DE2741253C3 - Axle suspension for two-axle rail vehicles - Google Patents
Axle suspension for two-axle rail vehiclesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsabfederung für Schienenfahrzeuge mit in Achslagergehäusen gelagerten Radachsen und einer Federanordnung, bei der zwischen jedem Achslagergehäuse und dem Untergestell zwei unterschiedliche, konzentrisch ineinander liegende Schraubenfedern angeordnet sind, denen ein lastabhängig wirkender Dämpfer zugeordnet ist, der ein ringförmiges Dämpfungselement umfaßt, welches mit der zylindrischen Oberfläche eines Dämpfungsrohres zusammenwirkt.The invention relates to an axle suspension for rail vehicles with in axle bearing housings mounted wheel axles and a spring arrangement, in which between each axle box and the Underframe two different, concentrically nested coil springs are arranged, which a load-dependent damper is assigned which comprises an annular damping element which cooperates with the cylindrical surface of a damping tube.
Eine derartige Achsabfederung für die Achsen eines Drehgestells ist aus der AT-PS 3 02 408 bekannt. Die DD-PS 67 460 zeigt eine ähnliche Ausbildung, die jedoch ebenfalls nur für Drehgestelle geeignet ist.Such an axle suspension for the axles of a bogie is known from AT-PS 3 02 408. the DD-PS 67 460 shows a similar training, which is also only suitable for bogies.
Während Gleisunregelmäßigkeiten oder hohe Rampenneigungen, beispielsweise in Gleisbogen, für Schienenfahrzeuge mit Drehgestellen keine besonderen Probleme ergeben, ist es bei zweiachsigen Schienenfahrzeugen zur Erzielung der erforderlichen Entgleisungssicherheit bei Gleisunregelmäßigkeiten oder hohen Rampenneigungen notwendig, auch in diesen Fällen einen ausreichenden Raddruck sicherzustellen. Zu diesem Zweck wird bei zweiachsigen Schienenfahrzeugen eine progressive Federung verwendt, deren Federkennlinie von der Nullast bis zu einer gewissen Belastung flacher verläuft als bei höherer Belastung. Gegenüber der einfachen Abfederung mittels Blatttragfedern, die von der Nullast bis zur Höchstlast praktisch eine linear verlaufende Federcharakteristik aufweisen, hat eine progressive Federung mit gebrochener Federcharakteristik den Vorteil, daß auch bei Gleisunregelmäßigkeiten oder hohen Rampenneigungen an allen Rädern der erforderliche Raddruck aufrechterhalten wird, und zwar durch weiche Zusatzfedern, welche zu den Blatttragfedern in Reihe geschaltet sind.During track irregularities or high ramp inclines, for example in curved tracks, for rail vehicles If there are no particular problems with bogies, this is the case with two-axle rail vehicles to achieve the necessary safety against derailment in the case of track irregularities or high Ramp inclines necessary to ensure sufficient wheel pressure in these cases too. to For this purpose, a progressive suspension is used in two-axle rail vehicles The spring characteristic from zero load to a certain load is flatter than at higher loads. Compared to the simple suspension by means of leaf suspension springs, which is practical from zero load to maximum load have a linear spring characteristic, has a progressive suspension with a broken Spring characteristic has the advantage that even with track irregularities or high ramp inclines all wheels the required wheel pressure is maintained, by means of soft additional springs, which are connected in series with the leaf suspension springs.
Bei einer bekannten Ausführung eines zweiachsigen Schienenfahrzeuges sind die weichen ZusatzfedernIn a known embodiment of a two-axle rail vehicle, the soft auxiliary springs are
ίο unterhalb der Federböcke angeordnet und jeweils von einer mit den Federschaken verbundenen Spannschraube durchsetzt, so daß die Federschaken gegenüber den Federböcken durch die Zusatzfeder abgefedert sind. Bei einer anderen bekannten Ausführung sind die weichen Zusatzfedern zwischen dem Untergestell des Schienenfahrzeugs und den am Untergestell abklappbar befestigten Federböcken angeordnet Bei dieser Ausführung bewirken die Zusatzfedern beim Befahren von Gleisunregelmäßigkeiten oder Rampenneigungen ein Abklappen der Federböcke, wodurch die weichen Zusatzfedern eingeschaltet und auftretende Raddruckentlastungen in erträglichen Grenzen gehalten werden.ίο arranged below the spring brackets and each from penetrated by a clamping screw connected to the spring hook, so that the spring hook with respect to the Spring brackets are cushioned by the additional spring. In another known embodiment, the soft ones Additional springs between the underframe of the rail vehicle and the hingedly attached to the underframe Spring brackets arranged In this version, the additional springs cause irregularities in the track when driving on or ramp inclinations a folding down of the spring brackets, whereby the soft additional springs switched on and any wheel pressure reliefs that occur are kept within tolerable limits.
Die bekannten Ausführungen für die Anordnung der Zusatzfedern haben den Nachteil, daß die bisherigen Federböcke und Federschaken nicht verwendet werden können und daß ein Anbringen der neuartigen Federböcke wegen ihrer großen Bauhöhe nicht an allen vorhandenen Schienenfahrzeugen möglich ist. Aus diesen Gründen ist nicht nur die Umrüstung eines Teiles der vorhandenen Schienenfahrzeuge ausgeschlossen, sondern darüber hinaus bei den umrüstbaren Schienenfahrzeugen mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden, da durch das Abtrennen der vorhandenen und das Anbringen der neuartigen Federböcke kostspielige Arbeiten durchgeführt werden müssen, weiche darüber hinaus wegen der Wichtigkeit der Achsabfederung mit größter Sorgfalt durchzuführen sind. Die Verwendung neuartiger Federböcke und Federschaken vergrößert die Lagerhaltung ganz beträchtlich. Schließlieh weisen die bekannten Ausführungen den Nachteil auf, daß die Zusatzfedern plötzlich ein- und ausgeschaltet werden. Der abrupte Übergang von der flachen zur stellen Federkennlinie ist aber für das dynamische Fahrverhalten der Schienenfahrzeuge nachteilig.The known designs for the arrangement of the auxiliary springs have the disadvantage that the previous Spring brackets and spring hooks cannot be used and that an attachment of the novel Spring brackets are not possible on all existing rail vehicles because of their large overall height. the end For these reasons, not only the retrofitting of part of the existing rail vehicles is excluded, but also with the convertible rail vehicles with a considerable amount of work connected, as costly due to the separation of the existing spring brackets and the attachment of the new spring brackets Work must be carried out, in addition, because of the importance of the axle suspension must be carried out with the greatest care. The use of new spring brackets and spring hooks increases inventory quite considerably. Finally, the known designs have the disadvantage on that the auxiliary springs are suddenly switched on and off. The abrupt transition from flat to set spring characteristic is disadvantageous for the dynamic driving behavior of the rail vehicles.
Ausgehend von der eingangs beschriebenen Achsabfederung für Drehgestelle liegt der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Achsabfederung für zweiachsige Schienenfahrzeuge zu schaffen, die nicht nur eine progressive Federkennlinie und eine exakt auf die jeweilige Federkennlinie einstellbare Dämpfung aufweist, so daß die zweiachsigen Schienenfahrzeuge auch für hohe Geschwindigkeiten verwendet werden können, sondern die ein Umrüsten vorhandener Schienenfahrzeuge unter Beibehaltung der vorhandenen Federböcke und Federschaken ermöglicht.Based on the axle suspension for bogies described at the outset, this lies in claim 1 The object of the specified invention is to provide an axle suspension for two-axle vehicles with simple means To create rail vehicles that not only have a progressive spring characteristic and an exact one each spring characteristic has adjustable damping, so that the two-axle rail vehicles also can be used for high speeds, but rather the retrofitting of existing rail vehicles while retaining the existing spring brackets and spring hooks.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung an zweiachsigen Schienenfahrzeugen, deren Achslagergehäuse in Fahrzeuglängs- und in -querrichtung mit Spiel zwischen zwei Achslagerführungen senkrecht beweglich geführt sind, die Schraubenfedern an einem Tragjoch abgestützt sind, welches die Abmessungen einer Blatttragfeder aufweist, über Federschaken an Federböcken des Untergestells aufgehängt ist und einen Druckring aufweist, der gemeinsam mit einem oberen Federteller mittels je einer ringförmigen Schrägfläche das ringförmigeThe solution to this problem by the invention is characterized in that for use on two-axle rail vehicles, the axle bearing housings of which in the vehicle longitudinal and transverse direction are guided vertically movable with play between two axle bearing guides, the coil springs are supported on a support yoke, which has the dimensions of a leaf support spring, over Spring hook is suspended on spring brackets of the underframe and has a pressure ring which together with an upper spring plate by means of an annular inclined surface, the annular
Dämpfungselement einspannt, welches auf das am Achslagergehäuse befestigte Dämpfungsrohr einwirktDamping element clamps, which is on the Axle bearing housing attached damping tube acts
Damit wird nicht nur eine progressive Federkennlinie geschaffen, sondern die Möglichkeit eröffnet, durch eine geeignete Wahl der Federn und des Dämpfers sowohl die Federkennlinie als auch die Dämpfungscharakteristik unabhängig voneinander einzustellen. Für die Schaffung der jeweils gewünschten Federkennlinie sind hierbei das Material und die Abmessungen der beiden Schraubenfedern maßgebend, wogegen die Dämpft-ngscharakteristik durch Auswahl der jeweiligen Materialpaarung, der Abmessungen und insbesondere der Neigung der Schrägflächen bestimmt wird. Da das erfindungsgemäß verwendete Tragjoch die Abmessungen einer Blatttragfeder aufweist und über Federschaken an Federböcken des Untergestells aufgehängt ist, kann die Umrüstung vorhandener Schienenfahrzeuge unter Beibehaltung der vorhandenen Federböcke und Federschaken erfolgen, so daß lediglich die Blatttragfeder durch das mit den Schraubenfedern und dem Dämpfer versehene Tragjoch zu ersetzen ist.This not only results in a progressive spring characteristic created, but opened up the possibility by a suitable choice of the springs and the damper both the spring characteristic and the damping characteristic can be set independently of one another. For the The material and the dimensions of the two are responsible for creating the desired spring characteristic Coil springs are decisive, whereas the damping characteristics by selecting the respective material pairing, the dimensions and in particular the Inclination of the inclined surfaces is determined. Since the support yoke used according to the invention has the dimensions has a leaf spring and is suspended from spring brackets of the underframe via spring hooks, can convert existing rail vehicles while retaining the existing spring brackets and Spring hooks take place, so that only the leaf suspension spring through the with the coil springs and the The support yoke provided with the damper is to be replaced.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können die beiden konzentrisch ineinander angeordneten Schraubenfedern mittels eines Verbindungsrohres hintereinander geschaltet sein, das an seinen Enden jeweils mit einem Flansch als Federteller für das obere Ende der innenliegenden bzw. für das untere Ende der außenliegenden Schraubenfeder ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders raumsparende Unterbringung der Federn und des Dämpfers.According to a further feature of the invention, the two can be arranged concentrically one inside the other Coil springs can be connected in series by means of a connecting tube that is attached at its ends each with a flange as a spring plate for the upper end of the inner or for the lower end of the outer coil spring is formed. This results in a particularly space-saving Accommodation of the springs and the damper.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher dargestellt, und zwar zeigtAn embodiment of the invention is illustrated in more detail with reference to the drawing, namely shows
F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Achsabfederung,F i g. 1 is a partially sectioned side view of an axle suspension,
Fig. 2 die Draufsicht gemäß der Linie H-II in Fig. 1 undFIG. 2 shows the top view along the line H-II in FIG. 1 and
Fig.3 den senkrechten Schnitt gemäß der Schnittlinie IH-III in Fig. 1.3 shows the vertical section along the cutting line IH-III in Fig. 1.
Die Zeichnungen zeigen einen Teil eines Untergestells 1, an welchem eine Radachse 2 in senkrechter Richtung verschiebbar sowie abgefedert gelagert ist. Die Lagerung der Radachse 2 erfolgt an deren beiden Enden über jeweils ein Achslagergehäuse 3, das mit Spiel in Längs- und Querrichtung zwischen zwei Achslagerführungen 4 geführt ist. Diese Achslagerführungen 4 sind am Untergestell 1 des Schienenfahrzeuges befestigtThe drawings show part of an underframe 1, on which a wheel axle 2 in the vertical Direction is displaceable and suspended. The bearing of the wheel axle 2 takes place on both of them Ends over a respective axle bearing housing 3, with play in the longitudinal and transverse directions between two Axle bearing guides 4 is performed. These axle bearing guides 4 are on the underframe 1 of the rail vehicle attached
Die zwischen dem Untergestell 1 und dem Achslagergehäuse 3 angeordnete Federung bestehi aus zwei unterschiedlichen Schraubenfedern 5 und 6, die wirkungsmäßig hintereinandergeschaltet und konzentrisch ineinander angeordnet sind. Die innenliegende Schraubenfeder 5 ergibt eine flachere Federkennlinie für die Abfederung des Schienenfahrzeuges zwischen der Nullast und einer bestimmten Teillast, wogegen die außenliegende Schraubenfeder 6 nach dem Zusammendrücken der Schraubenfeder 5 in Funktion tritt und eine steilere Federkennlinie für höhere Belastungen zur Folge hatThe suspension arranged between the underframe 1 and the axle bearing housing 3 consists of two different coil springs 5 and 6, which are operatively connected in series and concentrically are arranged one inside the other. The internal helical spring 5 results in a flatter spring characteristic for cushioning the rail vehicle between zero load and a certain partial load, whereas the external helical spring 6 comes into operation after the compression of the helical spring 5 and results in a steeper spring characteristic for higher loads
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die innenliegende Schraubenfeder 5 mit ihrer untersten Windung über einen Flanschring eines Führungs- und Dämpfungsrohres 11 am Achslagergehäuse 3 abgestützt Die oberste Windung der Schraubenfeder 5 liegt an einem als Federteller ausgebildeten, nach innen weisenden Flansch 7 a eines Verbindungsrohres 7 an, welches an seinem unteren Ende ebenfalls einen Flansch Tb aufweist, der jedoch nach außen weist Dieser Flansch Tb dient als unterer Federteller der außenliegenden Schraubenfeder 6, welche ihrerseits das Verbindungsrohr 7 konzentrisch umgibt In the illustrated embodiment, the inner coil spring 5 is supported with its lowest turn via a flange ring of a guide and damping tube 11 on the axle bearing housing 3 also has a flange Tb at its lower end, which, however, points outwards. This flange Tb serves as the lower spring plate of the external helical spring 6, which in turn concentrically surrounds the connecting tube 7
Die oberste Windung der außenliegenden Schraubenfeder 6 liegt an einem ringförmigen Federteller 8 an, der einen nach innen weisenden, eine Schrägfläche bildenden Flanschring 8a umfaßt Zwischen diesem Flanschring 8a und einem ebenfalls mit einer Schrägfläche versehenen Druckring 9 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 10 aus elastischem Material angeordnet, weiches ais Dämpfer auf das Führungs- und Dämpfungsrohr 11 wirkt, das auf der Oberseite des Achslagergehäuses 3 aufliegt.The uppermost turn of the outer helical spring 6 rests on an annular spring plate 8, the an inwardly facing flange ring 8a forming an inclined surface comprises between this flange ring 8a and a pressure ring 9 also provided with an inclined surface is an annular damping element 10 made of elastic material, soft as a damper on the guide and damping tube 11 acts, which rests on the upper side of the axle bearing housing 3.
Der Druckring 9 ist an einem Tragjoch 12 angeordnet, welches die Abmessungen einer üblichen Blatttragfeder aufweist und über Federschaken 13 an Federböcken 14 des Untergestelles 1 aufgehängt ist, so daß die voranstehend beschriebene Achsabfederung anstelle herkömmlicher Blatttragfedern unter Verwendung der bekannten Federschaken 13 und Federböcke 14 angeordnet werden kann.The pressure ring 9 is arranged on a support yoke 12, which has the dimensions of a conventional Has leaf support spring and is suspended via spring hooks 13 on spring brackets 14 of the underframe 1, so that the above-described axle suspension is used instead of conventional leaf suspension springs the known spring hooks 13 and spring brackets 14 can be arranged.
Bei einer Belastung des Untergestelles 1 wird zuerst die weichere Schraubenfeder 5 zusammengedrückt. Deren flach verlaufende Federkennlinie ergibt somit eine weiche Federung von der Nullast bis zu einer gewissen Teillast des Schienenfahrzeuges. Sobald diese Schraubenfeder 5 zusammengedrückt und damit wirkungslos geworden ist, setzt die Wirkung der außenliegenden, härteren Schraubenfeder 6 ein, welche somit eine steilere Federkennlinie ergibt, die für alle Belastungsfälle oberhalb der voranstehend erwähnten Teillast bis zur Höchstlast maßgebend ist.When the underframe 1 is loaded, the softer helical spring 5 is compressed first. Their flat spring characteristic thus results in a soft suspension from zero load to one certain partial load of the rail vehicle. As soon as this coil spring 5 is compressed and therefore ineffective has become, the action of the outer, harder coil spring 6 sets in, which thus a steeper spring characteristic results, which for all load cases above those mentioned above Partial load up to maximum load is decisive.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung wird das ringförmige Dämpfungselement 10 durch den Federteller 8 und den Druckring 9 zusammengepreßt. Infolge seiner elastischen Eigenschaften bewirkt eine Zusammenpressung des zwischen den Schrägflächen liegenden Teiles des Dämpfungselements 10 ein Herausdrücken des Materials nach innen und damit eine mit steigender Zusammenpressung größer werdende Reibung gegenüber dem Führungs- und Dämpfungsrohr 11. Die Dämpfung steigt somit mit zunehmender Belastung des Schienenfahrzeuges. Diese Charakteristik kann durch die geeignete Wahl der Abmessungen und Materialien vorausbestimmt werden, und zwar unabhängig von der Größe und Ausbildung der Schraubenfedern 5 und 6.Depending on the respective load, the annular damping element 10 is through the Spring plate 8 and the pressure ring 9 pressed together. Due to its elastic properties it causes a Compression of the part of the damping element 10 lying between the inclined surfaces Pressing out the material inward and thus increasing with increasing compression Friction with respect to the guide and damping tube 11. The damping thus increases with increasing Load on the rail vehicle. This characteristic can be achieved through the appropriate choice of dimensions and Materials are predetermined, regardless of the size and design of the coil springs 5 and 6.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (2)
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