DE2137123B2 - Abstuetzung des kastens eines schienenfahrzeuges auf einem drehgestell - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstützung des Kastens eines Schienenfahrzeuges auf einem Drehgestell, mit einer im Bereich der Drehachse angeordneten, in vertikaler Richtung wirksamen Federung.

Abstützungen der Kästen von Schienenfahrzeugen auf Drehgestellen haben eine mehrfache Aufgabe. So dienen sie zur Abfederung des Kastens in vertikaler Richtung, einer Abfederung bei seitlichen Wankbewegungen und außerdem müssen sie Drehbewegungen des Drehgestelles gegenüber dem Kasten zulassen. Die bekannten Abstützungen sind daher verhältnismäßig kompliziert im Aufbau und gestatten trotzdem nicht eine unabhängige Wahl der Steifigkeit in vertikaler Richtung und für seitliche Wankbewegungen. Um eine große Widerstandskraft gegen seitliche Wankbewegungen zu erhalten, ist man bestrebt, die zur Abstützung des Kastens dienenden Federn möglichst seitlich weit auseinander anzuordnen. Dabei ist man jedoch durch konstruktive Gegebenheiten begrenzt. Eine Verwendung von harten Federn zur Erzielung einer großen seitlichen Steifigkeit führt dabei zu einer Härte der Federung in der vertikalen Richtung. Werden andererseits weiche Formen gewählt, ergibt sich daraus bei den bekannten Abstützungen eine geringe Steifigkeit in seitlicher Richtung, die zu großen Wankbewegungen führt. Außerdem ergeben sich bei weit auseinander angeordneten Federn Probleme mit der Aufnahme der dabei bestehenden großen Bewegungen bei einer Drehung des Drehgestelles. Wenn sogenannte Gleitschuhe verwendet werden, wird die Abstützung kompliziert, erfordert einen aufwendigeren Unterhalt und ist einer erhöhten Abnützung unterworfen. Bei einer Abstützung mit Schraubenfedern, welche die Bewegungen des Drehgestelles durch ihre seitliche Verbindung aufnehmer, mm i nur begrenzte Bewegun- 6< gen des Drehgestelles gegenüber dem Kasten zulässig.

So ist z. B. aus der DT-AS 11 00 669 eine Drehgestellabstützung bekannt, bei der in zwei Reihen angeordnete Gummifedern vorgesehen sind, welche Drehbewegungen des Drehgestelles gegenüber dem Wagenkasten durch ihre seitliche Verbindung aufnehmen. Ein Teil der Federn befindet sich dabei im Bereich der vertikalen Drehachse, die übrigen sind von der Drehachse weiter entfernt Diese Anordnung hat verhältnismäßig große Wandbewegungen zur Folge, die unerwünscht und zum Teil auch gefährlich sind.

Weiter sind aus den US-Patentschnften 21 91 408 und 34 69 537 Abstützungen bekannt bei weichen einerseits Federn am äußeren Rand des Drehgestelles angeordnet sind, andererseits Torsionsstangen zur Abschwächung der seitlichen Neigung des Kastens verwendet werden. Bei diesen Anordnungen sind wegen der seitlichen Lage der Federn die bereits erwähnten Maßnahmen zur Ermöglichung einer Drehung des Drehgestelles, wie z. B. die Verwendung von Gleitschuhen, erforderlich.

Die im Anspruch 1 angegebene Erfindung hat die Schaffung einer Abstützung zur Aufgabe, welche einfacher ist als die bekannten Abstützungen, die erwähnten Schwierigkeiten vermeidet und eine voneinander unabhängige Wahl der Steifigkeiten der Fede rung in vertikaler Richtung bei Tauchbewegungen und in seitlicher Richtung bei Wankbewegung^n gestattet.

Die Lösung dieser Aufgabe bei einer Abstützung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß zur vertikalen Abfederung ausschließlich diese im Bereich der Drehachse befindliche Federung vorgesehen ist, und daß im Bereich der Achse dieser Federung horizontal und quer zum Drehgestell eine Torsionsstange angeordnet ist. an deren Enden um eine horizontale Mittelstellung schwenkbare, parallel zur Längsrichtung des Fahrzeuges verlaufende und in der gleichen Richtung weisende Hebelarme befestigt sind, welche durch Pendelstützen mit dem Kasten verbunden sind.

Dadurch, daß die Federung ausschließlich in der Mitte des Drehgestelles angeordnet wird, kann sie die auftretenden Drehbewegungen ohne besondere Maßnahmen aufnehmen, so daß auf Gleitschuhe und ähnliche bewegliche Elemente verzichtet werden kann. Die beiden Enden der Federung können starr mn dem Drehgestell bzw. mit dem Kasten verbunden werden, wobei die Federcharakteristik der Federung frei, nur nach den Bedürfnissen der vertikalen Abfederung, gewählt werden kann. Seitlichen Wankbewegungen widersetzt sich nämlich die Welle, die als Torsionsfeder mit einer beliebigen, von der vertikalen Federung unabhängigen Federkonstante versehen sein kann.

Vorzugsweise kann die Vertikalfederung eine Luftfeder enthalten. Eine derartige Luftfeder, die meistens einen Gummibalg aufweist, ist in der Regel imstande, ohne besondere Maßnahmen, einzig durch eine Deformation des Gummibalges, die auftretenden seitlichen Verdrehungen des Drehgestelles gegenüber dem Kasten aufzunehmen, wobei sie gleichzeitig den Drehpunkt des Drehgestelles bestimmt, der im wesentlichen in ihrer Achse liegt.

Aus konstruktiven Gründen ist es möglich, daß die Vertikalfederung mehrere, nahe aneinander in der Drehgestelimitte angeordnete Luftfedern enthält, deren Lufträume miteinander durch eine Ausgleichsleitung verbunden sind. In einem solchen Falle verhalten sich die einzelnen Luftfedern wie eine einzige Feder, deren Achse, um welche Drehbewegungen des Drehgestelles erfolgen, in der Mitte zwischen den Luftfedern verläuft. Im übrigen wird für die Gegenstände der Ansprüche 2 und 3 Schutz nur in Verbindung mit dem Gegenstand

des Anspruches 1 beansprucht

Die Erfindung wird anhand des >.n der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den vertikalen Schnitt eines Schienenfahrzeuges, quer zu seiner Längsrichtung nach der L-iie I-I in der F i g. 2,

Fig.2 eine schematische Teilansicht des Schienenfahrzeuges aus der F i g. 1 in gegenüber F i g. 1 kleinerer Darstellung und die

F i g. 3,4 und 5 schematisch, im Grundriß verschiedene Anordnungen einer Mehrzahl von Luftfedern.

In den F i g. 1 und 2 ist ein Schienenfahrzeug, ζ. Β. eine Lokomotive, mit einem Kasten 1 dargestellt, der über eine Luftfeder 2 auf einem Drehgestellrahmen 3 eines Drehgestelles 4 abgestützt ist. Das Drehgestell ist über bekannte Primärfedern auf Radachsen 5 abgestützt, wobei die Federn zusammen mit den Achslagern in der Zeichnung . is Gründen der Anschaulichkeit weggelassen wurden. ;o

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, fuhrt die Drehachse Λ, um welche das Drehgestell 4 gegenüber dem Kasten 1 drehbar ist, durch die Mitte der Luftfeder 2. Quer zur Längsrichtung des Fahrzeugkastens 1 und des Drehgestelles 4 ist eine Torsionsstange 6 angeord- :> net. die in Lagern 7 im Drehgestellrahmen 3 drehbar gelagert ist. Die Stange 6 ist an ihren Finden mit Hebt 'armen 8 versehen, welche horizontal oder nahezu horizontal und in der Längsrichtung des Fahrzeuges verlaufen. Die beiden an den Enden der Stange 6 u> befindlichen Hebelarme 8 weisen dabei in die gleiche Richtung. An den Fndcn der Hebelarme 8 sind über Zapfen IO \ertikale Pendelstützen 11 angelenkt, die gleichzeitig schwenkbar an Zapfen 12 des Kastens 1

«bgCStilt/t sind. :ς

Bei einer Drehbewegung des Drehgestelles 4 gegenüber dem Kasten 1. z. B. bei Kurvenfahrt, wird die Verdrehung durch den Balg der Luftfedern 2 aufgenommen. Ls erübrigen sich daher besondere Elemente, wie t. B. Gleitschuhe, zur Aufnahme dieser Drehbewegung, ^o Die Pendelstützen Π α erden unter geringfügiger Drehung der Stange 6 in den Lagern 7 gegenseitig verschrankt. Diese Drehung hat keinen Einfluß auf die vertikale Federung des Kastens 1.

Bei vertikalen Bewegungen des Kastens 1 gegenüber ^ dom Mrehkjostell 3 wirkt nur die Luftfeder 2. deren Federkonstante frei gewählt werden kann. Die Torsionsstange 6 wird dabei in ihren Lagern gedrent, ohne diese Bewegungen zu beeinflussen.

Seitlichen Neigungsbewegungen des Kastens 1 quer zur Fahrtrichtung, d. h. den sogenannten Wankbewegungen, widersetzt sich hingegen einzig die Stange 6. die dabei verdreht wird. Sie kann dazu nach der Art einer Torsionsfeder gewählt und dimensioniert werden, wobei wieder ihre Federkonstante frei gewählt werden kann, weil sie in keiner Weise die vertikale Federung durch die Feder 2 beeinflußt. In der Regel wird man eine weiche vertikale Federung bei verhältnismäßig starrer seitlicher Federung wählen.

Wie die F i g. 3 bis 5 zeigen, ist es auch möglich, mehrere Luftfedern in der Form einer Gruppe zu verwenden, die möglichst nahe an der Drehachse λ'des Drehgestelles angeordnet sind. Die Lufträume der Federn sind miteinander durch eine Ausgleichsleitung verbunden, so daß sie wie eine einzige Luftfeder wirken. Das vereinfacht auch die Regelung der Luftzufuhr in die Luftfedern, weil jeweils pro Drehgestell nur ein n/iger Regler erforderlich ist.

So sind in der F i g. 3 z.B. zwei Luftfedern Π nahe aneinander angeordnet, wobei sich die Drehachse Λ in der Mitte zwischen ihnen befindet. Nach der F": e A sind drei gleiche Luftfedern 14 in der Form eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet. In der Fig. > sind schließlich vier Luftfedern 15 dargestellt, deren Mitten sich an den i'cken eines Quadrates befinden. In allen diesen f aller: sind die Luftfedern mögliche nahe zueinander und zur Drehachse A' angeordnet, um die Verformungen ihrer Bälge bei Drehbewegunger des Drehgestelles klein /u halten.

Es versteht sich. da3, obwohl die Erfindung anhand von Lul'tfedcrn erlauten, wurde, auch andere Federn. /. B. Schraubenfeder^ verwendet werden können.

Wenn die Abstützung bei einer Lokomotive verwendet wird, so kann /ur Übertragung der Zugkraft vom Drehgestell auf den Lokomotivkasten in bekannter Weise cm Drehzapfen oder eine Tiefzugvorrichning mit den Kasten mit dem Drehgestell verbindenden Stangen \orgeschen sein. Die Anordnungen nach den 1 1 g. 5 bis 5 sind insbesondere bei der Verwendung eines Drehzapfens gedacht, der in der Mitte /wischen den ledern nut einer Achse in der D^rehachse A'ancehracht werde·¹, kann

Hierzu ! Rlat! /eichnunecn

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Abstützung des Kastens eines Schienenfahrzeuges auf einem Drehgestell, mit einer im Bereich der Drehachse angeordneten, in vertikaler Richtung wirksamen Federung, dadurch gekennzeichnet, daß zur vertikalen Abfederung ausschließlich diese im Bereich der Drehachse befindliche Federung (2) vorgesehen ist, und daß im Bereich der Achse (X) dieser Federung (2) horizontal und quer zum Drehgestell eine Torsionsstange (6) angeordnet ist, an deren Ende um eine horizontale Mittelstellung schwenkbare, parallel zur Längsrichtung des Fahrzeuges verlaufende und in der gleichen Richtung weisende Hebelarme (8) befestigt sind, welche durch Pendelstützen (11) mit dem Kasten (1) verbunden sind

2. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Vertikalfederung eine Luftfeder (Federung 2) enthält.

3. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalfederung mehrere, nahe aneinander in der Drehgestellmitte angeordnete Luftfedern (13, 14 und 15) enthält, deren Lufträume miteinander durch eine Ausgleichsleitung verbunden sind.