DE1281477B - Drehgestell, insbesondere fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B61f

Deutsche KL: 2Od-3/01

Nummer: 1281477

Aktenzeichen: P 12 81 477.6-21 (L 30602)

Anmeldetag: 16. Juni 1958

Auslegetag: 31. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft ein Drehgestell, welches insbesondere für Schienenfahrzeuge bestimmt ist. Drehgestelle, die einen in Querrichtung fest mit den Achslagern verbundenen Rahmenquerträger und eine den Fahrzeugaufbau tragende und führende Wiege haben, welche mit dem Rahmenquerträger durch seitliche, pendelartige Organe in Verbindung steht, sind bereits bekannt. Bei einem dieser bekannten Drehgestelle umgibt die als unten offenes Gehäuse ausgebildete Wiege das Untergestell und ist mit diesem durch räumlich schwingende Pendel verbunden. Dabei handelt es sich um eine wirkliche Aufhängung der Wiege mit Hilfe der Pendelorgane, die auf Zug beansprucht werden, wobei das Gewicht des getragenen Wagenkastens auf die unteren Schwingachsen der pendelartigen Organe wirkt.

Bei einem anderen bekannten Drehgestell ruht der Wagenkasten auf der Wiege mit Hilfe von Pendelstützen in Form von doppelpilzförmigen Körpern mit bikonkaven Gummikörpern, wobei die Führung ao des Wagenkastens in bezug auf die Wiege durch einen zentralen, als Drehzapfen dienenden Gummihohlkörper erfolgt. Die Wiege ihrerseits ruht auf dem Untergestell unter Vermittlung von Gummikegeln.

Es ist ferner ein Drehgestell mit Schwingstützen as bekannt, die auf Druck beansprucht zwischen der Untergestelltraverse und einem Querträger des Wagenkastens eingeschaltet sind. Diese Schwingstützen können aber lediglich Schwingungen ausführen, die durch die Drehlagerung der Wiegentraverse um einen vertikalen Drehzapfen zugelassen werden, welcher in die Untergestelltraverse eingreift. Dabei sind zwischen dem Drehgestell und einem Federteller zusätzlich kleine Stangen eingeschaltet, die aber lediglich auf Zug beansprucht werden. Schließlieh ist es auch an sich bereits bekannt, bei einem Schienenfahrzeug pendelnde Organe in Form von umgekehrten Pendeln anzuordnen, die leicht gegen die Vertikale geneigt, auf Druck beansprucht und um horizontale Längsachsen schwingbar gelagert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gewicht des Fahrzeugaufbaus auf einem Drehgestell unter Verwendung von pendelartigen Organen abzustützen, die gegenüber den Vertikalen ebenfalls leicht geneigt sein sollen, wobei die Abstützung des Fahrzeugaufbaus so ausgebildet sein soll, daß die Stützkonstruktion imstande ist, auch Seitenkräfte aufzunehmen, und daß sie nach einer Auspendelung stets wieder in ihre Mittelstellung gelangt. Ferner so sollen die Pendelbewegungen sowie Schwingungen und Vibrationen gut gedämpft werden.

Drehgestell, insbesondere für Schienenfahrzeuge

Anmelder:

Luxembourgeoise de Brevets et de Participations, Societe anonyme, Luxemburg

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. F. Eitner, Patentanwalt,

8000 München, Erhardstr. 8

Als Erfinder benannt:
Jean Felix Pauken, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 18. Juni 1957 (741 201)

Diese Aufgabe wird bei einem Drehgestell der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die pendelärtigen Organe, welche die Wiege mit dem Rahmenquerträger verbinden, aus mindestens zwei gegen Zusammendrückung widerstandsfähigen, kurbelstangenartigen Pendelstützen bestehen, von denen jede um zwei horizontale, zur Längsrichtung parallele Achsen schwingbar gelagert ist, von denen die untere Schwingachse mit dem Rahmenquerträger und die obere Schwingachse mit der Wiege verbunden ist, wobei diese Pendelstützen leicht gegen die Vertikale geneigt sind, derart, daß die beiden oberen Schwingachsen näher aneinander liegen als die entsprechenden unteren Schwingachsen und zwischen mindestens einer der Pendelstützen und mindestens einem der Querträger elastische Mittel eingeschaltet sind, welche die Wiege ständig in ihre Mittellage zurückführen.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen eines solchen Drehgestelles sind im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, welche zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulichen.

F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein erfindungsgemäß ausgebildetes Drehgestell für ein Schienenfahrzeug;

Fig. 2, 3 und 4 zeigen das Drehgestell nach F i g. 1 in Seitenansicht, in teilweise geschnittener Draufsicht bzw. im Vertikalschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2;

F i g. 5 und 6 zeigen in größerem Maßstab eine Einzelheit der Fig. 3 bzw. einen Teil des Dreh-

809 629/1127

3 4

gestells, nach der Linie VI-VI der Fig. 4 ge- W₁ untergebracht sein, um der inneren Bohrung die schnitten; richtige Größe zu geben.

F i g. 7 und 8 zeigen schließlich in teilweise abge- Die auf diese Weise verwirklichte Anordnung der

brochener Draufsicht bzw. im Vertikalschnitt nach Wiege 2 in bezug auf den Rahmenquerträger 1 entder Linie VIII-VIII der Fig. 7 eine weitere Aus- 5 spricht einer umgekehrten Pendelaufhängung. Um führungsform des Drehgestells gemäß der Erfindung. die Stabilität dieser Aufhängung zu gewährleisten, Das Drehgestell besteht im wesentlichen aus verleiht man den Pendelstützen 3, wie aus F i g. 4 einem Rahmenquerträger 1, einer Wiege 2, die von ersichtlich ist, eine leichte Neigung φ (vorzugsweise Pendelstützen 3 getragen wird, Schwinghebeln 4, in der Größenordnung von 4 bis 10°) in bezug auf welche die Achslager 5 der Achswellen 6 tragen, auf io die Vertikale, wobei die oberen Gelenkachsen der denen die Räder 7 des Drehgestells montiert sind, Mitte des Drehgestells näher liegen als die unteren und in Längsrichtung verlaufenden Kompressions- Gelenkachsen. Auf diese Weise kommt zu dem federn 8. elastischen Rückführungsdrehmoment, welches sich

Die Wiege 2 trägt in ihrem Mittelteil «in Dreh- aus den verwendeten Gelenkverbindungen ergibt, zapfenlager 9 zur Aufnahme des Drehzapfens des 15 ständig ein Drehmoment, welches sich aus der Fahrzeugaufbaus und an ihren Enden Stützflächen Schwerkraft ergibt.

10, welche zur Abstützung von Reibungsstüeken 11 Die Slütefläehen 10 der Wiege 2 sind vorzugsweise

od. dgl., zum Beispiel in Form von Kreissektoren, senkrecht zu den Psndelstützen 3 angeordnet, wodienen, welche die Last des Fahrzeugaufbaus tragen durch yermicden -wird, daß die Wiege 2 vertikalen (Fig.4). ao Biegungsbeanspruehunge» unterworfen wird, außer-

Jede Pendelstütze 3 besteht aus zwei Streben, die dem wird das Gewicht derselben verringert, eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Knickung auf- Elastische Anschläge20 (Fig. 1, 3 und 4), welche

weisen und die um zwei horizontale, parallele Achsen an dem Rahmenquerträger 1 befestigt sind, foegrengelenkig gelagert sind, von denen die eine mit dem zen die Querbewegungen der Wiege % in bezug auf Rahmenquerträger 1 und die andere mit der Wiege 2 as den Rahmenquerträger J, indem sie die Pendelverbunden ist. stützen 3 daran hindern, bei ihren Schwingbewßgwn-Die beiden Streben einer jeden Pendelstütze 3, gen die vertikale Stellung zu überschreiten, jenseits welche vorzugsweise parallel angeordnet und durch derer die Aufhängung unstabil werden würde, eine starre Verstärkung 12 (Fig. 6) gegenseitig ver- Fig. 3 zeigt im unteren Teil im Axialschnitt die steift sind, sind gelenkig auf den beiden gleichen 30 Anlenkung einer der Pendelstütze» 3 an dem Achsen in der vorstehend beschriebenen Weise ge- Rahmenquerträger 1.

lagert. Zu diesem Zweck sind die Streben durch Was die Aufhängung des Rahmenquerträgers 1

Hülsen 13 (F i g. 6) verbunden, welche die Gelenk- in bezug auf die Achslager 5 bzw. die Achswellen 6 achsen konzentrisch umgeben. Andererseits sind die betrifft, so wird dieselbe vorteilhaft durch Schwingseitlichen Anschlüsse des Querträgers 1 bzw. der 35 hebel 4 bewerkstelligt, welche an dem Rahmenquer-Wiege 2 gleichfalls durch Hülsen 14 verbunden, wel- träger 1 etwa auf die gleiche Art angelenkt sind, wie ehe konzentrisch um die Hülsen 13 herum angeordnet sie bereits bei den Gelenkverbindungen der Pendelsind. Eine ringförmige Kautsehukmasse 15, welche stützen 3 besehrieben worden ist. Daher findet man für die elastische Rückführung sorgt, ist zwischen bei jedem dieser Gelenke Einzelteile, die den oben den Hülsen 13 und 14, an denen sie haftet, an den 40 beschriebenen analog sind, d. h. mindestens eine axialen Enden der Baugruppe eingefügt, während innere Hülse21 (Fig. 3 und 5), die durch axiale eine viskose Masse 16, welche für die Dämpfung Festklemmung mittels eines Bolzens 22 und einer sorgt, in dem Zwischenraum von geringer Weite Mutter 23 mit mindestens einer Lasche 24 des untergebracht ist, welcher mit den inneren Hülsen 13 Rahmenquerträgers 1 und mit einer Walze 25 ververbundene Walzen 17 yon dem mittleren Teil der 45 bunden ist, eine äußere Hülse 26, die mit dem entäußeren Hülsen 14 trennt. Die Verbindung der inne- sprechenden Schwinghebel 4 verbunden ist, minren Hülsen 13 mit der Walze 17 und den Streben der destens eine ringförmige Kautsehukmasse 27, die Pendelstütze 3 wird vorzugsweise durch axiale gleichzeitig an den beiden Hülsen 21 und 26 haftet, Klemmung mit Hilfe von durch die Hülsen hindurch- einen Film aus viskosem Werkstoff 28, der auf den gehenden Schraubenbolzen 19 und Muttern 18 ge- 50 gegenüberliegenden Flächen der Walze 25 und der sichert. Hülse 26 haftet bzw. klebt, und gegebenenfalls

Die viskose Masse 16 besteht beispielsweise aus mindestens eine Buchse 29.

mindestens einem Polymer, welches ausgehend von Um die von diesen Gelenkverbindungen während

einem organischen Monomer, z.B. einem Äthylen- der vertikalen .Schwingungen der Räder7 in bezug karbid CJS_2n, dessen molekularer Aufbau nur eine 55 auf den Rahmenquerträger 1 entwickelten RückDoppelbindung besitzt, hergestellt ist. Eine Vorzugs- führungs- und Dämpfungskräfte zu vervollständigen, weise zur Anwendung kommende Zusammensetzung versieht man die Schwinghebel 4 mit Stützflächen 30 dieser Masse 16 besteht aus Polyisobutylenen mit (F i g. 3), von denen jede sich an seinem Ende einer einem zwischen 5000 und 25 000 liegenden Mole- längs verlaufenden Kompressionsfeder 8 abstützt, die kulargewicht, die gegebenenfalls aus Polyisobutyle- 60 oberhalb des Rahmenquerträgers 1 gelagert ist. Zu nen mit einem noch höheren Molekulargewicht in diesem Zweck ist jeder Schwinghebel 4 nach Art der Größenordnung von 80 000 gemischt sein kön- eines Kniehebels ausgebildet, dessen Kniespitze im nen. Anstatt dessen können auch z. B. gewisse wesentlichen oberhalb der Gelenkachse liegt. Dieses Silikon-Elastomere od. dgl. verwendet werden. Die Knie stützt sich gegen das Ende der Kompressions-Weite des mit der Masse 16 gefüllten Zwischen- 65 feder 8, die aus einem Stapel von abwechselnd raumes bewegt sich vorzugsweise in der Größen- hintereinander angeordneten Kautschukseheiben 31 Ordnung von ⁵I₁₀₀ bis einige Zehntel Millimeter. In (Fig. 2 und 3) und metallischen Stützscheiben 32 der äußeren Hülse 14 kann mindestens eine Buchse besteht, welche mit Vorsprüngen zur Sicherung ihrer

Zentrierung versehen sind. Eine solche Kompressionsfeder bietet den Vorteil, daß sie leichter ist als äquivalente Schraubenfedern aus Stahl und daß sie selbst eine nicht zu vernachlässigende Dämpfungswirkung abgibt.

Es sei bemerkt, daß man anstatt der Kompressionsfeder 8 aus Metallgummi auch irgendwelche andere Federn verwenden kann, z. B. pneumatische oder gemischte Federn, vorzugsweise solche, die aus einem schraubenförmigen Balg aus verseiltem Gewebe in Kombination mit mindestens einer Schraubenfeder bestehen.

Um die Dämpfung in bezug auf Schwingungen höherer Frequenz in den verschiedenen Radialrichtungen der Gelenke zu vervollständigen, sind außerdem ringförmige oder runde Polster 33 und 34 aus einem elastischen Werkstoff, wie Kautschuk oder einem elastomeren Stoff, angeordnet, und zwar zwischen den Achslagergehäusen 5 und den Schwinghebeln 4 (Fig. 3) und zwischen dem Drehzapfenlager 9 und der Wiege 2 (Fig. 4).

Bei der in den F i g. 1 bis 6 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung liegen die Achslager entsprechend der üblichen Anordnung an den Außenseiten der Räder 7, wodurch dem Rahmenquerträger 1 eine verhältnismäßig bedeutende Rückführkraft gegen Roll- oder Schlingerbewegungen erteilt wird. Die Kompressionsfedern 8 sind dann in bezug auf die Schwinghebel 4 etwas nach der Außenseite des Drehgestells versetzt, und die Wiege 2 mit ihrer Aufhängung liegt zwischen diesen Federn.

Gemäß einer in den F i g. 7 und 8 dargestellten Abwandlung der Erfindung liegen die Achslager 5 innerhalb des Zwischenraumes zwischen den Rädern 7, d. h. an den Innenseiten der Räder, und die Schwinghebel 4 sind demgemäß ebenfalls innerhalb dieses Zwischenraumes angeordnet. In diesem Fall ist die auf den Rahmenquerträger 1 wirkende, den Roll- oder Schlingerbewegungen entgegenwirkende Rückstellkraft gering, und es werden daher vorteilhaft Mittel vorgesehen, um diese Rückstellkraft zu steigern. Hierzu dienen beispielsweise elastische Mittel, wie z. B. ein auf der rechten Seite der Fig. 7 erkennbarer Gummiblock 35. Diese elastischen Mittel verbinden die beiden Schwinghebel 4 der gleichen Achswelle 6 derart, daß jede Winkelverschiebung eines der Schwinghebel das Bestreben hat, elastisch eine entsprechende Winkelverschiebung des anderen Schwinghebels nach sich zu ziehen.

Andere Mittel dieser Art bestehen aus einer starren Verbindung der beiden Schwinghebel 4. Diese starre Verbindung wendet man an, wenn man eine große Starrheit gegenüber Roll- oder Schlingerbewegungen erzielen will. Sie wird beispielsweise erreicht, indem man die beiden Schwinghebel 4 als einen einzigen Körper 36 formt (linke Seite der F i g. 7). Dadurch wird die Achswelle 6 gezwungen, sich ständig parallel zu sich selbst zu verschieben, ausgenommen in der Nähe der Torsionselastizität, welche dem die beiden Schwinghebel 4 verbindenden Körper 36 innewohnt. In letzterem Fall sind die beiden Schwinghebel 4, wie aus F i g. 7 ersichtlich ist, an den Rahmenquerträger 1 mit Hilfe ein und derselben doppelten Gelenkverbindung der vorstehend beschriebenen Art angelenkt.

Es kann vorteilhaft sein, die Kompressionsfeder 8 aufzuteilen und sie aus zwei Federn S₁ und 8₂ (Fig. 7 und 8) zusammenzusetzen, um die vertikale Bauhöhe zu verringern. In diesem Fall läßt man die Wiege 2 über die elastische Baugruppe hinweggreifen (F i g. 7 und 8). Die zur Verbindung der Wiege 2 mit dem Rahmenquerträger 1 dienenden Pendelstützen stehen dann ebenso wie die Stützflächen 10 in Querrichtung über die Federn S₁ und 8₂ vor.

Für die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist es wesentlich, daß sämtliche im Hauptanspruch enthaltenen Merkmale bei dem Drehgestell vorhanden sind. Die Ansprüche 2 bis 8, die als echte Unteransprüche gelten, bilden dieses Drehgestell nur weiter, ohne daß für die in ihnen enthaltenen Merkmale ein selbständiger Schutz beansprucht wird.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Drehgestell, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit einem Rahmenquerträger, der in Querrichtung fest mit den Achslagern verbunden ist, und einer Wiege, die den Fahrzeugaufbau trägt und führt und die mit dem Rahmenquerträger durch seitliche, pendelartige Organe in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die pendelartigen Organe aus mindestens zwei gegen Zusammendrückung widerstandsfähigen, kurbelstangenartigen Pendelstützen (3) bestehen, von denen jede um zwei horizontale, zur Längsrichtung parallele Achsen schwingbar gelagert ist, von denen die untere Schwingachse mit dem Rahmenquerträger (1) und die obere Schwingachse mit der Wiege (2) verbunden ist, wobei die Pendelstützen leicht gegen die Vertikale geneigt sind, derart, daß die beiden oberen Schwingachsen näher aneinander liegen als die entsprechenden unteren Schwingachsen und zwischen mindestens einer der Pendelstützen und mindestens einem der Querträger elastische Mittel eingeschaltet sind, welche die Wiege ständig in ihre Mittellage zurückführen.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der zwischen den Pendelstützen (3) und ihren Schwingachsen angeordneten Gelenke als elastische stoßdämpfende Gelenkverbindung ausgebildet ist, deren Elastizität durch die Deformationen einer Masse aus Kautschuk oder Kunststoff gewährleistet ist, der sich unter Vorspannung in den Gelenken befindet.

3. Drehgestell nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pendelstütze (3) aus zwei gleichen, parallel zueinander verlaufenden Streben besteht.

4. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Pendelstützen (3) zur Vertikalen (Winkel φ) in der Größenordnung zwischen 4 und 10° liegt.

5. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiege (2) mit seitlichen Stützflächen (10) zur Aufnahme des Gewichtes des Fahrzeugaufbaues und mit einem mittleren Drehzapfenlager (9) versehen ist.

6. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehzapfenlager (9) von der Wiege (2) durch ein ringförmiges Polster (34) aus elastischem Material getrennt ist (Fig. 8).

7. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Stützflächen (10) der Wiege (2) senkrecht über den Pendelstützen (3) angeordnet sind.

8. Drehgestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rahmenquerträger (1) elastische Anschläge (20) zur Begrenzung der Querbewegungeji der Wiege (2) befestigt sind, welche verhindern, daß die Pendelstützen (3) bei ihren

Schwingbewegungen die vertikale Stellung überschreiten.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 666 912, 668198, 825425, 837549, 945 246;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1004 218, 1009 219;

französische Patentschrift Nr. 1061257; ω USA.-JPatentschriften Nr. 2342484, 2433 902.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen