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Die Erfindung handelt von einem Drehgestell für ein Schienenfahrzeug mit einem einen mittigen Durchbruch aufweisenden Pendelträger, an dem Pendelarme eines Neigemechanismus angelenkt sind und pneumatische Federelemente angreifen Ein solches Drehgestell kann mit oder ohne Fahrantrieb ausgeführt sein. Wegen des Neigemechanismus und der für gute Fahreigenschaften erforderlichen mehrfachen Federung kommt es bei der Gestaltung der einzelnen Baugruppen auf höchste Raumökonomie an. Aber auch geringes Gewicht bei ausreichender Steifigkeit und Fertigungsökonomie sind anzustreben
Aus der EP-189 382 A2 ist ein gattungsgemässes Drehgestell bekannt, bei dem ein Pendelträger als im wesentlichen quaderförmiger Kasten mit mittigem Durchbruch ausgebildet und mittels Pendelarmen mit einem weiteren Pendelträger verbunden ist.
Einer der Pendelträger ist in Querrichtung neigbar, der andere ist über Federn mit den Achsträgern verbunden. Der Durchbruch nimmt den Neigeantrieb auf An den beiden Enden des Pendelträgers greifen balgförmige Luftfedem an, die wegen des lastbedingt erheblichen Luftvolumens sehr viel Bauraum beanspruchen. Der Kasten ist relativ schwer und wegen seiner Quaderform und den abwärts ragenden Konsolen für die Anlenkung der Pendelarme nicht belastungsgerecht ausgebildet. Die Einleitung der Stützkräfte bereitet dabei besondere Probleme.
Aus der EP 0526 871 A1 ist ein Drehgestellrahmen bekannt, bei dem zur Erhöhung der Stabilität des Rahmens ohne Gewichtserhöhung wesentliche Teile des Rahmens Hohlräume aufweisen, die überdies zur Aufnahme der Druckluftbehälter genutzt werden können.
Die EP 0471 304 A1 beschreibt ein Neigetechnik-Drehgestell mit zueinander geneigten Wirkungsachsen der transversal angeordneten Federelemente.
Die EP 0 547 010 A1 betrifft ein Drehgestell, welches durch die Anordnung der einzelnen Elemente vielseitig einsetzbar ist Die Druckluftbehälter der Luftfedern sind dabei in Hohlräumen der zylindrischen Verbindung der beiden Rahmenhälften untergebracht
Die US 4 324 187 A beschreibt ein Schienenfahrzeug, bei dem mittels Unterstützungselementen das Rollverhalten verbessert werden soll.
Es ist daher Ziel der Erfindung, den Pendelträger so zu gestalten, dass im gesamten Drehgestell höchste Raumökonomie erreicht wird, wobei er bei möglichst geringem Gewicht und einfacher Fertigung allen Kräften und Belastungen standhält.
Erfindungsgemäss ist dazu der Pendelträger als dicht geschweisster geschlossener Kasten ausgebildet, der einen Druckbehälter bildet, in den beiderseits der Durchbrechung Pendellagerrohre dicht eingeschweisst sind. So kann der Kasten das für die Luftfedern erforderliche Luftvolumen aufnehmen. Die Luftfedem benötigen dann viel weniger Bauraum und können über den Kasten ohne besondere Leitungen verbunden sein. Der an sich schon steife geschlossene Kasten wird durch den Innendruck und die eingeschweissten Pendellagerrohre weiter versteift.
Letztere sorgen zudem für eine einwandfreie Krafteinleitung.
Vorzugsweise wird der Kasten gebildet von : zwei äusseren und zwei inneren sich über die Länge des Kastens erstreckenden Stegblechen, zwei Schottblechen, Druckgurten und Zuggurten, wobei die beiden inneren Stegbleche und die beiden Schottbleche den mittigen Durchbruch begrenzen und die Pendellagerrohre jeweils ein inneres und ein äusseres Stegblech verbinden (Anspruch 2). Durch die so ausgebildeten Stegbleche wird ein sehr hohes Widerstandmoment in Biegerichtung und einfache Fertigung erreicht, der innere Durchbruch bedeutet dadurch keine Schwächung des Pendelträgers mehr. Die Schottbleche und die Pendellagerrohre versteifen die Stegbleche gegen Biegedrillknicken.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Zuggurten jeweils zwischen innerem und äusserem Stegblech angeschweisst und schliessen an die Pendel lagerrohre an (Anspruch 3). So übernehmen sie die Aufhängungskräfte direkt von den Pendellagerrohren, können dem Kraftverlauf entsprechend gebogen sein und die Schweissnaht ist leicht zugänglich, wenn der Druckgurt zuletzt geschweisst wird. Sie gestatten es nebstbei, die Stegbleche für weitere Erhöhung der Steifigkeit fischbauchförmig auszubilden
Zur weiteren Verringerung des Gewichtes ist es günstig, die beiden inneren Stegbleche dort, wo sie nicht die Durchbrechung bilden, mit Ausschnitten zu versehen (Anspruch 4). Ausserdem wird dadurch der Luftraum vor und hinter dem Durchbruch mit dem zwischen den inneren und äusseren Stegblechen verbunden.
Eine weitere Vergrösserung des Luftraumes, Erhöhung der Steifigkeit und Führung des Pendelträgers in Querrichtung wird dadurch erreicht, dass an den äusseren Stegblechen Fuhrungskästen dicht angeschweisst sind, die Druckräume begrenzen, die durch Löcher in den äusseren Stegblechen mit dem Inneren des Kastens in Verbindung stehen (Anspruch 5).
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In Weiterbildung der Erfindung kann in dem Pendellagerrohr ein Lagerbolzen für den
Pendelarm mittels zweier Zylinderrollenlager gelagert sein, wobei der Pendelarm geschlossene
Augen aufweist, mit denen er auf den Lagerbolzen zwischen den beiden Zylinderrollenlagern aufgefädelt ist (Anspruch 6). Dadurch wird das Pendellagerrohr symmetrisch und gleichmassig belastet. Der Einsatz der Zylinderrollenlager bringt besonders hohe Tragfähigkeit und Schonung der Lagerbolzen, die bei den üblichen Gleitlagerungen und aus Lamellen zusammengesetzten
Pendelarmen sehr verschleissanfällig sind.
Die Montage wird besonders einfach, wenn das
Pendellagerrohr einen Umfangsschlitz für den Durchtritt eines Pendelarmes auf weist (Anspruch
7)
Eine weitere Verbesserung der Lagerung des Pendelarmes erreicht man dadurch, dass die
Aussenringe der Zylinderrollenlager Nuten aufweisen, in die O-Ringe eingelegt sind (Anspruch 8)
Derartige Lager sind Normteile, wobei die Nuten für die Aufnahme von Sicherungsringen bestimmt sind Durch Einlegen von O-Ringen wird eine Abdichtung des Schmierraumes und eine
Erleichterung der Montage erreicht, vor allem wenn weiters die Aussenringe der Zylinderrollenlager im Pendellagerrohr mit Schiebesitz montiert sind (Anspruch 9). Weiters dienen die O-Ringe als
Verdrehhemmung, eine eigene Verdrehsicherung ist dann wegen der begrenzten Neigebewegung nicht mehr nötig.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen eines Ausführungsbeispieles beschrieben und erläutert. Es stellen dar :
Fig 1. Den erfindungsgemässen Pendelträger im Zusammenwirken mit den Pendelarmen und der Traverse zur Aufnahme eines Wagenkastens, in Fahrtrichtung teils in Ansicht,
Fig.2 : Den erfindungsgemässen Pendelträger in Seitenansicht,
Fig.3 : Den erfindungsgemässen Pendelträger in Draufsicht, und
Fig.4 : Detailschnitt nach IV-IV in Fig. 3, vergrössert.
In Fig. 1 ist ein Pendelträger mit 1 und eine Traverse mit 2 bezeichnet Der Pendelträger 1 stützt sich über Luftfedem 3 auf den nur mehr angedeuteten Längsträgem eines Drehgestell- rahmens ab. Am Pendelträger 1 sind obere Pendellager 4 vorgesehen, in denen Pendelarme 5 schwenkbar gelagert sind, deren anderes Ende in unteren Pendellagern 6 der Traverse 2 gelagert ist. Durch das so gebildete Gelenkviereck ist die mit dem nicht dargestellten Wagenkasten verbundene Traverse 2 neigbar In Fig. 1 ist die Traverse teilweise abgerissen, sodass auf der rechten Bildseite der Pendelträger 1 ganz sichtbar ist.
In den Figuren 2 und 3 ist der Pendelträger 1 alleine abgebildet. Er weist eine in Draufsicht (Fig. 3) erkennbare rechteckige Durchbrechung 10 für die Unterbringung des Neigeantriebes auf.
Er bildet um die Durchbrechung 10 herum einen dicht geschweissten geschlossenen Kasten, der aus den folgenden Blechen zusammengeschweisst ist : ein inneres Stegblech 11 und ein äusseres Stegblech 12 verlaufen über die gesamte Länge des Pendelträgers 1. Den eingetragenen Kräften entsprechend ist deren
Umriss fischbauchförmig. Ein erstes Schottblech 13 und ein zweites Schottblech 14 verbinden die beiden inneren Stegbleche 11 und bilden so gemeinsam mit diesen die Durchbrechung 10. Die Schottbleche 13,14 sind gebogen, sie verlaufen zuerst senkrecht und in ihrem unteren Teil angenähert horizontal. Auf der Oberseite sind Druckgurten 15 mit den Stegblechen 11,12 und den Schottblechen 13,14 verschweisst. Die Druckgurten 15 können mehrere aneinander stossende Bleche oder ein einziges Blech mit mittiger Durchbrechung 10 sein.
Jeweils zwischen innerem und äusserem Stegblech 11,12 sind zwei Pendel lagerrohre 19 eingeschweisst, die die oberen Pendellager 4 aufnehmen. Weiters sind zwischen inneren und äusseren Stegblechen 11,12 Zuggurten eingeschweisst, und zwar ein erster Zuggurt 16, der von aussen bis an das Pendellagerrohr 19 herangeführt und mit diesem verschweisst ist, ein zweiter Zuggurt 17 der von einem Pendellagerrohr 19 zuerst abwärts, dann horizontal und dann wieder aufwärts zum anderen Pendellagerrohr 19 geführt und mit diesem verschweisst ist, und einem dritten Zuggurt 18 der von dem anderen Pendellagerrohr 19 weiter nach aussen führt. Mit 20 ist die Schweissnaht bezeichnet, mit der der Zuggurt 16 mit dem Pendellagerrohr 19 verbunden ist.
Die anderen Zuggurten 17,18 sind auf dieselbe Weise mit dem Pendellagerrohr 19 verschweisst Es ist zu erkennen, dass diese von unten bzw., wenn die Druckgurten erst nachher aufgeschweisst werden, auch von oben gut zugänglich und prüf bar ist.
Weitere Bauteile des Pendelträgers 1 sind äussere Führungsteile 21, schwertförmige Konsolen 22 für den Angriff des nicht dargestellten Neigeantriebes, Auf standsplatten 23 für die Luftfedem 3 mit einem nicht eingezeichneten Loch zu deren Verbindung mit dem Inneren des einen Druckbehälter bildenden Kastens 1, und zwei Führungskästen 25. Je ein solcher ist an jeder Seite
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am äusseren Stegblech dicht angeschweisst und bildet somit einen weiteren Druckraum, der über je mindestens ein Loch 26 mit dem Druckraum im Inneren des Pendelträgers in Verbindung steht.
Die inneren Stegbleche 11 weisen dort, wo sie nicht mehr die Durchbrechung 10 begrenzen, Ausschnitte 24 auf, zur Gewichtsverringerung und um die Räume zwischen den inneren und äusseren Stegblechen 11,12 mit dem Raum zwischen den inneren Stegblechen 11 strömungsmässig zu verbinden.
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch das obere Pendellager 4. Im Pendellagerrohr 19 ist ein Lagerbolzen 30 mittels vollrolliger Rollenlager gelagert Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein inneres Rollenlager 31 und ein äusseres Rollenlager 32 vorgesehen, beide sind beispielsweise Doppelrollenlager bekannter Bauweise. Weiters ist das Pendellagerrohr 19 mit einer Umfangsnut 33 versehen, die unten in einen aus dem Rohr herausführenden Schlitz 34 übergeht. Durch diesen Schlitz ist der aus mehreren miteinander verbundenen Lamellen bestehende Pendelarm 5 aus dem Pendellagerrohr 19 herausgeführt
Die Lager 31,32 weisen Umfangsnuten 35 auf, die normalerweise für die Aufnahme von Sicherungsringen verwendet werden.
Hier aber nehmen sie O-Ringe 36 auf, die die im wesentlichen von den Schmierbohrungen 37 und deren Umgebung gebildeten Räume abdichten Darüber hinaus bewirken sie eine ausreichende Verdrehsicherung der Lageraussenringe gegenüber dem Pendellagerrohr 19, wenn diese mit Schiebesitz eingepasst sind. Schliesslich ist noch eine innere Scheibe 38 und ein Lagerbolzen 30 mit einem Bund 39 vorgesehen, die mittels eines Gewindebolzens 40 zusammengespannt werden. Auf diese Weise ist der Pendelarm 5 zwischen den Innenringen des inneren und des äusseren Rollenlagers 31,32 festgeklemmt. Da er in der Umfangsnut 33 und im Schlitz 34 seitlich geführt ist, ist eine achsiale Festlegung des Lager- bolzens 30 nicht erforderlich.
Diese Anordnung ist sauber und verschleissarm und ermöglicht nebstbei eine einfache Montage : nach Einlegen der Innenscheibe 38 wird zuerst das innere Rollenlager 31 in das Pendellagerrohr 19 eingesetzt, sodann wird der Pendelarm 5 durch den Schlitz 34 hineingesteckt und in der Folge der Lagerbolzen 30 eingeführt. Dann erst wird das äussere Rollenlager 32 eingesetzt und mittels der Aussenscheibe 39 festgespannt. Diese Montage wird durch die Passung Schiebesitz zwischen den Aussenringen der Rollenlager 31,32 und dem Pendellagerrohr wesentlich erleichtert.
Patentansprüche:
1. Drehgestell für ein Schienenfahrzeug mit einem einen mittigen Durchbruch aufweisenden
Pendelträger, an dem Pendelarme eines Neigemechanismus angelenkt sind und pneumatische Federelemente angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelträger (1) als dicht geschweisster geschlossener Kasten ausgebildet ist, der einen Druckbehälter bildet,in den beiderseits der Durchbrechung (10) Pendel lagerrohre (19) dicht eingeschweisst sind.
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The invention relates to a bogie for a rail vehicle with a pendulum support having a central opening, to which pendulum arms of a tilting mechanism are articulated and engage pneumatic spring elements. Such a bogie can be designed with or without a travel drive. Because of the tilting mechanism and the multiple suspension required for good driving properties, the design of the individual assemblies requires maximum space economy. However, low weight with sufficient rigidity and manufacturing economy are also desirable
From EP-189 382 A2 a generic bogie is known in which a pendulum support is designed as an essentially cuboid box with a central opening and is connected to another pendulum support by means of pendulum arms.
One of the pendulum brackets can be tilted in the transverse direction, the other is connected to the axle brackets by springs. The breakthrough takes up the tilt drive. Bellows-shaped air springs attack at both ends of the pendulum support and take up a lot of installation space due to the considerable air volume due to the load. The box is relatively heavy and because of its cuboid shape and the downwardly projecting brackets for the articulation of the pendulum arms, it is not designed to withstand loads. The introduction of the support forces creates special problems.
From EP 0526 871 A1 a bogie frame is known in which, to increase the stability of the frame without increasing the weight, essential parts of the frame have cavities which can also be used to hold the compressed air containers.
EP 0471 304 A1 describes a tilting technology bogie with mutually inclined axes of action of the transversely arranged spring elements.
EP 0 547 010 A1 relates to a bogie which can be used in a variety of ways due to the arrangement of the individual elements. The compressed air containers of the air springs are accommodated in cavities in the cylindrical connection of the two frame halves
No. 4,324,187 A describes a rail vehicle in which the rolling behavior is to be improved by means of support elements.
It is therefore the aim of the invention to design the pendulum support in such a way that maximum space economy is achieved in the entire bogie, it withstands all forces and loads with the lowest possible weight and simple manufacture.
According to the invention, the pendulum support is designed as a tightly welded closed box, which forms a pressure vessel in which pendulum bearing tubes are welded tight on both sides of the opening. So the box can hold the air volume required for the air springs. The air springs then require much less space and can be connected via the box without special cables. The already stiff closed box is further stiffened by the internal pressure and the welded-in self-aligning bearing tubes.
The latter also ensure perfect force transmission.
The box is preferably formed by: two outer and two inner web plates extending over the length of the box, two bulkhead plates, pressure belts and tension belts, the two inner web plates and the two bulkhead plates delimiting the central opening and the self-aligning bearing tubes each having an inner and an outer one Connect the web plate (claim 2). The web plates designed in this way achieve a very high section modulus in the bending direction and simple manufacture; the internal opening means that the pendulum support is no longer weakened. The bulkhead plates and the self-aligning bearing tubes stiffen the web plates against bending twist.
In a particularly advantageous embodiment of the invention, the tension belts are welded between the inner and outer web plates and connect to the pendulum bearing tubes (claim 3). In this way, they take over the suspension forces directly from the self-aligning bearing tubes, they can be bent according to the force curve and the weld seam is easily accessible when the pressure belt is welded last. In addition, they allow the web plates to be fish-bell-shaped to further increase the rigidity
To further reduce the weight, it is advantageous to provide the two inner web plates with cutouts where they do not form the opening (claim 4). In addition, the air space in front of and behind the opening is connected to that between the inner and outer web plates.
A further enlargement of the air space, increasing the rigidity and guiding the pendulum support in the transverse direction is achieved in that guide boxes are welded tightly to the outer web plates, which limit the pressure spaces that are connected to the interior of the box through holes in the outer web plates (claim 5).
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In a development of the invention, a bearing pin for the
Pendulum arm can be mounted by means of two cylindrical roller bearings, the pendulum arm being closed
Has eyes with which it is threaded onto the bearing pin between the two cylindrical roller bearings (claim 6). As a result, the pendulum bearing tube is loaded symmetrically and evenly. The use of cylindrical roller bearings brings a particularly high load-bearing capacity and is gentle on the bearing bolts that are used in the usual plain bearings and made up of lamellas
Pendulum arms are very prone to wear.
Installation becomes particularly easy if that
Pendulum bearing tube has a circumferential slot for the passage of a pendulum arm (claim
7)
A further improvement in the mounting of the pendulum arm is achieved by the
Outer rings of the cylindrical roller bearings have grooves in which O-rings are inserted (claim 8)
Such bearings are standard parts, the grooves being intended for receiving circlips. By inserting O-rings, a seal of the lubrication chamber and a
Ease of assembly is achieved, especially if the outer rings of the cylindrical roller bearings are mounted in the self-aligning bearing tube with a sliding seat (claim 9). The O-rings also serve as
Anti-rotation, a separate anti-rotation device is then no longer necessary due to the limited tilt movement.
The invention is described and explained below with the aid of illustrations of an exemplary embodiment. They represent:
1. The pendulum carrier according to the invention in cooperation with the pendulum arms and the crossbar for receiving a car body, partly in view in the direction of travel,
Fig. 2: The pendulum support according to the invention in side view,
Fig.3: The pendulum support according to the invention in plan view, and
Fig. 4: Detail section according to IV-IV in Fig. 3, enlarged.
1 shows a pendulum support with 1 and a crossbeam with 2. The pendulum support 1 is supported via air springs 3 on the only indicated longitudinal beams of a bogie frame. Upper pendulum bearings 4 are provided on the pendulum support 1, in which pendulum arms 5 are pivotally mounted, the other end of which is supported in lower pendulum bearings 6 of the cross member 2. The crossbar 2 connected to the car body, which is not shown, can be tilted by the joint quadrilateral thus formed.
In Figures 2 and 3, the pendulum support 1 is shown alone. It has a rectangular opening 10 recognizable in plan view (FIG. 3) for accommodating the tilt drive.
It forms a tightly welded closed box around the opening 10, which is welded together from the following sheets: an inner web plate 11 and an outer web plate 12 run over the entire length of the pendulum support 1
Outline fish-bellied. A first partition plate 13 and a second partition plate 14 connect the two inner web plates 11 and thus form the opening 10 together with them. The partition plates 13, 14 are curved, they first run vertically and in their lower part approximately horizontally. Pressure belts 15 are welded to the web plates 11, 12 and the bulkhead plates 13, 14 on the upper side. The pressure belts 15 can be a plurality of abutting plates or a single plate with a central opening 10.
In each case between the inner and outer web plate 11, 12, two pendulum bearing tubes 19 are welded in, which accommodate the upper pendulum bearings 4. Furthermore, tension straps are welded between the inner and outer web plates 11, namely a first tension strap 16, which leads from the outside to the pendulum bearing tube 19 and is welded to it, a second tension strap 17 which is first downward from a pendulum bearing tube 19, then horizontally and then again led upwards to the other pendulum bearing tube 19 and welded to it, and a third tension belt 18 which leads further outwards from the other pendulum bearing tube 19. The weld seam with which the tension belt 16 is connected to the self-aligning bearing tube 19 is designated by 20.
The other tension belts 17, 18 are welded to the pendulum bearing tube 19 in the same way. It can be seen that these are easily accessible and testable from below or, if the pressure belts are only welded on afterwards, from above.
Other components of the pendulum support 1 are outer guide parts 21, sword-shaped brackets 22 for attacking the tilt drive, not shown, on base plates 23 for the air springs 3 with a hole (not shown) for connecting them to the inside of the box 1 forming a pressure vessel, and two guide boxes 25 There is one on each side
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welded tightly to the outer web plate and thus forms a further pressure chamber, which is connected via at least one hole 26 to the pressure chamber in the interior of the pendulum support.
Where they no longer limit the opening 10, the inner web plates 11 have cutouts 24 to reduce weight and to connect the spaces between the inner and outer web plates 11, 12 with the space between the inner web plates 11 in terms of flow.
FIG. 4 shows a section through the upper self-aligning bearing 4. In the self-aligning bearing tube 19, a bearing pin 30 is supported by means of full complement roller bearings. In the exemplary embodiment shown, an inner roller bearing 31 and an outer roller bearing 32 are provided, both of which are, for example, double roller bearings of known construction. Furthermore, the self-aligning bearing tube 19 is provided with a circumferential groove 33 which merges into a slot 34 leading out of the tube at the bottom. Through this slot, the pendulum arm 5 consisting of a plurality of interconnected slats is led out of the pendulum bearing tube 19
The bearings 31, 32 have circumferential grooves 35, which are normally used for receiving circlips.
Here, however, they take up O-rings 36, which essentially seal the spaces formed by the lubrication bores 37 and their surroundings. In addition, they provide sufficient anti-rotation protection of the bearing outer rings with respect to the self-aligning bearing tube 19 when they are fitted with a sliding fit. Finally, an inner disc 38 and a bearing pin 30 with a collar 39 are provided, which are clamped together by means of a threaded bolt 40. In this way, the pendulum arm 5 is clamped between the inner rings of the inner and outer roller bearings 31, 32. Since it is guided laterally in the circumferential groove 33 and in the slot 34, it is not necessary to fix the bearing bolt 30 axially.
This arrangement is clean and low-wear and, in addition to being easy to assemble: after inserting the inner disk 38, the inner roller bearing 31 is first inserted into the self-aligning bearing tube 19, then the self-aligning arm 5 is inserted through the slot 34 and subsequently the bearing pin 30 is inserted. Only then is the outer roller bearing 32 inserted and clamped by means of the outer disk 39. This assembly is made considerably easier by the fit of the sliding fit between the outer rings of the roller bearings 31, 32 and the self-aligning bearing tube.
Claims:
1. Bogie for a rail vehicle with a central breakthrough
Pendulum support on which pendulum arms of a tilt mechanism are articulated and attack pneumatic spring elements, characterized in that the pendulum support (1) is designed as a tightly welded closed box, which forms a pressure vessel, in which the pendulum bearing tubes (19) on both sides of the opening (10) are sealed are welded in.