different variants, FIG. 2 shows a plan view of variant (A), only a part of the bogie being shown, and FIG. 3 shows a section along line 45 (III-III) of FIG. 2.

Mit(l)ist ein in derDraufsichtH-förmiger, torsionsweicher Hauptlängstxäger bezeichnet, dessen Mittelsteg (1A) in der Wagenlängsmittelachse (X) gelegen ist, während die beiden quer dazu gelegenen Stege (1B) an ihren beiden Enden zu beiden Seiten über je eine Schwinge (2) eine Außenachse (12) bzw. eine Innenachse (13) drehbar lagern. Jede der Schwingen (2) ist über einen Bolzen (16) zwischen zwei Laschen (17,18) am Ende des Querträgers (1B) 50 gelagert Zweckmäßig ist der Abstand zwischen den Lagern der beiden am jeweiligen Quersteg (1B) vorgesehenenWith (l) is a top view H-shaped, torsionally soft main longitudinal beam, the middle web (1A) of which is located in the longitudinal axis of the wagon (X), while the two transverse webs (1B) at both ends on each side via a rocker arm (2) rotatably mount an outer axis (12) or an inner axis (13). Each of the rockers (2) is supported by a bolt (16) between two brackets (17, 18) at the end of the crossmember (1B) 50. The distance between the bearings of the two on the respective crosspiece (1B) is expediently provided

Lagerungen der Schwingungen (21) möglichst klein. Die Schwinge (2) der Außenachsen (12) ist am Drehpfannen-Längsträger (1) außen in einem radial harten Gummielement (10) und innen an einem radial weichen Gummielement (11) gelagert, und jede der Schwingen der Innenachsen (13) ist in zwei radial harten Gummielementen in lotrechter Ebene schwenkbar gelagert Durch die Lagerung der Schwingen (2) in einem radial harten (10) und einem radial 55 weichen Gummielement (11) (Sphäroblock) ist eine begrenzte Verdrehung der Schwinge um eine lotrechte Achse beim Einwirken von Querkräften (Führungskräften) möglich. Dadurch werden Stoßspitzen in Querrichtung abgebaut und die Führungskräfte im Bogen niedrig gehalten. Durch die unterschiedliche radiale Härte der -2-Bearing of the vibrations (21) as small as possible. The rocker arm (2) of the outer axles (12) is mounted on the rotary pan side member (1) on the outside in a radially hard rubber element (10) and on the inside on a radially soft rubber element (11), and each of the rockers of the inner axles (13) is in two radially hard rubber elements pivotally mounted in the vertical plane Due to the bearing of the rockers (2) in a radially hard (10) and a radially soft 55 rubber element (11) (spherical block), the rocker arm is limitedly rotated about a vertical axis when transverse forces are applied (Managers) possible. In this way, transient peaks are reduced and the managers are kept low in the bow. Due to the different radial hardness of the -2-

Claims (3)

AT 394 980 B Gummielemente der Außenachsen (12) und der Innenachsen (13) ist die Querfederung beim äußeren Radsatz eine weichere als die Querfederung beim inneren Radsatz. Dadurch ist es möglich, die Radialeinstellung der Achsen im Bogen sowieeinegezielteQuerverschiebungder Achsen unter Stoßeinfluß zuzulassen unddamitdieBogengängigkeit des Drehgestelles zu erhöhen und gleichzeitig die Stabilität auch bei hohen Geschwindigkeiten zu sichern. 5 Die Achsen (12) und (13) sind in der Schwinge (2) über einen Adapter (14) mit Kugelfläche gelagert. Zwischen Schwinge (2) und dem Quersteg (1B) ist eine Feder (3) bzw. (7) eingespannt, wobei bei der Variante (A) diese Feder vorteilhafterweise als geschichtete Blattfeder (3) ausgebildet ist, die an ihren äußeren Enden über Schaken (4) am jeweiligen Adapter (14) eingehängt ist und die sich am Quersteg (1B) mit dem Federbund (15) über eine sphärische Walzfläche (8) abstützt. Dadurch wird ein vollständiger Lastausgleich bei gleichzeitig sehr geringer 10 Verwindungssteifigkeit zwischen den Achsen (12) und (13) erzielt. Der Lastausgleich zwischen den Achsgruppen erfolgt über den verwindungsweichen H-förmigen Träger (1). Ausgenommen Adapter, anteilige Schwingermasse und Radsatzmasse ist das Fahrzeug vollständig abgefedert. Bei der Variante (B) ist die Feder (7) als Gummielement ausgebildet, das sich über den Ausgleichshebel (19) am Quersteg (1B) über eine sphärische Walzfläche (20) abstützt. Dadurch ergeben sich bezüglich des Lastausgleiches 15 die gleichen Resultate wie bei Variante (A). Als Federelement (7) können Gummischeiben oder -kegel oder -rollfedem verwendet werden, wobei durch die Übersetzung eine weiche Federung erzielt wird. Der Mittelsteg (1A) weist in seiner Längsmitte eine VIC-Drehpfanne (9) auf, die die Last des Wagenkastens in seiner Längsmitte aufnimmt. Zur Wankabstützung des Fahrzeuges ist in der Verlängerung der Federn (3) bzw. (7) 20 zwischen den beiden Querstegen (1B) des Drehpfannen-Längsträgers (1) ein Träger (5) vorgesehen, in welchem in seiner Längsmitte ein VIC-Gleitstück (6) federnd gelagert ist, auf welches sich der Wagenkasten seitlich äbstützt, wodurch sein Wanken begrenzt wird. Der Träger (5) endet in den Querstegen (1B) des H-förmigen Drehpfannen-Längsträgers (1) und ist in einer Art Nische oder in anderer Form verbindungsweich angeschlossen. 25 Am Gleitstück (6) ruht nur die infolge Fliehkraftüberschuß oder Wanken in diesen Trägem einfließende Last sowie ein konstanter Anteil unabhängig von der Zuladung, der durch die Federkraft bestimmt wird. Die erfindungsgemäße Konstruktion hat den Vorteil, daß es bei Fedefbmch zu keiner Unfallgefahr kommt, da bloß die Federung aussetzt, ohne daß sich eine Achse selbständig machen kann. Ein besonderer Effekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß jedes Rad für sich allein einstellen kann und 30 in der Geradeausführung alle Räder miteinander geführt sind. Durch das geringe Ausmaß der unabgefederten Masse verringern sich auch die vertikalen Stöße gegenüber bekannten Ausführungsformen. 35 PATENTANSPRÜCHE 40 1. Vierachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge, bei welchem die Achsen an den Enden der Querträger eines H-förmigen, torsions weichen Drehgestellrahmens in einer lotrechten Ebene sch wenkbar gelagert sind, wobei jeweils ein Ende der vier Achsen damit federnd geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptlängsträger (1) an den Enden der Querträger (1B) zu beiden Seiten je eine Schwinge (2) trägt, welche in an sich bekannter Weise in einer 45 in der Fahrtrichtung gelegenen lotrechten Ebene schwenkbar gelagert ist und je ein Ende der vier Achsen (12,13) lagert.AT 394 980 B rubber elements of the outer axles (12) and the inner axles (13), the transverse suspension on the outer wheelset is softer than the transverse suspension on the inner wheelset. This makes it possible to allow the radial adjustment of the axles in the bend as well as a targeted transverse displacement of the axles under the influence of impact and thereby increase the bendability of the bogie and at the same time ensure stability even at high speeds. 5 The axes (12) and (13) are mounted in the rocker arm (2) via an adapter (14) with a spherical surface. A spring (3) or (7) is clamped between the rocker (2) and the crossbar (1B), whereby in the variant (A) this spring is advantageously designed as a layered leaf spring (3), which is connected at its outer ends by means of hooks (4) is attached to the respective adapter (14) and is supported on the crosspiece (1B) with the spring collar (15) via a spherical rolling surface (8). This achieves a complete load balance with a very low torsional stiffness between the axes (12) and (13). The load balancing between the axle groups takes place via the torsionally soft H-shaped beam (1). With the exception of adapters, proportional vibrator mass and wheel set mass, the vehicle is fully cushioned. In variant (B), the spring (7) is designed as a rubber element, which is supported by the compensating lever (19) on the crossbar (1B) via a spherical rolling surface (20). This results in the same results with regard to load balancing 15 as in variant (A). Rubber disks or cones or roller springs can be used as the spring element (7), a soft suspension being achieved by the translation. The central web (1A) has a VIC rotary pan (9) in its longitudinal center, which receives the load of the car body in its longitudinal center. To support the vehicle from rolling, a support (5) is provided in the extension of the springs (3) or (7) 20 between the two crossbars (1B) of the rotary pan side member (1), in which a VIC slider ( 6) is resiliently supported, on which the body supports itself laterally, thereby limiting its swaying. The carrier (5) ends in the crossbars (1B) of the H-shaped rotating pan side member (1) and is connected in a type of niche or in another form in a connection-soft manner. 25 The slide (6) rests only on the load flowing into this support due to excess centrifugal force or swaying, as well as a constant proportion independent of the load, which is determined by the spring force. The construction according to the invention has the advantage that there is no risk of accidents with Fedefbmch, since only the suspension interrupts without an axis being able to become independent. A special effect of the present invention lies in the fact that each wheel can be adjusted on its own and in the straight version all the wheels are guided together. The small amount of unsprung mass also reduces the vertical shocks compared to known embodiments. 35 PATENT CLAIMS 40 1. Four-axle bogie for rail vehicles, in which the axles at the ends of the cross members of an H-shaped, torsionally soft bogie frame are pivotally mounted in a vertical plane, with one end of the four axles being spring-loaded, characterized that the main longitudinal member (1) at the ends of the cross member (1B) carries on each side a rocker (2) which is pivotally mounted in a manner known per se in a vertical plane 45 in the direction of travel and one end of the four Axes (12,13) supports. 2. Drehgestell nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querfederung beim äußeren Radsatz eine weichere ist als die Querfederung beim inneren Radsatz. 502. Bogie according spoke 1, characterized in that the transverse suspension in the outer wheelset is softer than the transverse suspension in the inner wheelset. 50 3. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schwinge (2) mit dem Quersteg (1B) des Hauptlängsträgers (1) über eine geschichtete Blattfeder (3) verbunden ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -3- 553. Bogie according to claim 1, characterized in that each rocker (2) with the crossbar (1B) of the main side member (1) via a layered leaf spring (3) is connected. Including 2 sheets of drawings -3- 55