Drehgestell für schnellfahrende Schienenfahrzeuge, insbesondere Reisezugwagen
Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für schnellfahrende Sohienenfahrzeuge, insbesondere
Reisezugwagen, dessen Radsätze durch Lenker geführt sind und das mit einer Wiege
zur Abstützung Land Führung des Wagenkastens ausgerüstet ist. Es ist allgemein bekannt,
daß es zur Erzielung guter Laufeigenschaften eines Drehgestells erforderlich
ist, die Radsätze längssteif sowie prallet und winklig zueinander im Drehgestellrahmen
zu führen und daß durch vorteilhafterweise zur Anwendung kommende Federblattachslenker
diese Wirkung erreicht werden kann. Es ist ferner bekannt, durch seithohe Abstützung
des Wagenkastens auf den Drehgestellen in Verbindung mit einer Anlenkungl der Wiege
am Drehgestellrahmen durch Wiegenlängslenker unter Ausnützung des Reib-. moments
der Gleitstücke eine Streckung des Sinuelaufes zu errsi-cnen. Es ist auch bekannt,
durch Anordnung der Wiegenlängslän=ker etwa in Höhe des Drehgestellnckpoles die
Übertragung von Zucksohwingungen auf den Wagenkasten zu vermeiden. Ferner ist bekannt,
durch Aufhängung der Wiege an langen Pendeln eine geringe Eigenfrequenz des Wagens
für Schlingern zu erreichen und damit überkritisches Fahren sicherzustellen. Es
sind mehrere Drehgestellkonstruktionen bekannt, bei denen eine oder mehrere der
vorgenannten Maßnahmen verwirklicht worden sind.Bogie for high-speed rail vehicles, in particular passenger coaches The invention relates to a bogie for high-speed rail vehicles, in particular passenger coaches, the wheel sets of which are guided by handlebars and which is equipped with a cradle for supporting land guidance of the car body. It is generally known that in order to achieve good running properties of a bogie it is necessary to guide the wheel sets in the bogie frame in a longitudinally rigid manner and at an angle to each other, and that this effect can be achieved by spring leaf axles which are advantageously used. It is also known, by since high support of the car body on the bogies in connection with an articulation of the cradle on the bogie frame by cradle trailing arms taking advantage of the friction. moments of the sliding pieces to detect a stretching of the sinusoidal run. It is also known to avoid the transmission of sugar vibrations to the car body by arranging the longitudinal length of the cradle approximately at the level of the bogie corner pole. It is also known that by suspending the cradle on long pendulums, the vehicle can have a low natural frequency for rolling and thus ensure supercritical driving. Several bogie structures are known in which one or more of the aforementioned measures have been implemented.
So wurde bereits ein Drehgestell vorgeschlagen, bei dem die
Radsätze durch zu beiden Seiten jedes Achslagers angeordnete F'ederblattachslenker
in Quer" und längsriahtung
starr gegenüber dem Drehgestellrahmen
geführt werden und
die Wiege am Drehgestellrahmen
durch Längslenker enge-
lenkt ist. Die Wagenkastenabstützung
erfolgt bei diesem
Drehgestell in üblicher Weise über eine Drehpfanne. So a bogie has already been proposed in which the wheel sets and längsriahtung through arranged on both sides of each axle bearing F'ederblattachslenker in cross "rigid are performed relative to the bogie frame and the cradle of the bogie frame is narrower deflected by trailing arms. The car body support is provided in this bogie in the usual way via a rotating pan.
Die Anordnung von zwei Federblattachslenkern
je Achslager ist mit sehr hohem Aufwand für die Fertigung und Unterhal-
tung
des Drehgestells verbunden, insbesondere deshalb, weil
der Federblattachslenker
ein verhältnismäßig teures Bauteil darstellt. Ferner beteiligt
sich jeweils einer der beiden
Achslenker je Achslager nur in geringem
Maß an der Übertra-gung von Querkräften und kann keine Längskräfte
übernehmen,
da er in Längsrichtung nachgiebig am Drehgestellrahmen
be-
festigt werden muß. Der Wiegenlängslenker dieses Drehgestells
ist
sehr hochliegend angeordnet, so daß die Übertragung von
Zuckschwingungen
nur durch Anwendung von sehr weichen Gummielementen für die Lagerung
des Wiegenlängslenkers unterbunden
werden kann. Die weiche Lagerung
der Wiegenlängslenker ge-
nügt für dieses Drehgestell, eil die Abstützung
des Wagenkastens über die Drehpfanne erfolgt, womit nur ein geringes
Reibmoment
erzeugt und auf eine zusätzliche Streckung des
Sinuslaufes verzichtet wird.
Die eventuell vorhandenen seit-
lichen Gleitstücke dienen nur zur Stabilisierung
des Wagen-
kastens gegen Kippen. Diese Art der Abstützung hat ferner
den
Nachteil, daß die in ihrer Mitte durch die Drehpfannenabstützung
belastete Wiege ein großes vertikales Biegemoment
aufzunehmen hat, weshalb
für die Wiege ein größerer Materialeinsatz erforderlich ist. Diese weiche
Lagerung würde bei
voller- Abstützung- des Wagenkastens auf den seitlichen
Gleitsticken einen Hauptvorteil des xiegenlängslenkers zunichte
machen,
nämlich die Übertragung auch sehr kleiner Drehbewe-
gungen des Drehgestells
im Gleis auf die Wiege, damit das
Reibmoment der Wagenkastenabstützung
wirksam werden kann.
Es ist auch eine Drehgestellausführung
bekannt, bei der die Radsätze durch im Ölbad laufende zylindrische Führungshülsen,
die als Lenker wirken, mit geringem Spiel gegenüber dem Dreligestellrahmen geführt
werden und die Wiegenaufhängung durch die Konstruktion einiger vorgenannter Merkmale
gekennzeichnet ist, nämlich die Aufhängung der Wiege an langen Wiegenpendeln und
die Anlenkung der Wiege im Drehgestellrahmen durch tiefliegende Wiegenlängelenker.
Die Vertikalkräfte, hervorgerufen durch die Absützung des Wagenkastensq werden
bei diesem Drehgestell durch eine Drehpfanne mit Reibbelag auf die Wiege übertragen.
Dieser Drehgestellausführung haftet der Langel an, daß die Achsführung nicht wartungs-
und verschleiLfrei ist, da aufeinander gleitende Führungshülsen und ein Ölbad vorhanden
sind. Durch Verschleiß an diesen Führungshülsen vergrößert sich das Spiel in der
Radsatzführung, wodurch zwangsläufig eine Verschlechterung der horizontalen Laufeigenschaften
eintritt. Die Fertigung dieser Aohsführung ist sehr aufwendigt da es notwendig ist'
vier Führungselemente je Radsatz genauestens zueinander auszurichteng um ein Verklemmen
der Achsführung zu vermeiden. Andererseits müssen geringe Spiele im Neuzustand sichergestellt
deins um eine einwandfreie Funktion her Achsführung während einer längeren Betriebszeit
zu gewährleisten. Als weiterer Mangel ist die Wagenkastenabstützung dieses Drehgestells
über eine Dreh-pfanne mit Reibbelag anzusehen. Die Reibkräfte in der Dreh-
pfanne
müssen sehr groß sein, da sie an einen kleinen Hebel-
arm
wirken. Dementsprechend groß muß auch: der Verschleiß der
Reibpaarung
sein. Ferner wird durch die Ubertragung der Vertikalkräfte
in Wiegenmitte der Wiegenträger durch ein sehr
hohes Biegemoment
beansprucht und muß naher sehr kräftig
dinensionie rt worden.
Zweck
und Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drehgestell für schnellfahrende Schienenfahrzeuge,
insbesondere fur Reise -zugwagen zu entwickeln, mit Geschwindigkeiten um 16o km/h
und darüber, das unter Vermeidung der Mängel bekannter Drehgestellausführungen verbesserte
Laufeigenschaften in Fahrzeugquer- und -längsrichtung während einer längeren
Einsatszeit
des Fahrzeuges gewährleistet, einen möglichst
einfachen Aufbau und
geringes Gewicht aufweist und weit-gehend wartungsfrei ist. The arrangement of two spring leaf axle links per axle bearing is associated with a very high outlay for the manufacture and maintenance of the bogie, in particular because the spring leaf axle link is a relatively expensive component . Furthermore, one of the two wishbones per axle bearings involved only a small amount of the transmission of lateral forces and can not accept any longitudinal forces, because it must be strengthened in the longitudinal direction yielding the bogie frame loading. The trailing arm cradles this bogie is very high arranged lying, so that the transfer of Zuck vibrations can be suppressed only by the application of very soft rubber elements for the storage of the cradle longitudinal arm. Is carried out the soft mounting of the cradle longitudinal arms are adequate for this bogie, express the support of the car body via the rotating pan, which only generates a low friction torque and dispense with an additional extension of the sinusoidal run. The side sliding pieces that may be present only serve to stabilize the car body against tipping over. This type of support also has the disadvantage that the cradle loaded in its center by the pivot socket support has to absorb a large vertical bending moment , which is why a greater amount of material is required for the cradle. This soft mounting was a major advantage of xiegenlängslenkers destroy at voller- Abstützung- of the car body on the side Gleitsticken, namely the transmission of even very small rotational movements of the bogie in the track on the cradle so that the friction torque of the vehicle body support can be effective. A bogie version is also known in which the wheel sets are guided by cylindrical guide sleeves running in an oil bath, which act as links, with little play relative to the Dreligestellrahmen and the cradle suspension is characterized by the construction of some of the aforementioned features, namely the suspension of the cradle on long Cradle pendulum and the linkage of the cradle in the bogie frame by means of deep cradle length joints. In this bogie, the vertical forces caused by the support of the car body are transferred to the cradle through a rotating pan with friction lining. Langel adheres to this bogie version that the axle guide is not maintenance-free and wear-free, as there are guide sleeves that slide on each other and an oil bath. Wear on these guide sleeves increases the play in the wheel set guide, which inevitably leads to a deterioration in the horizontal running properties. The production of this Aohsführung is very expensive because it is necessary to align four guide elements per wheel set exactly to each other to avoid jamming of the axle guide. On the other hand, small clearances must be ensured when new in order to guarantee perfect function of the axis guidance during a longer period of operation. Another deficiency is the car body support for this bogie by means of a swivel socket with a friction lining. The frictional forces in the rotating pan must be very large, as they act on a small lever arm. The wear of the friction pairing must also be correspondingly great. Further, the vertical forces in cradles center of the bolster is claimed by a very high bending moment by the transmission and must have been very strong rt dinensionie near. The purpose and object of the invention is to develop a bogie for high-speed rail vehicles, in particular for passenger coaches, with speeds of 16o km / h and above, which while avoiding the shortcomings of known bogie designs improves running properties in the transverse and longitudinal direction of the vehicle during a longer period Usage time of the vehicle is guaranteed, has the simplest possible structure and low weight and is largely maintenance-free .
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Kombination im
einzelnen an sich bekannter Merkmale gelöst. Durch die
längssteife
Führung und die Unhaltung der parallelen und wintcligen Stellung der Radsätze im
Drehgestellrahmen mittels einseitiger Federblattachslenker, deren Enden
an der Achs-
buchse einerseits und am Drehgestellrahmen andererseits eingespannt
sind, wird in bekannter Weise eine Vergrößerung
der Sinuswellenlänge
beim Lauf des Drehgestells im Gleis
erreicht, die dank der Verschleißfreiheit
der Imker und ihrer Einspannung auch über eine längere Einsatzzeit ohne
irgendwelche
Wartung erhalten bleibt. Diese vorteilhafte
Wirkung wird noch unterstützt
durch die Abstützung des Wagenkastens auf den seitlichen Gleitstücken in Verbindung
mit den steifen Wiegenlängelenkern. Das Reibmoment der
seitlichen
Gleitstücke widersetzt sich der Drehung des
Drehgestells um die Drehzapfenachse
und bewirkt ebenfalls eine Streckung der Sinuswellenlänge
des Drehgestells, da
die in Längsrichtung starren Wie genlängslenker
selbst
kleine Drehbewegungen des Drehgestells nur frei einer
Relativbewegung zwischen den Gleitstücken an der Wiege einerseits
und an Wagenkasten andererseits zulassen. Die bei
Anordnung
Ton #iegenlängslenkern erfahrungsgemäß zu erwar-
tende Übertragung
Ton Zuokschwingungen in Fahrzeuglänge -riobtung, die durch
Drehgestell-fieksohwingungen verursacht werden' wird in an sich bekannter
Weise dadurch ver.
mieden, daß die Wiegenlängslenker
etwa in Höhe des Drehgestellnickpols angeordnet sind. Die seitliche
Abstützung des
Wagenkastens hat neben der vorteilhaften Wirkung
auf die
Streckung des Sinuslaufes des Drehgestells auch eine
günstige
Spannungsverteilung in der Wiege zur Folge, so daß
die Wiege
schwächer dimensioniert, d. h. leichter gebaut
werden kann. Die vorteilhafte
Wirkung der längssteifen Achsführung mittels einseitiger Federblattachslenker
und
der seitlichen Abstützung für die Verbesserung der horizon-
talen
Iaufeigenschaften wird mit der Anordnung von langen,
gelenkig gelagerten
Wiegenpendeln erst vollwirksam. According to the invention , the object is achieved by the combination of individually known features . Due to the longitudinally rigid guidance and the lack of parallel and angular position of the wheelsets in the bogie frame by means of one-sided spring leaf axle control arms, the ends of which are clamped to the axle socket on the one hand and to the bogie frame on the other , an increase in the sine wave length is achieved in a known manner when the bogie runs on the track which, thanks to the fact that the beekeepers are wear-free and clamped, can be maintained over a longer period of time without any maintenance whatsoever. This beneficial effect is supported by the support of the car body on the side sliders in connection with the rigid cradle length joints. The friction torque of the lateral sliders is opposed to the rotation of the bogie about the pivot axis and also causes a stretching of the sine wave length of the bogie, because the rigid in the longitudinal direction as genlängslenker even small rotational movements of the bogie only free relative movement between the sliders at the cradle on the one hand and to the car body on the other hand allow. The at assembly tone # iegenlängslenkern experience has shown Anticipated transmission tone Zuokschwingungen in vehicle length -riobtung caused by bogie fieksohwingungen 'is thereby avoided ver. In known manner that the cradle longitudinal arms are arranged approximately at the level of the Drehgestellnickpols. The lateral support of the car body has, in addition to the advantageous effect on the stretching of the sinusoidal course of the bogie, a favorable distribution of stress in the cradle , so that the cradle can be made weaker , ie lighter . The advantageous effect of the longitudinally stiff axle guide by means of one-sided spring leaf axle guide and the lateral support for improving the horizontal running properties is only fully effective with the arrangement of long, articulated cradle pendulums.
In weiterer Ausbildung der ,Frfindung.wird durch eine
Schneidenlageruüg
an beiden .Pendelenden und die@starre Ver-
bindung der
Wiegenfedertröge durch biegesteife Träger im
Gegensatt zur Ausbildung der
unteren Pendelenden mit Sohakenlagerung erreicht, daß bei der Querauslenkung
der Wiege
die Wiegenfedertröge ihre horizontale Inge
beibehalten und damit die Wiegenfedersä,tze nicht zusätzlich durch
Neigung ihrer Auflageflächen zueinander verformt werden. Damit
wird
eine geringe Rüokstellkraf t und geringe Eigenfrequenz
der
wiegen querbewegung erzielt, so daß die Resonanzgesohwindigkeit
sehr niedrig liegt und das Fahrzeug im normalen Bereich
der Fahrgeschwindigkeiten überkritisch läuft. In a further embodiment of, Frfindung.wird by a Schneidenlageruüg at both .Pendelenden and @ rigid comparison of the cradle spring troughs by rigid carrier bond in the Ge gensatt for forming the lower oscillating member with Sohakenlagerung achieved that in the transverse deflection of the cradle, the cradle spring troughs its horizontal Inge maintained and thus the Wiegenfedersä Tze, are not additionally deformed by inclination of their contact surfaces to each other. Thus a low Rüokstellkraf t is obtained and low natural frequency of the weighing transverse movement, so that the Resonanzgesohwindigkeit is very low and the vehicle is in the normal range of speeds runs over critical.
Darüber hinaus können auch Wi®genquerlenker vorgesehen wer-
den,
die: eineraeite mit der Wiege und andererseits mit den
Federtrögen;.$e,cenkig
oder bei Verwendung von Federblättern als Wiegenquerlenker
fest verbunden sind..Die bei Queraus -lenkung@ der Wiege auftretenden
Rückstellkrätte werden damit
nicht mehr.duroh-die Wiegenfedereätze
sondern durch die
Querlenker übertragen. Die Wie-g®nfedern worden-weniger
bean$prucht und können leichter ausgebildet werden. Im übri-
gen können
zur Begrenzung des äeitlioben Wiegenausechlagen elastische Anaohlagteile
an Drehgeetellrahmen amgebracht
Die Erfindung soll nachstehend
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung
zeigen:
Fig. 1: ein Drehgestell gemäß des Erfindung in der Seiten-
ansicht
schematisch dargestellt,
Fig. 2: einen Teil des Drehgestells nach Fig.
1 im der
Draufsicht,
Fig. 3: einen Schnitt in der Linie
A-A nach Rig. 1,
Fig. 4: einen Schnitt in der Linie B-B
nach Fig. 1. In addition, can also Wi®genquerlenker advertising provided to that. Eineraeite with the cradle and the other with the spring troughs; $ e, cenkig or when using spring blades fixed to the weighing wishbone sind..Die at Queraus steering as @ occurring cradle Rückstellkrätte are thus not transferred mehr.duroh-the Wiegenfedereätze but by the wishbone. The like-g®nfeathers have-been-less stressed and can be trained more easily. In addition , to limit the lateral cradle deflection, elastic anchor parts can be attached to the rotating frame. The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings: Fig. 1: a bogie according to the invention in the side view shown schematically, Fig. 2 shows a part of the bogie of Figure 1 in top view, Fig. 3:. A section in the line AA of Rig. 1, FIG. 4: a section along the line BB according to FIG. 1.
Das Drehgestell gemäß Fig. 1 ist mit quer- und längssteifen
Federblattachslenkern 1 ausgerüstet, die einerseits an den
Achslagern
2 der Radsätze 3 und andererseits unter Zwischen -schaltung
von entsprechenden Lagerböcken 4 am Drehgestell-
rahmen 5 angreifen.
Am Drehgestellrahmen 5 sind mittels
langer' gelenkig gelagerter Wiegenpendel
6 die Federtröge 7
aufgehängt. Die Wiegenpendel 6 weisen
an beiden Enden, wie
aus Fig. 4 zu ersehen, Tragschneidenlagerungen
8 und 9 auf.
Zur Begrenzung des seitlichen Wiegenausschlages sind
in
bekannter Weise gegenüber der Wiegenstirnfläche 19 am Dreh -gestellrahmen
5 elastische Anschlagteile 18 Torgesehen' die
das Spiel zwischen
Wiege 1o und Drehgestellrahmen 5 teil-
Weise elastisch überbrücken.
Dadurch wird erreicht, daß bei
seitlicher Anlage der Wiege 1o bei zu
langsamer oder zu
schneller Fahrt in der Kurve ein weicher lauf
des Wagens in
seitlicher Richtung gewährleistet ist. 131e
liege 1o stützt
sich über die Wiegenfedern 11 auf den Federtrögen
7 ab und
wird in Fahrzeuglängsrichtung durch die tiefliegenden
etwa
in Höhe des Drehgestellnickpols angeordneten Wiegenlängslen
-ker 12 an Dr#hgestellrahmon 5 angelenkt. Die Wiegenlängslenker
12 sind sowohl am Drehgestellrahmen 5 als euch an der
liege 1o
mittels der Gummielemente 13 gelenkig befeotigt.. Die ßummielecente
13 sind in Fahrzeuglängsrichtung sehr
steif g dagegen sehr
weich für Auslsnkungen des liegeplängalenkors 12 in vertikaler
und horizontaler Richtung &u4&*-bildet. Die Abstützung-den
in der Zeichnung nicht näher
dargestellten
Wagenkastens- auf der Wiege 1o erfolgt über die seitlich angeordneten
wartungsfreien Gleitstüoke 14.
Horizontalkräfte werden vom Wagenkasten
auf die Wiege 1o mittels des Drehzapfens 15 übertragen. Die Federtröge
7
sind gemäß Fig. 3 durch biegesteife Träger 16 starr verbuDden.
Zur Entlastung der Wiegenfedern 11 von Horizontalkräften
ist ein Wiegenquerlenker 17 vorgesehen, der mittels
Gummielemente
13' gelenkig an der Wiege 1o und an einem
der Federtröge 7 befestigt ist. The bogie according to FIG. 1 is equipped with transversely and longitudinally rigid spring leaf axle links 1 which act on the one hand on the axle bearings 2 of the wheel sets 3 and on the other hand with the interposition of corresponding bearing blocks 4 on the bogie frame 5. The spring troughs 7 are suspended on the bogie frame 5 by means of long 'articulated cradle pendulums 6. As can be seen from FIG. 4, the cradle pendulums 6 have support knife bearings 8 and 9 at both ends. To limit the lateral cradle deflection are in a known manner opposite the cradle face 19 on the bogie frame 5 elastic stop parts 18 gate seen 'which bridge the play between the cradle 1o and bogie frame 5 partially elastically. It is thereby achieved that it is ensured at the side of the weighing system at 1o to slower or faster to ride in the curve a smooth running of the carriage in the lateral direction. 131e lie 1o based on the weighing springs 11 on the spring troughs 7 from and 5 is hinged hgestellrahmon in the vehicle longitudinal direction by the low-lying approximately at the height of the Drehgestellnickpols arranged Wiegenlängslen -ker 12 at Dr #. The cradle trailing arms 12 are articulated both on the bogie frame 5 and you on the couch 1o by means of the rubber elements 13 .. The ßummielecente 13 are very stiff in the longitudinal direction of the vehicle, on the other hand, very soft for the reclining corsage 12 in the vertical and horizontal direction & u4 & * - forms. The support-the Wagenkastens- takes place not shown in the drawing on the weighing 1o on the laterally disposed maintenance-free Gleitstüoke 14. Horizontal forces are transferred from the car body on the weighing 1o by means of the pivot 15 °. According to FIG. 3, the spring troughs 7 are rigidly connected by rigid supports 16. To relieve the cradle springs 11 from horizontal forces, a cradle transverse link 17 is provided, which is attached to the cradle 1o and to one of the spring troughs 7 in an articulated manner by means of rubber elements 13 '.