DE6609850U - Achsabfederung fuer fahrzeuge. - Google Patents

Description

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RHEINSTAHL SIEGENER EISENBAHNBEDARF GmbH Dreis-Tiefenbach Krs. Siegen i.W.

j Achsabfederung für Fahrzeuge ';'

Die Erfindung betrifft eine Achsabfederung für Schienenfahrzeuge, bei der an beiden Seiten des Achslagergehäuses konische oder i keilförmige, auf Schub und Druck beanspruchte Gummi-Metall-Pederelemente in symmetrischer Anordnung vorgesehen sind.

Es sind Achsabfederungen für Schienenfahrzeuge bekannt, bei denen zu beiden Seiten des Achslagergehäuses durch Zusammenvulkanisieren aus Metall- und Gummiteilen gebildete fest verbundene oder angepreßte konische oder keilförmige Federelemente befestigt sind, die auch die Federung und Führung der Achse übernehmen. Weiterhin sind Federungen bekannt, bei denen schub-druck-belastete Gummi-Metall-Elemente symmetrisch zum Achslager keilförmig angeordnet sind. Diese bekannten Ausführungen von Gummi-Aohsabfederungen sind zwar wartungsfrei, haben aber den Nachteil, daß sie nur verhältnismässig kleine vertikale Federwege zulassen. Zur Aufnahme größerer Federwege müßten die Wandstärken des Gummis sehr dick sein. Dadurch ergeben sich StsbilitStsschwierigkeiten für die Federelersente» Ferner verhindern größere Gummistärken ein einwandfreies Durchvuikanisieren bei der Herstellung und bewirken feinen ungünstigen Spannungsverlauf. Ein weiterer bedeutender Nachteil der bekannten Ausführungen von Gummi-Achsabfederungen liegt darin, daß sie den freien sinusförmigen Lauf der Radsätze durch die verhältnismäßig steife Seiten- und Längsführung der Achsen erschweren und die Länge der Sinuswelle vergrößern. Die Frequenz der durch den Sinuslauf quer zur Fahrtrichtung auf das Fahrzeug wirkenden Erregerschwingung ist infolge der Streckung der Sinuswelle niedriger und liegt auch bei höheren Geschwindigkeiten unter den Eigenfrequenzen der abge- * federten Masse des Fahrzeugs. Fahrzeuge mit den bekannten Gummifedersystemen laufen also "unterkritisch". Bei ihnen nähert sich die durch den Sinuslauf hervorgerufene Erregerfrequenz mit zunehmender Geschwindigkeit der Eigenfrequenz und die Laufruhe verschlechtert sich, bis der Resonanzfall eintritt. Dieser Fall ist

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ohne die Anwendung starker Dämpfung gefährlich und unzumutbar, da bei hoher Geschwindigkeit die auftretende kinetische Energie außerordentlich groß ist.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine völlig wartungsfreie Achsabfederung mit ausreichendem Pederweg für überkritisch laufende Schienenfahrzeuge zu schaffen, die die Nachtelle der bekannten Ausführungen vermeldet. Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß in den inneren Metallteilen der konischen oder keilförmigen Gummi-Metall-Federelemente pendelartig wirkende Zugbolzen hängen und die unteren Enden der letzteren in den inneren Metallteilen je eines weiteren spiegelgleich vorgeschalteten konischen oder keilförmigen Gummi-Metall-Federelementes befestigt sind und die Außenteile dieser unteren Gummi-Metall-Federelemente mit dem Laufwerksrahmen verbunden sind.

Die erilndungsgemäße Anordnung ermöglicht es, die Federung auf zwei verhältnismäßig kleine und leicht herstellbare Gummi-Metall-Federelemente, die hintereinander geschaltet sind, zu verteilen und damit einen für jeden praktischen Bedarfsfall ausreichenden Federweg zu erzielen. Die Gummi-Metall-Federelemente sind kardaöisch leicht verfnrmhar und bilden gleichzeitig die Pendeln. Die Aufhängung des Achslagergehäuses am Zugbolzen wirkt

anfangs kleinen Ruckstellkräften. Sie behindert den Radsatz nur wenig In seinem freien Sinuslauf. Daher sind die Wellenlänge des Sinuslaufes kurz und die Erregerfrequenz hoch. Der Resonanzbereich tritt bei kleiner Fahrgeschwindigkeit auf, bei der auch die dyna-. mischen Kräfte noch klein sind. Bei höheren Geschwindigkeiten, also nach Überschreiten des Resonanzgebietes, hat das Laufwerk ein überkritisches Sehwingungsverhalten. In diesem Bereich tritt für Tauchen, Nicken, Wanken, Schlingern und Schwingen eine weitgehende Isolierung der Kraft- und Wegasiplituden ein und es wird daher bei hoher Geschwindigkeit eine große Laufruhe erreicht. Weiterhin hat die Seitenweichheit der Achsaufhängung den Vorteil, daS Seltenstöße beim Anlaufen des Spurkranzes, beispielsweise beim Überfahren von Weichen, nur kleine Querbesehletinigungen hervorrufen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Zugbolzen in der vertikalen Fahrzeugiängsebene gegen die Vertikale unter einem spitzen Winkel geneigt sein. Die Schräglage der Zugbolzen hat eine stärker progressiv ansteigende R'ickstellkraft bei Auslenkungen in "Fahrtrichtung zur Folge. Dabei bleibt die Rückstellkraft bei kleinen Bewegun^an unverändert klein. Die stärkere Progressivität der Federcharskfeeristik in Fahrtrichtung verbessert die Sadführung.

Nach der Erfindung können ferner die beiden, durch einen Zugbolzen miteinander verbundenen Gummi-Metall-Federelemente oder eines von diesen aus mehreren hintereinander- oder parallelgeschalteten Gummielementen bestehen. Eine Anordnung von hintereinandergeschal- *-,eten Gummielementen in jedem der beiden Gummi-Metall-Federelemente an den Enden der Zugbolzen gestattet die Ausbildung einer sehr weichen Feder. Die Feder kann ferner den Platzverhältnissen an Laufwerk leichter angepaßt werden. Bei p&rallelgeschalteten Gummielementen in den Gummi-Metall-Federelementen ist es möglich, sehr große Lasten auf kleinem Raum aufzunehmen, da sie sich auf beide Elemente verteilen.

Schließlich sieht die Erfindung vor_; daß bei hintereinandergeschal-

teter Anordnung mehrerer Gummielemente an einem Ende oder beiden ·* Enden äex* Zugbolzen eine oder mehrere dieser Gurmaisl^nisnte mit

kleinerem Querschnitt ausgeführt sind, die schon bei leerem Fahr- ,*

zeug durch Anlage der äußeren Metallteile abgeschaltet sind und j

erst bei entlastetem Rad wirksam werden. Eine solche Anordnung ist ^

besondere wertvoll für Güterwagen, deren Leergewicht im Verhältnis ;gj

zum beladenen Gewicht sehr klein ist. Diese Fahrzeuge haben bei ; "J]S Leerlast einen sehr kleinen Federweg. Daher können die Räder bei schlechter Gleislage auf die Schiene auflaufen und die Achse entgleist. Das nach der Erfindung vorgesehene vorgeschaltete weichere

Federelement hat schon bei geringer Last einen so großen Federweg, S

daS auch bei Schienenversatz das entlastete Rad kraftSchlussig auf »

der Schiene ruht und Entgleisungen auch bei schlechter Gleislage ^ä

verhindert werden. Bei belastetem Fahrzeug kommen die äußeren I

Metallteile des vorgeschalteten Federeleroentes zur Anlage und ;

schalten es damit ab.

Weitere Einzelheiten eines Ausführungsbeispieles der Erfindung sind anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Feder anordnung, ZUBi Teil in Schnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Federanordnung nach Fig. 1 im Schnitt nach Linie II-II;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Federung in einer geänderten Querschnittsforra der Gummi-Metall-Eleraente, im Schnitt wie Fig. 2;

Fig. 4 u. 5 Schnittbilder der Federelemente in weiteren Ausführungsformen.

Das Achs lagergehäuse 1 ist »sit angegossenen Konselen 2 vers« in denen beidseitig symmetrisch die konischen Gummi-Metall-Federelemente 3 angeordnet sind. Die inneren Metallteile 4 sind über den Zugbolzen 5 mit den inneren Metallteilen 6 eines weiteren spiegelgleich ängeOroneiien konischen Störsni—rfctsil—PeaSrelessntes f verbunden, dessen Außenteile 8 über die Konsolen 9 mit dem Fahrgestellrahmen 10 verbunden sind {Fig. 1 und 2).

Am Achslagergehäuse 11 sind die Konsolen 12 in symmetrischer Anordnung befestigt. In diese sind keilförmige Gummi-Metall-Federelemente, bestehend aus den Außenblechen 13» den Zwischenblechen 14 und dem metallischen Innenteil 15 sowie den dazwischenliegenden Gummischichten 16, 17 eingesetzt. Die keilförmigen Federelemente sind im Querschnitt dachförmig abgewinkelt. Sie können auch in der Draufsicht um 90° gedreht angeordnet sein, wann in Längsrichtung eine besonders große Federweichheit erzielt werden soll. Die Konsole 18 ist Teil des Fahrgestellrahmens und dient zur Befestigung des unteren Gummi-Metall-Federeleraentes (Fig. 3).

Die konischen Gummi-Metall-Federelemente zu beiden Seiten des Zugbolzens 19 sind aus je zwei hintereinandergesehalteten konischen

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Ringen aufgebaut. Die Federelemente bestehen aus dem inneren konischen Metallteil 20, dem Zwischenring 21 und dem äußeren Metallteil 22 sowie den dazwischenliegenden konischen Gumraielementen 23 und 24, Um das untere Gummi-Metall-Federelement gegen Verschmutzung zu schützen, ist ein Faltenbalg 25 angebracht (Fig. 4).

Konische Gummielemente 26 und 27 sind zwischen dem inneren Metallteil 28 und dem Zwischenring 29 sowie dem Zwischenring 29 und dem AuSenring 30 einvulkanisiert. Das innere konische Gunanielement 27 ist wesentlich kleiner als das äußere Gummielement 2-5 und verformt sich daher stärker, Es wird abgeschaltet, sobald sich die Anschlagscheibe 31 auf den oberen Rand des Zwischenringes 29 auflegt (Fig. 5).

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Claims (1)

1. /U 73181-8.9.66

   •0/n

   Sprüche

   1. Achsabfederung für Fahrzeuge, bei der an beiden Seiten des Achslagergehäuses konische oder keilförmige, auf Schub und Druck beanspruchte Gummi~Metall-Federelement3 in symmetrischer Anordnung befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den inneren Metallteilen (4) der konischen oder keilförmigen mit dem Achslager fest in Verbindung stehenden Gummi-Metall-Federelemente (3) pendelartig wirkende Zugbolzen (5) hängetn, deren untere Enden in den inneren Metallteilen (6) je eines weiteren spiegelartig angeordneten Gummi-Metall-Federelementes (7) gelagert sind und die Außenteile (8) der zweiten spiegelartig angeordneten Gummi-Metall-Federelemente mit dem Fahrgestellrahmen (10) verbunden sind.

   2. Achsabfederung für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiohnet^ daß die Zugbolzen (5) in der vertikalen Fahrzeuglängsebene gegen die Vertikale unter einem spitzen Winkel geneigt sind.

   >. Achsabfederung für Fahrzeuge nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch einen Zugbolzen miteinander verbundenen Gurnmi-Metall-Federelemente aus einem Gummiteil und zwei dasselbe von innen und außen umfassende Metallteile gebildet sind,

   4. Achsabfederung für Fahrzeuge nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet _t daß von den beiden, durch einen Zugbolzen miteinander verbundenen Gummi-Metall-Federelementen (jj, 7) mindestens eines aas mehreren abwechselnd hintereinandergeschalte-

   ten Gummi- und Metallteilen (20 bis 24) besteht.

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   Achsabfederung für Fahrzeuge nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden, durch einen Zugbolzen miteinander verbundenen Gummi-Metall-Federelementen O, 7) mindestens eines aus mehreren parallelgeschalteten Gummi-Metall-Teilen (20 bis 24) besteht.

   6. Achsabfederung für Fahrzeuge nach Anspruch 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß bei hintereinandergesehalteter Anordnung

   mehrerer Guramieleniente an mindestens einem Ende der Zugbolzen mindestens eines dieser Gummielemente mit kleinerem Querschnitt ausgeführt ist, das schon bei leerem Fahrzeug durch Anlage der äußeren Metallteile an eine Anlageschelbe abgeschal-P tet ist und erst bei entlastetem Rad wirksam wird.

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