DE1136729B - Suspension of the car body or the cradle of railway vehicles - Google Patents

Description

Aufhängung des Wagenkastens oder der Wiege von Eisenbahnfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Aufhängung des Wagenkastens oder der Wiege von Eisenbahnfahrzeugen in den Koppelpunkten zweier Viergelenkketten je Abstützeinheit. Infolge dieser Aufhängung wird der Wagenkasten bei der Kurvendurchfahrt derart geneigt, daß die Resultierende aus Schwerkraft und Zentrifugalkraft stets senkrecht oder etwa senkrecht zum Wagenfußboden gerichtet ist. Zweck der Erfindung ist es, auch bei größerer Fahrgeschwindigkeit in der Kurve die Wirkung der Zentrifugalkraft auf den Fahrgast zu verringern, da vom Fahrgast nur die Komponente der Resultierenden, die parallel zur Fußbodenebene wirkt, als unangenehm empfunden wird.Suspension of the car body or the cradle of railway vehicles The invention relates to a suspension of the car body or the cradle of railway vehicles in the coupling points of two four-link chains per support unit. As a result of this suspension the car body is inclined when cornering so that the resultant from gravity and centrifugal force always perpendicular or approximately perpendicular to the floor of the car is directed. The purpose of the invention is, even at higher driving speeds in the curve to reduce the effect of centrifugal force on the passenger, since from the passenger only the component of the resultant that is parallel to the floor plane acts, is perceived as unpleasant.

Bei einer bekannten Ausführung zur Lösung dieser Aufgabe wird der Wagenkasten in zwei Böcken an seinen Enden derart drehbar gelagert, daß die durch die beiden Aufhängepunkte bestimmte Drehachse oberhalb seines Schwerpunktes liegt, so daß sich der Kasten wie ein Pendel einstellt. Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, die eine Neigung des Wagenkastens um eine Längsachse auf hydraulischem Wege erreichen, wobei die Impulsgeber zur Betätigung der Einstellung entweder von einem Steuerpendel oder von der relativen Lage der Räder zum Wagenkasten oder auf andere Weise gesteuert werden. Auch wurde bereits vorgeschlagen, die unterschiedliche Füllung der beiderseitigen Luftfederbälge zur entsprechenden Neigung der Wagenkästen bei der Kurvenfahrt auszunutzen, wobei die Steuerung wieder automatisch und fliehkraftabhängig erfolgt. Diese bekannten Vorrichtungen sind jedoch entweder hinsichtlich Aufwand und Platzbedarf ungünstig, oder sie bedingen eine grundsätzliche Änderung der herkömmlichen Fahrzeuggestaltung, so daß sie sich nicht einzuführen vermochten.In a known embodiment for solving this problem, the Car body in two blocks rotatably mounted at its ends so that the through the axis of rotation of the two suspension points is above its center of gravity, so that the box adjusts itself like a pendulum. Devices are also known which achieve an inclination of the car body about a longitudinal axis by hydraulic means, the pulse generator for actuating the setting either by a control pendulum or controlled by the relative position of the wheels to the car body or in some other way will. It has also already been suggested that the filling be different on both sides Using air bags to incline the car bodies when cornering, whereby the control is again automatic and dependent on centrifugal force. These well-known However, devices are either unfavorable in terms of effort and space requirements, or they require a fundamental change in the conventional vehicle design, so that they could not introduce themselves.

Durch die Erfindung werden Aufhängungen dieser Art vereinfacht und verbilligt bei niedrigem Gewicht und geringem Platzbedarf. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist auch der Einbau der Aufhängung in schon vorhandene Fahrzeuge möglich. Erfindungsgemäß sind die Symmetrieachsen der Koppelkurven um einen Winkel a gegenüber der Senkrechten geneigt und schneiden die vertikale Symmetrieachse des Wagenkastens in einem Punkt. Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform dieses Erfindungsgedankens sind die Koppelpunkte derart an die Viergelenkketten angeschlossen, daß sie zwei vollkommene oder angenäherte Kreisbögen mit gleich großem Radius beschreiben, deren Mittelpunkte entweder mit dem Schnittpunkt der vertikalen Wagenkastensymmetrieachse und der Koppelpunktsymmetrieachse zusammenfallen oder davor- bzw. dahinterliegen. Es liegt dabei im Wesen der Erfindung, die Koppelpunkte so auszubilden, daß sie Kurven gleichbleibendenKrümmungssinnes, aber stetig veränderlicher Krümmung beschreiben. Nach einem weiteren Merkmal sind die Bahnen der Koppelpunkte angenäherte oder exakte gerade Strecken, die auf den zugehörenden Symmetrieachsen exakt oder annähernd senkrecht stehen.The invention simplifies suspensions of this type and Cheaper with low weight and little space requirement. In the inventive It is also possible to install the suspension in existing vehicles. According to the invention, the axes of symmetry of the coupling curves are opposite at an angle α inclined to the vertical and intersect the vertical axis of symmetry of the car body in one point. According to an expedient embodiment of this inventive concept the coupling points are connected to the four-bar chains in such a way that they have two Describe perfect or approximate circular arcs with the same radius, whose Centers either with the intersection of the vertical car body symmetry axis and the coupling point symmetry axis coincide or are in front of or behind. It is in the essence of the invention to train the crosspoints so that they Describe curves with a constant sense of curvature, but continuously changing curvature. According to a further feature, the paths of the crosspoints are approximate or exact straight lines that are exactly or approximately perpendicular to the associated axes of symmetry stand.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung dargestellt: Fig. 1 zeigt die Anordnung der beiden Viergelenkketten im Laufwerkrahmen im Querschnitt; Fig. 2 zeigt die Ausführungsform einer Viergelenkkette.In the drawings is an embodiment of the subject invention shown: Fig. 1 shows the arrangement of the two four-bar chains in the drive frame in cross section; Fig. 2 shows the embodiment of a four-bar chain.

In Fig. 1 stützt sich der Wagenkasten 1 bzw. die Wiege 1 a in den Punkten K, und KZ ab. Die Punkte K, und K2 sind Koppelpunkte zweier untereinander gleicher Viergelenkketten, die je durch die Glieder 2, 3, 3a und 4 sowie die Gelenke Aoi, Ai, B,1, B,. bzw. A02, A2, Ba2, B2 gebildet werden. Das Glied 2 ist dabei beiden Viergelenkketten gemeinsam und identisch mit dem Laufwerkrahmen. Beide Viergelenkketten sind symmetrisch unter dem Winkel a gegenüber der Senkrechten geneigt eingebaut, und die Symmetrieachsen mi und m2 der Bahnkurven der Koppelpunkte K; und K2 schneiden sich im Punkt Ko, der zweckmäßig auf der senkrechten Mittelachse s des Wagenkastens 1 liegt. Die beiden Doppelschwingen 3, 3a sind dabei so ausgebildet, daß die Koppelpunkte K1 und K2 je einen Kreisbogen beschreiben, deren Mittelpunkte Mi auf der jeweiligen Symmetrieachse m,, bzw. m2 liegen, und zwar vor K, oder, wie dargestellt, exakt mit K, zusammenfallend oder über K, hinausgehend. Legt man die Punkte Mi exakt auf Ko, so wird eine reine Kreisbewegung des Wagenkastens 1 um eine Längsachse, die durch K, geht, erreicht.In Fig. 1, the car body 1 or the cradle 1 a is supported in the Points K, and KZ. The points K, and K2 are coupling points of two with each other same four-link chains, each through the links 2, 3, 3a and 4 and the joints Aoi, Ai, B, 1, B ,. or A02, A2, Ba2, B2 are formed. The link 2 is both Four-link chains in common and identical to the running gear frame. Both four-link chains are installed symmetrically at the angle a inclined to the vertical, and the axes of symmetry mi and m2 of the trajectories of the coupling points K; and cut K2 at point Ko, which is expediently on the vertical center axis s of the car body 1 lies. The two double rockers 3, 3a are designed so that the coupling points K1 and K2 each describe a circular arc, the centers of which Mi on the respective Axis of symmetry m ,, or m2 lie, namely in front of K, or, as shown, exactly with K, coinciding with or beyond K, going beyond. If you place the points Mi exactly Ko, so is a pure circular movement of the car body 1 by one Longitudinal axis that goes through K i is reached.

In Fig. 1 ist stark ausgezogen die Mittellage des Wagenkastens 1 dargestellt, während dünn ausgezogen eine ausgelenkte Lage, z. B. unter der Wirkung der Fliehkraft, gezeigt ist.In Fig. 1, the central position of the car body 1 is shown strongly drawn, while thinly drawn out a deflected position, e.g. B. under the effect of centrifugal force, is shown.

Die zur ausgelenkten Lage gehörenden Bezugszeichen sind gegenüber den zur Normallage gehörenden mit Bezugsstrichen versehen, also Al', B1' usw.The reference symbols belonging to the deflected position are opposite those belonging to the normal position are provided with reference lines, i.e. Al ', B1' etc.

In Fig. 2 ist die Ausführungsform einer Viergelenkkette gezeigt. An den Steg bzw. das Rahmenglied 5 des Laufwerkrahmens 2 sind über die Gelenke A" und B, die Schwingen 6 und 7 angeschlossen, die wiederum durch die Koppelstange 8 miteiander verbunden sind, welche mittels Gelenke A und B angeschlossen ist. Mit der Koppelstange 8 ist starr der Koppelpunkt K gekuppelt, welcher die Bahnkurve k beschreibt. Diese ist nur zum Teil dargestellt. Ferner bedeutet O den Radius der Bahnkurve k des Koppelpunktes K, P den Momentanpol, t die Polbahntangente, rc die Polbahnnormale, W den Wendepohl, D den Durchmesser des Wendekreises, m die Symmetrieachse der Koppelpunktkurve, hier zusammenfallend mit der Polbahnnormalen n.In Fig. 2, the embodiment of a four-bar chain is shown. The rocker arms 6 and 7 are connected to the web or the frame member 5 of the running gear frame 2 via the joints A ″ and B, which in turn are connected to one another by the coupling rod 8, which is connected by means of joints A and B. With the coupling rod 8 the coupling point K is rigidly coupled, which describes the trajectory curve k. This is only partially shown. Furthermore, O means the radius of the trajectory curve k of the coupling point K, P the instantaneous pole, t the pole orbit tangent, rc the pole path normal, W the reversing pole, D den Diameter of the turning circle, m the axis of symmetry of the coupling point curve, here coinciding with the pole path normal n.

Der Durchmesser D des Wendekreises läßt sich rechnerisch bestimmen aus der Euler-Savaryschen Gleichung. ' wobei man setzen kann Zeichnerisch kann D durch eine bekannte geometrische Konstruktion entwickelt werden.The diameter D of the turning circle can be determined mathematically from the Euler-Savary equation. ' where you can bet In terms of drawing, D can be developed through a known geometric construction.

Dieselbe Gleichung steht auch zur Berechnung von zur Verfügung. (sin ex = 1 wegen Symmetriestellung), wobei rK = P K; roK = P K, ist.The same equation is also available to calculate. (sin ex = 1 because of symmetry), where rK = PK; roK = P K, is.

Da D aus Gleichung I festliegt, kann man nun K oder KO vorgeben. Gewöhnlich wird man aus der Lage der beiden Viergelenkketten und aus der Bedingung der reinen Kreisbewegung 4 und damit roK vorgeben, um daraus dann rK zu bestimmen: Bei der in Fig. 2 dargestellten Lage der Punkte K, P, K, und der Punkte A, P, A, ist der Zahlenwert für ro, bzw. rote negativ einzusetzen. Damit ist auch entsprechend negativ einzusetzen.Since D is fixed from equation I, K or KO can now be specified. Usually, from the position of the two four-bar chains and from the condition of the pure circular motion, 4 and thus roK is specified in order to then determine rK: In the position of the points K, P, K, and the points A, P, A shown in FIG. 2, the numerical value for ro or red is to be used negatively. So that is also appropriate to be used negatively.

Die Auflösung der quadratischen Gleichung gibt zwei Lösungen und damit auch zwei mögliche Lagen für K, deren konstruktiv günstigere und platzsparendere man wählen wird.The solution to the quadratic equation gives two solutions and hence also two possible layers for K, the structurally more favorable and space-saving ones one will choose.

Um die Bewegung eines Koppelpunktes K auf einem exakten oder angenäherten Kreisbogen zu erreichen, ist man nicht an die vorstehende Lösung durch eine symmetrische Doppelschwinge gebunden. Als Aufhängung lassen sich auch andere Viergelenkketten zugrunde legen, wobei man bei der Wahl der Lage des Koppelpunktes K lediglich die Bedingungen der Euler-Savaryschen Gleichung beachten muß.To the movement of a coupling point K on an exact or approximate To achieve a circular arc, one is not able to follow the above solution through a symmetrical one Double swing arm tied. Other four-link chains can also be used as suspension based on, with the choice of the position of the coupling point K only the Must observe the conditions of the Euler-Savary equation.

Das Prinzip der Erfindung läßt sich mit gleichem Erfolg auch auf Straßenfahrzeuge anwenden.The principle of the invention can be applied to road vehicles with equal success use.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Aufhängung des Wagenkastens oder der Wiege von Eisenbahnfahrzeugen in den Koppelpunkten zweier Viergelenkketten Je Abstützeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachsen (m,. und m@ der Koppelkurven (k) um einen Winkel (a) gegenüber der Senkrechten geneigt sind und die vertikale Symmetrieachse (s) des Wagenkastens (1) in einem Punkt (K.) schneiden. CLAIMS: 1. Suspension of the car body or the weighing of rail vehicles in the coupling points of two four-bar chains The support unit, characterized in that the axes of symmetry (m ,. and m @ of the coupling curves (k) are inclined by an angle (a) relative to the vertical and the vertical axis of symmetry (s) of the car body (1 ) intersect at a point (K.). 2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelpunkte (KI und K2) derart an die Viergelenkketten (2 bis 4) angeschlossen sind, daß sie zwei vollkommene oder angenäherte Kreisbögen mit gleich großem Radius beschreiben; deren Mittelpunkte entweder mit dem Schnittpunkt (K,) der vertikalen Wagenkastensymmetrieachse (s) und der Koppelpunktsymmetrieachse (ml bzw. m2) zusammenfallen oder davor- bzw. dahinterliegen. 2. Suspension according to claim 1, characterized in that the coupling points (KI and K2) are connected to the four-bar chains (2 to 4) in such a way that they are two perfect or describe approximate circular arcs with the same radius; their midpoints either with the intersection (K,) of the vertical car body symmetry axis (s) and the crosspoint symmetry axis (ml or m2) coincide or lie in front of or behind. 3. Aufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelpunkte (K1 und K2) Kurven (k) gleichbleibenden Krümmungssinnes, aber stetig veränderlicher Krümmung beschreiben. 3. Suspension according to claims 1 and 2, characterized in that the coupling points (K1 and K2) Curves (k) with a constant sense of curvature, but constantly changing Describe curvature. 4. Aufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen der Koppelpunkte (K1 und K2) angenäherte oder exakte gerade Strecken sind, die auf. den zugehörenden Symmetrieachsen (m,. bzw. m2) annähernd oder exakt senkrecht stehen. In Betracht gezogene Druckschriften: deutsche Auslegeschriften Nr: 1009 216, 1050 669, 1060 722; Deutsche Patentschriften Nr. 702127, 759126; französische Patentschriften Nr. 846 050, 1173 715.4. Suspension according to claims 1 and 2, characterized in that the paths of the coupling points (K1 and K2) are approximate or exact straight lines, which on. the corresponding axes of symmetry (m, or m2) are approximately or exactly perpendicular. Considered publications: German Auslegeschriften Nos: 1009 216, 1050 669, 1060 722; German Patent Nos. 702127, 759126; French patents nos. 846 050, 1173 715.