DE812191C - Reset device for steering racks of rail vehicles with high bias of the return springs - Google Patents

Description

Rückstellvorrichtung für Lenkgestelle von Sdiienenfahrzeugen mit hoher Vorspannung der Rückstellfedern Die Lenkgestelle mehrachsiger Schienenfahrzeuge haben die Aufgabe, den Bogenlauf der Schienenfahrzeuge zu ermöglichen, indem sie den in den Lenkgestellen zusammengefaBten Achsen gestatten, sich der Krümmung der Gleisachse entsprechend einzustellen. Zu diesem Zweck können die Achsen sich seitlich verschieben oder radial einschwenken oder sich gleichzeitig verschieben und radial einschwenken.Reset device for steering racks of rail vehicles with high Pre-tensioning of the return springs The steering racks of multi-axle rail vehicles have the task of enabling rail vehicles to curve by allow the axes combined in the steering racks to adapt to the curvature of the Adjust the track axis accordingly. For this purpose, the axes can be turned sideways move or pivot radially or move at the same time and radially swing in.

Damit die Achsen der voranlaufenden Lenkgestelle sich an der Führung des Fahrzeuges beteiligen und beim Lauf in der Geraden sowohl als auch im Gleisbogen die Spurkränze der den festen Radstand bildenden Achsen entlasten können, müssen sie dem Verschieben oder Einschwenken einen Widerstand entgegensetzen. Diesen Widerstand bildet die sogenannte Rückstellkraft. Die Rückstellkraft wird in bekannter Weise durch meist mit Vorspannung eingebaute Federn erzeugt. Die bei der Auslenkung erzeugten Kräfte werden auf den Fahrzeugrahmen übertragen und dadurch die Schwenkbewegung des Fahrzeuges im Gleisbogen eingeleitet oder unterstützt.So that the axes of the leading steering racks are attached to the guide of the vehicle and when running in a straight line as well as in a curved track must be able to relieve the flanges of the axles forming the fixed wheelbase they offer resistance to shifting or pivoting. This resistance forms the so-called restoring force. The restoring force is used in a known manner generated by springs that are usually built in with preload. The ones generated during the deflection Forces are transferred to the vehicle frame and thereby the pivoting movement of the vehicle initiated or supported in the curved track.

Es leuchtet ein, daB die Rückstellfedern zweckmäßig mit einer bestimmten Vorspannung eingebaut werden, damit die Lenkgestelle auch beim Lauf in der Geraden oder ganz schwachen Gleiskrümmungen sich an der Führung des Fahrzeuges beteiligen können.It is obvious that the return springs are useful with a certain Preload must be installed so that the steering racks also run in a straight line or very weak track curvatures participate in the guidance of the vehicle can.

Eine für die Ausbildung der Rückstelleinrichtung wichtige Tatsache ist, daß der Schwenkwiderstand der Fahrzeuge mit zunehmender Gleiskrümmung nicht entsprechend zunimmt. Dieser Umstand verbietet die an sich erwünschte Anwendung stark vorgespannter Rückstellfedern: Als Mittel, die Rückstellkräfte nicht zu hoch ansteigen zu lassen, ist z. B. die Zwischenschaltung von Winkelhebeln, deren wirksame Hebelarme sich mit wachsendem Ausschlag ändern, vorgeschlagen und ausgeführt. Die hierdurch erzielbare Verflachung der Kennlinie der Rückstellkraft hält sich jedoch in engen Grenzen.An important fact for the training of the reset device is that the swivel resistance of the vehicles with increasing track curvature does not increases accordingly. This circumstance prohibits the actually desired application strongly pretensioned Return springs: As a means, the return forces not to let rise too high, z. B. the interposition of angle levers, whose effective lever arms change with increasing deflection, proposed and executed. The flattening of the characteristic curve of the restoring force that can be achieved in this way However, it is kept within narrow limits.

Der Anwendung einer beliebig großen Rückstellkraft sind aus einem weiteren Grunde Grenzen gesetzt. Schienenfahrzeuge werden in der Regel für beide Fahrtrichtungen gebaut, so daß jedes vorauslaufende führende Lenkgestell zu einem nachlaufenden werden kann. Es ist bekannt, daß große Rückstellkräfte nachlaufender Lenkgestelle dem Bogenlauf hinderlich sind, da sie ein der Fahrzeugschwenkung entgegenstehendes Drehmoment erzeugen.The application of an arbitrarily large restoring force are from one other reasons set limits. Rail vehicles are usually used for both Directions of travel built so that each leading steering frame leading to one trailing can be. It is known that large restoring forces lag behind Steering racks are a hindrance to the arc run, as they are an obstacle to vehicle pivoting Generate torque.

Es liegt daher nahe, und es ist auch schon wiederholt vorgeschlagen, die Rückstellkraft nachlaufender Lenkgestelle auszuschalten.It is therefore obvious, and it has already been suggested repeatedly, to switch off the restoring force of the steering racks that follow.

Durch die im folgenden beschriebene Erfindung wird in neuartiger Weise erreicht, daß trotz hoher Anfangsvorspannung derRückstellfedern, für deren Anwendung die Ausschaltbarkeit bei Rückwärtsfahrt Voraussetzung ist, die Rückstellkraft bei Höchstausschlägen des Lenkgestelles in mäßigen Grenzen bleibt. Das geschieht dadurch, daß mit den Rückstellfedern ein weiteres elastisches Glied vereinigt ist, das nach Erreichen einer bestimmten Rückstellkraft zuschaltbar ist. Durch die vorgeschlagene Anordnung wird weiter erreicht, daß auch bei ausgeschalteter Vorspannung die Anfangscharakteristik der Rückstellkraft steil genug verläuft, um auch bei Vorausfahrt des Lenkgestelles mit ausgeschalteter Vorspannung eine für einen sicheren Lauf ausreichende Führungswirkung zu gewährleisten.The invention described below is in a novel way achieves that despite the high initial tension of the return springs, for their use the ability to be switched off when reversing is a prerequisite, the restoring force when Maximum deflections of the steering frame remain within moderate limits. This is done by that a further elastic member is combined with the return springs, which after A certain restoring force can be reached. By the proposed Arrangement is further achieved that the initial characteristic even when the bias voltage is switched off the restoring force is steep enough to even when the steering frame moves ahead with the preload switched off, a guide effect sufficient for safe running to ensure.

Abb. i stellt ein Beispiel- der Anwendung der Erfindung auf ein Krauß-Helmholtz-Gestell dar. Die Auslenkung des Gestelles gegenüber dem Drehzapfen i bewirkt zunächst in bekannter Weise die Spannung der Rückstellfedern 2 und 3. Die beiden Federn sind an ihren freien Enden kraftschlüssig miteinander verbunden, so daß sich beide Federn gleichmäßig spännen und jede die Hälfte der* Verschiebungsarbeit aufnimmt. (Bei den bisher bekannten Bauarten dienen zur Verbindung einfache, meist nachstellbare Zugstangen, die die freien Enden der Federn in im Betrieb unveränderlichem Abstand voneinander halten:) Die Zugstangen zur Verbindung der Federenden a werden z. B. durch eine Kniehebelkonstruktion 4 ersetzt, die es gestattet, den Abstand zwischen den Enden der Federn 2 und 3 im Betrieb um ein bestimmtes Maß zu verlängern oder zu verkürzen, ohne daß die zugfeste Verbindung aufgehoben wird. In die Verbindung der Federenden b wird ein elastisches Glied 5 eingeschaltet, welches eine Vorspannung besitzt, die so bemessen ist, daß die Elastizität erst zur Auswirkung kommt, wenn eine bestimmte Auslenkung des Drehzapfens i und damit der Spannung der Federn 2 und 3 erreicht ist. Von diesem Augenblick an beteiligt sich das Federsystem 5 an der Aufnahme der Verschiebungsarbeit, so daß die Charakteristik des Rückstellsystems entsprechend flacher verläuft. Im Beispiel Abb. i ist für das Federsystem 5 ein Paar einseitig eingespannter Federn angenommen, die mittels der Lenkher 8, 9 an die freien Enden b der Federn 2, 3 angelenkt sind. Durch einen um die freien Enden c der Federn 6, 7 gelegten Bügel io wird die Vorspannung der Federn bewirkt. Der gemeinsame Federbund i i ist auf dem Lenkgestellrahmen frei drehbar gelagert. An Stelle der einseitig eingespannten Blattfedern können auch beliebige andere elastische Organe, z. B. Schraubenfedern, Zylinder mit druckbelasteten Kolben u. a. m: benutzt werden.Fig. I shows an example of the application of the invention to a Krauss-Helmholtz frame . The deflection of the frame relative to the pivot i initially causes in known way the tension of the return springs 2 and 3. The two springs are frictionally connected to each other at their free ends, so that both springs chip evenly and each takes up half of the * shifting work. (At the previously known types are used to connect simple, mostly adjustable Tie rods that keep the free ends of the springs in a constant distance during operation hold each other :) The tie rods for connecting the spring ends a are z. B. replaced by a toggle construction 4, which allows the distance between to extend the ends of the springs 2 and 3 by a certain amount or during operation to shorten without breaking the tensile connection. In the connection the spring ends b an elastic member 5 is switched on, which a bias possesses, which is dimensioned so that the elasticity only comes into effect when a certain deflection of the pivot i and thus the tension of the springs 2 and 3 is reached. From this moment on, the spring system 5 takes part the absorption of the displacement work, so that the characteristics of the return system correspondingly flatter. In the example Fig. I is a for the spring system 5 Pair of cantilevered springs assumed that by means of the handlebars 8, 9 at the free ends b of the springs 2, 3 are hinged. Through one around the free ends c of the springs 6, 7 placed bow io the bias of the springs is effected. Of the common spring collar i i is freely rotatably mounted on the steering rack frame. At Any other elastic spring can also be used in place of the leaf springs clamped on one side Organs, e.g. B. coil springs, cylinders with pressure loaded pistons and others. m: used will.

Abb. 2 stellt ein Beispiel für eine Einrichtung zur Aufhebung der Vorspannung der Federn 2, 3 dar. Die Enden a der Federn 2, 3 sind durch zwei Zugarme 12, 13 verbunden, die ihrerseits mit den Zapfen 14, 15 an dem zweiteiligen Schwenkhebel 16 angelenkt sind. Beim Bewegen des, Schwenkhebels 16 kommt eine Kniehebelwirkung zustande, die mit geringem Kraftaufwand das Zustandekommen der erforderlichen großen Schließkräfte ermöglicht. Die Anordnung ist überdies selbstsperrend, so daß die Betätigungsstange 17 nach dem Schließen der Verbindung entlastet ist. Der Zapfen 18 bildet das Widerlager für den Schwenkhebel 16 beim öffnen und Schließen, er gleitet in einem Querschlitz im Lenkgestellrahrnen, damit die Einrichtung dem Seitenspiel des Drehzapfens i folgen kann. Aus dem gleichen Grunde und um die Betätigung der Ein-und Ausschaltung bei jeder Auslenkung des Drehzapfens i zu ermöglichen, ist die Betätigungsstange 17 für den Schwenkhebel 16 in die Fahrzeuglängsrichtung gelegt. Die Schlitzführung des Zapfens 18 kann auch durch eineLenkerführung ersetztwerden.Fig. 2 presents an example of a device for lifting the Bias of the springs 2, 3. The ends a of the springs 2, 3 are through two tension arms 12, 13 connected, which in turn with the pin 14, 15 on the two-part pivot lever 16 are hinged. When the pivot lever 16 is moved, a toggle action occurs come about, which with little effort brings about the creation of the necessary large Closing forces enabled. The arrangement is also self-locking, so that the Actuating rod 17 is relieved after closing the connection. The cone 18 forms the abutment for the pivot lever 16 when opening and closing, it slides in a transverse slot in the steering frame, so that the device can play the pivot i can follow. For the same reason and to operate the To enable switching on and off every time the pivot i is deflected the actuating rod 17 for the pivot lever 16 is placed in the longitudinal direction of the vehicle. The slot guide of the pin 18 can also be replaced by a handlebar guide.

Abb. 3 zeigt beispielsweise eine schematische Anordnung für die Betätigung. Zwei gegenläufig arbeitende z. B. dampf- oder druckluftgetriebene einfachwirkende Zylinder i9, 2o wirken über ein Gestänge auf den im Beispiel zweiteilig gedachten Schwenkhebel 16 mit dem Zapfen 18 und damit auf die Zugarme 12 und 13.For example, Fig. 3 shows a schematic arrangement for the actuation. Two counter-working z. B. steam or compressed air driven single-acting Cylinders i9, 2o act via a linkage on the two-part in the example Swivel lever 16 with the pin 18 and thus on the pulling arms 12 and 13.

Abb. 4 zeigt eine weitere Möglichkeit der Anwendung des vorstehend erläuterten Prinzips. An Stelle des einseitig angeordneten Zusatzfedersystems 5 näch Abb. i sind zwei symmetrisch zum Drehzapfen i angeordnete Federsysteme 21, 22 getreten. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß bei der Seitenverschiebung des Drehzapfens i die Hauptfedern 2 und 3 keine Schrägstellung mehr er- fahren, da die Abstände der Federenden a und b aus Symmetriegründen immer gleich bleiben. Fer- ner können, da die Federungsarbeit der Zusatzfedern 21, 22 auf zwei Systeme verteilt wird, die sie bildenden Federn 23, 24 bzw. 25, 26 leichter gehalten werden als die Federn 6, 7 nach Abb. @i, was konstruktive Vorteile mit sich bringt.Fig. 4 shows a further possibility of using the principle explained above. In place of the auxiliary spring system 5 arranged on one side, see Fig. I, there are two spring systems 21, 22 arranged symmetrically to the pivot i. The advantage of this arrangement is that when the pivot i is shifted to the side, the main springs 2 and 3 no longer experience an inclined position, since the distances between the spring ends a and b always remain the same for reasons of symmetry. Furthermore , since the suspension work of the additional springs 21, 22 is distributed over two systems, the springs 23, 24 and 25, 26 forming them can be held more easily than the springs 6, 7 according to Fig. @I, which has structural advantages brings itself.

Die Aufhebung der Vorspannung bzw. die Entlastung der Federn 2, 3 geschieht im Beispiel nach Abb. 4 ebenfalls' in gegenüber Abb. i geänderter Form. Der die Vorspannung bewirkende Bügel io der Zusatzfedern 6, 7 nach Abb. i ist durch gelenkig miteinander verbundene Zugorgane 27, 28 bzw. 29, 3o ersetzt, die in ihrer Strecklage die gleiche Funktion wie der Bügel bzw. die Fessel io ausüben. Die Herabminderung der Vorspannung der Federn 2, 3 geschieht dadurch, daß durch Zug an den Stangen 31, 32 die von den Lenkern 27,28 bzw. 29, 30 gebildeten Fesseln einknicken und der Abstand der Enden c bzw. d derZusatzfedern 23, 24 bzw. 25, 26 verkürzt wird. Die Abstände der Enden a bzw. b der Federn 2, 3 vergrößern sich um das gleiche Maß, und die Vorspannung sinkt entsprechend.The lifting of the bias or the relief of the springs 2, 3 takes place in the example according to Fig. 4, also in a different form compared to Fig. I. The pretensioning effecting bow io of the additional springs 6, 7 according to Fig. I is replaced by articulated tension members 27, 28 and 29, 3o, which in their extended position perform the same function as the bow or the fetter io. The reduction in the bias of the springs 2, 3 occurs in that the shackles formed by the links 27, 28 and 29, 30 buckle by pulling on the rods 31, 32 and the distance between the ends c and d of the additional springs 23, 24 and respectively 25, 26 is shortened. The distances between the ends a and b of the springs 2, 3 increase by the same amount, and the preload decreases accordingly.

Dadurch, daß der Entspannungsmechanismus an den Zusatzfedern 23, 24 bzw. 25, 26 angreift und diese zusätzlich belastet, ergibt sich im Verhalten gegenüber der Anordnung nach Abb.i der grundsätzliche Unterschied, daß die Wirkung der Entlastung nur so lange dauert, bis bei zunehmender Auslenkung des Zapfens i die Spannung der Federn 2, 3 so groß geworden ist, daß Gleichgewicht in den Spannungen der Haupt- und der Zusatzfedern eingetreten ist. Oberhalb dieser Spannung ist das Lenkersystem 27, 28, 31 bzw. 29, 30, 32 kräftefrei, und die Kennlinie der Rückstellkraft verläuft in der ursprünglichen Weise, während bei der Anordnung nach Abb. i die Wirkung der verminderten Rückstellkraft sich über den gesamten Bereich der Kennlinie erstreckt. Diese Eigenschaft der Anordnung nach Abb. 4 braucht kein Nachteil zu sein, da im allgemeinen bei Rückwärtsfahrt, also bei nachlaufendem Lenkgestell, die Auslenkungen des Drehzapfens i kleiner bleiben als bei Vorwärtsfahrt.Because the relaxation mechanism on the auxiliary springs 23, 24 resp. 25, 26 attacks and loads them additionally, results in the behavior towards the arrangement according to Fig.i the fundamental difference that the effect of the discharge only lasts until, with increasing deflection of the pin i, the tension of the Springs 2, 3 has become so large that equilibrium in the tensions of the main and the auxiliary springs occurred. Above this voltage is the handlebar system 27, 28, 31 or 29, 30, 32 force-free, and the characteristic curve of the restoring force runs in the original way, while in the arrangement according to Fig. i the effect of the reduced restoring force extends over the entire range of the characteristic curve. This property of the arrangement according to Fig. 4 need not be a disadvantage, as in generally when reversing, i.e. when the steering frame is following, the deflections of the pivot i remain smaller than when driving forward.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE: i. Rückstellvorrichtung für Lenkgestelle von Schienenfahrzeugen mit hoher Vorspannung der Rückstellfedern, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Rückstellfedern (2, 3) ein weiteres elastisches Glied (5 bzw. 21, 22) vereinigt ist, das nach Erreichen einer bestimmten Rückstellkraft zuschaltbar ist, so daß die Rückstellkraft von da ab nicht mehr oder nur noch langsam ansteigt. PATENT CLAIMS: i. Return device for steering racks of rail vehicles with high pre-tension of the return springs, characterized in that a further elastic member (5 or 21, 22) is combined with the return springs (2, 3), which can be switched on after a certain return force has been reached, so that the From then on, the restoring force no longer increases or only increases slowly. 2. Rückstellvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisches Glied ein System von Blattfedern (5 bzw. 21, 22), Schraubenfedern oder ein Zylinder mit druckbelasteten Kolben o. dgl. dient, dessen Vorspannung so bemessen ist, daß seine Elastizität nach Erreichen einer beliebig einstellbaren Belastung der Hauptrückstellfedern (2, 3) wirksam wird. 2. Reset device according to claim i, characterized in that as an elastic Link a system of leaf springs (5 or 21, 22), coil springs or a cylinder with pressure-loaded piston or the like. The preload is dimensioned so that its elasticity after reaching an arbitrarily adjustable load on the main return springs (2, 3) takes effect. 3. Rückstellvorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Hauptrückstellfedern (2, 3) z. B. für die Rückwärtsfahrt ganz oder teilweise aufgehoben werden kann. 3. Reset device according to claims i and 2, characterized characterized in that the bias of the main return springs (2, 3) z. B. for the Reverse travel can be completely or partially canceled. 4. Rückstellvorrichtung nach den Ansprüchen i bis 3 mit einer Zugverbindung zwischen den Rückstellfedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugverbindung (12 bis 16) auch nach Aufheben der Vorspannung kraftschlüssig bleibt, so daß das Gestänge (17) für die Verstellung der Zugverbindung (12 bis 16) nur während seiner Betätigung belastet ist. 4. Reset device according to claims i to 3 with a train connection between the return springs, characterized in that the train connection (12 to 16) also after the lifting of the Preload remains frictional, so that the linkage (17) for the adjustment the train connection (12 to 16) is only loaded during its actuation. 5. Rückstellvorrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (12, 13) für die Ausschaltung der Vorspannung der Rückstellfedern (2, 3) quer zur Bewegungsrichtung der Ausschaltorgane (17) angeordnet sind, so daß die Betätigung in jeder Stellung des Lenkgestelles möglich ist. 5. Reset device according to claims i to 4, characterized in that the links (12, 13) for the elimination of the bias of the return springs (2, 3) transversely to the direction of movement the switch-off elements (17) are arranged so that the actuation in any position of the steering rack is possible. 6. Rückstellvorrichtung nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltvorrichtung (17) gelenkig 'mit einem dampf- oder druckluftgetriebenen Kolben (i9, 20) verbunden ist, so daß sie bei in Betrieb befindlichem Fahrzeug, z. B. bei Fahrtrichtungswechsel, selbsttätig schaltbar ist. 6. Reset device according to claims i to 5, characterized in that the switching device (17) articulated 'with a steam or compressed air driven piston (i9, 20) is connected so that they are at in Vehicle in operation, e.g. B. automatically switchable when changing direction is. 7. Rückstellvorrichtung nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugverbindung (12 bis 16) als selbstsperrendes Kniehebelgetriebe ausgebildet wird, so daß die Betätigungsstange (17) nach dem Schließen entlastet ist. B. 7. Reset device according to claims i to 6, characterized in that that the train connection (12 to 16) is designed as a self-locking toggle mechanism so that the actuating rod (17) is relieved after closing. B. Rückstellvorrichtung nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei symmetrische Systeme (21, 22 in Abb. 4) von Zusatzfedern angeordnet werden. Reset device according to claims i to 7, characterized in that two symmetrical systems (21, 22 in Fig. 4) can be arranged by additional springs. 9. Rückstellvorrichtung nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Kennlinie des Rückstellsystems durch Andern der Vorspannung der Zusatzfedern erfolgt.9. Reset device according to claims i to 8, characterized in that the influencing of the characteristic of the return system is done by changing the preload of the auxiliary springs.