DE2313887B2

DE2313887B2 - Reibungsarme, gefederte und wiegenlose fuehrung und abstuetzung zwischen dem wagenkasten und den drehgestellen von schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2313887B2
Application number: DE19732313887
Authority: DE
Inventors: György; Juhasz Ernö; Zupan Peter; Budapest Gaspar
Original assignee: Ganz-Mavag Mozdony-, Vagon- Es Gepgyar, Budapest
Priority date: 1972-03-20
Filing date: 1973-03-20
Publication date: 1977-08-18
Also published as: YU55873A; DE2313887A1; DE2313887C3; YU36118B; ES412800A1; CS188312B1; HU164237B; BR7301936D0

Description

Bekannt und vielfach üblich sind Schienenfahrzeuge, deren Wagenkasten über eine Wiege auf dem Drehgestellrahmen abgestützt ist, wobei der Horizontalführung zwischen Wagenkasten und Drehgestell ein

Drehzapfen dient. Der Wiegebalken und insbesondere seine Aufhängung im Drehgestellrahmen ermöglicht begrenzte Querbewegungen zwischen Wagenkasten und Drehgestell, wodurch die Einwirkung der von der Radführung im Gleis herrührenden dyna-

as mischen Querkräfte auf den Wagenkasten gemildert wird. Gleichzeitig ist die Wiegenanordnung so getroffen, daß nach einer Auslenkung zwischen Wagenkasten und Drehgestell diese in ihre Normalstellung zueinander zurückgeführt werden. Der Drehzapfen

dient neben der Horizontalführung insbesondere der Übertragung der Brems- und Antriebskräfte zwischen Wagenkasten und Drehgestell. Diese Lösungen haben jedoch trotz ihres hohen Entwicklungsstandes und des mit ihnen erzielbaren Komforts eine Reihe von Nachteilen. Insbesondere sind sie kompliziert und kostspielig, sich verändernde Reibungsverhältnisse ergeben veränderliche mechanische Kennwerte, der Wartungs- und Unterhaltsaufwand ist hoch und schließlich ist der Gewichts- und Raumbedarf hoch.

Um die geschilderten Nachteile zu verringern, wurden nicht nur die Wiegendrehgestelle und ihre Verbindung mit dem Wagenkasten konstruktiv verbessert, sondern es wurden auch wiegenlose Drehgestelle entwickelt, bei denen der Wagenkasten statt über eine Wiege über Schraubenfedern auf dem Drehgestell abgestützt wird. Diese wiegenlosen Drehgestelle haben den Vorteil, daß sie konstruktiv relativ einfach sind, weil die teure und aufwendige Wiegenkonstruktion wegfällt und die Schraubenfedern gleichzeitig der lot-

rechten Federung und der Querführung zwischen Wagenkasten und Drehgestell dienen. Ihr Nachteil ist jedoch, daß die relativ hohe Quersteifigkeit der Schraubenfedern hohe Spurkranzdrücke beim Durchfahren von Kurven ergibt, was wieder zu hohem Spurkranz- und Schienenverschleiß führt. Außerdem läßt der mit diesen Lösungen erzielbare Komfort zu wünschen übrig.

Der Spurkranzverschleiß wird nun bei einer bekannten Lösung verringert, bei der zwischen einer lot-

^o rechten, in den Drehgestellrahmen hineinragenden Konsole des Wagenkastens und dem Drehgestellrahmen Metall-Gummifederelemente angeordnet sind (DT-OS 1605072). Durch Anordnung und Ausbildung sind die Federelemente in Fahrzeuglängsrichtung relativ steif, in Fahrzeugquerrichtung dagegen relativ weich. Dadurch können Brems- und Antriebskräfte relativ spiellos zwischen Wagenkasten und Drehgestell übertragen werden, während die Quer-

führung relativ weich ist. Die Federelemente sind auch so angeordnet, daß sie relativ große federnde lotrechte Bewegungen zwischen Wagenkasten und Drehgestell zulassen. Diese Lösung enthält im einzelnen jedoch nichts über die seitliche Abstützung des Wagenkastens auf dem Drehgestell und über die Abstimmung der Nachgiebigkeit der Federelemente in den verschiedenen Federrichtungen.

Eine im Zusammenhang mit der Erfindung interessierende Art der seitlichen Abstützung des Wagenkastens auf dem Drehgestell ist nun /war ebenfalls offenbart (DT-OS 1605056). Diese Abstützung erfolgt mit hintereinander geschalteten Schrauben- und Gummifedern in der Art, daß sich jede Schraubenfeder am einen Fahrzeugteil (Wagenkasten oder Drehgestellrahmen) drekt, am anderen Fahrzeugteil (Drehgestellrahmen oder Wagenkasten) über die jeweilige, als geschichtete Gummifeder ausgebildete Gummifeder abstützt. Diese Lösung offenbart aber nichts über die Horizontalführung unter Einschluß der Übertragung der Brems- und Antriebskräfte zwischen Wagenkasten und Drehgestell. Diese Art der Abstützung in Verbindung mit einer besonderen Querführung ist zwar ebenfalls bekannt (DT-OS 1530090), diese Querführung ist aber eine relativ aufwendige Lenkerführung.

Schließlich ist eine Wagenkastenabstützung auf dem Drehgestellrahmen bekanntgeworden, bei der seitlich angeordnete, quaderförmige Gummielemente Anwendung finden (DT-OS 2001 282). Diese Gummielemente sind so angeordnet, daß die längeren Grundflächenseiten in Fahrzeuglängsrichtung liegen. Im übrigen handelt es sich aber um ein übliches Wiegendrehgestell.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung zwischen Wagenkasten und Drehgestell zu schaffen, die zumindest den Komfort hochentwickelter Wiegendrehgestelle bietet, dabei aber baulich wesentlich einfacher und verschleißarm ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wendet die Erfindung die Kombination der folgenden, je für sich bekannten Merkmale an:

a) an beiden Fahrzeuglängsseilen sind zwischen dem Drehgestellrahmen und- dem Fahrzeugkasten Schraubenfedern angeordnet, die sich am einen der beiden Fahrzeugteile direkt, am anderen Fahrzeugteil über ebene, geschichtete Gummistützfedern abstützen,

b) zwischen dem Drehgestellrahmen und dem unteren Ende einer lotrecht nach unten in den Drehgestellrahmen ragenden Konsole des Fahrzeugkastens sind - in Fahrte Liglängsrichtung zu beiden Seiten der Konsole einander gegenüberliegend - geschichtete Gummifedern angeordnet, die sowohl mit der Konsole als auch mit dem Drehgestellrahmen fest verbunden sind,

c) sowohl die Gummistützfedern nach dem Teilmerkmal a) als auch die Gummifedern nach dem Teilmerkmal b) sind quaderförmig derart, daß die längeren Grundflächenseiten in Fahrzeugquerrichtung weisen, wogegen die kürzeren Grundflächenseiten der der Abstützung dienenden Gummifedern in Fahrzeuglängsrichtung, die kürzeren Grundflächenseiten der der Führung dienenden Gummifedern senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind.

Ein Schienenfahrzeug mit diesen Merkmalen ist baulich einfach, weil die im allgemeinen übliche Wiege und der mit ihr verbundene Aufwand wegfallen. Trotzdem ist der Komfort nicht schlechter als bei Wiegendrehgestellen. Der lotrechten Federung dienen vor allem die Schraubenfedern, wie sie allgemein auch in einer Wiege Verwendung finden. Die Horizontalbewegungen zwischen Wagenkasten und Drehgestell sind aber noch weicher als bei einem Wiegendrehgestell durch deren Wiegenpendel. Beim Durchfahren von Kurven wird der Einstellung der Drehgestelle unter dem Wagenkasten ein Widerstand entgegengesetzt, der nahe dem erreichbaren Minimum liegt. Hierdurch und durch die verwendeten, Verschleißes freien Elemente ist schließlich ein Verschleiß in der Führung zwischen Wagenkasten und Drehgestellen praktisch nicht vorhanden. Die Quaderform der laminierten Gummifedern ermöglicht dabei in den verschiedenen horizontalen Richtungen die für die jeweilige Richtung erwünschte Federungs- bzw. Führungscharakteristik in optimaler Weise. Die erfindungsgemäße Kombination der angeführten drei Merkmale erfüllt damit die gestelle Aufgabe in optimaler Weise, nämlich zuverlässig und einfach.
^a5 Weitere Merkmale, die die erfindungsgemäße Lösung ausgestalten, sind Gegenstand der Unteiansprüche, für deren Gegenstände kein selbständiger Schutz geltend gemacht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Drehgestelles,

Fig. 2 den Längsmittenschnitt des obigen Drehgestelles,
Fig. 3 die Draufsicht desselben Drehgestelles, und

Fig. 4 einen Querschnitt des Drehgestelles, schematisch dargestellt.

Radsätze 1 des Drehgestelles sind über Winkelhebel-Radlenker 2 in der üblichen Weise an einen Drehgestellrahmen 3 unter Zwischenschaltung einer zwischen Radsatz und Drehgestellrahmen vorgesehene sogenannte Primärfederung 4 (Fig. 1 und 2) angeschlossen.

Ein Fahrzeugkasten 5 stützt sich senkrecht, über an beiden Längsseiten des Drehgestelles außen angebrachte Schraubenfedern 6 und damit in Reihe geschaltete laminierte Wagenkasten-Gummistützfedern 7 gegen Konsolen des Drehgestellrahmens 3 ab.

Ein Teil der Zug- und Bremskräfte, ferner der Fahrzeugquerkräfte wird über eine Konsole 9 auf den Fahrzeugkasten S bzw. das Drehgestell übertragen. Weitere laminierte Gummifedern 10 sind zwischen der am Fahrzeugkasten befestigten, nach unten ragenden Konsole 9 und dem Drehgestellrahmen 3 mit entsprechender Vorspannung in waagerechter Lage eingebaut.

Die Ebenen zwischen den Schraubenfedern 6 und den Wagenkasten-Gummistützfedern 7 sind mit einer Stabilisatorvorrichtung 8 verbunden, deren Gestaltung in Fig. 3 und 4 gut erkennbar ist. Zwischen dem Drehgestellrahmen 3 und dem Fahrzeugkasten 5 bzw. der Konsole 9 sind Gummianschläge 12 angebracht.

Zwischen der am Fahrzeugkasten S befestigten Konsole 9 und dem Drehgestellrahmen 3 sind die Iaminierten Gummifedern 10 mit entsprechender Vorspannung mit Hilfe einer zweckmäßig ausgebildeten einstellbaren Vorspannvorrichtung 11 eingebaut, die nach ihrem Einbau auch beim Aus- und Einbinden

des Drehgestelles zwischen den Gummifedern 10 verbleibt. Durch die einstellbare Vorspannvorrichtung 11 läßt sich die Steifigkeit der resultierenden Querfederung des Fahrzeuges beeinflussen.

Die an den äußeren Längsseiten des Drehgestelles angebrachten, aus in Reihe geschalteten Schraubenfedern 6 und Wagenstützgummifedern 7 bestehenden Federsysteme sind gegen außerhalb der Längsträger des Drehgestelles abgesenkt angeordnete Konsolen abgestützt.

Zwischen der Stabilisatorvorrichtung 8 und dem Drehgestellrahmen 3 ist zur Dämpfung der senkrechten Schwingungen ein Schwingungsdämpfer 13 eingebaut, während zur Dämpfung der Querschwingungen und der Neigung zum Taumeln Schwingungsdämpfer 14 zwischen Querträger des Drehgestellrahmens und dem Hauptquerträger des Fahrzeugkastens S vorgesehen sind.

Die Federsysteme der elastischen Verbindung zwischen dem Drehgestell nach der Erfindung und dem Wagenkasten wirken wie folgt:

Die in der Sekundär-Federstufe befindlichen Schraubenfedern 6 und die daran angeschlossenen Gummifedern 7 werden zusammen mit den den Drehzapfen ersetzenden laminierten Gummifedern 10 unter Wirkung der im Betrieb auftretenden Kräfte verhältnisgleich ihren auf ihrer Achse senkrechten Steifigkeiten in Fahrzeug-Quer- und Längsrichtung ausgelenkt. Aus diesem Grunde sind die laminierten Gummistützfedern 7 und die laminierten Gummifedem 10 von Rechteckform. Das Verhältnis der Seitenlängen des Rechteckes ist so bestimmt, daß das hieraus entstandene Federsystem in Fahrzeug-Querrichtung die gewünschte Rückstellkraft liefert und zugleich der kleinstmögliche Krümmungswiderstand erreicht wird.

Die senkrechte Schwingung des Fahrzeugkastens 5 wird durch die mit Gummigelenk eingespannten, zwischen der Stabilisatorvorrichtung 8 und dem Drehgestellrahmen 3 montierten Schwingungsdämpfer 13,

¹S die Querschwingungen sowie das Taumeln des Drehgestelles hingegen werden durch den zwischen dem Querträger des Drehgestellrahmens 3 und dem Hauptquerträger des Fahrzeugkastens 5 montierten, gleichermaßen mit Gummigelenk ausgeführten Schwingungsdämpfer 14 gedämpft.

Bei etwa der Hälfte der maximalen Querverstellung stößt die Seitenfläche der Konsole 9 an einem auf dem Drehgestellrahmen 3 montierten Gummianschlag 12 auf, durch welchen bei der weiteren Verschiebung die

^a5 auf den Fahrzeugkasten 5 wirkende Rückstellkraft progressiv erhöht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reibungsarme, gefederte und wiegenlose Führung und Abstützung zwischen dem Wagenkasten und den Drehgestellen von Schienenfahrzeugen, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden für sich bekannten Merkmale:

a) an beiden Fahrzeuglängsseiten sind zwischen dem Drehgestellrahmen und dem Fahrzeugkasten (S) Schraubenfedern (6) angeordnet, die sich am einen der beiden Fahrzeugteile direkt, am anderen Fahrzeugteil über ebene, geschichtete Gummistützfedern (7) abstützen,

b) zwischen dem Drehgestellrahmen und dem unteren Ende einer lotrecht nach unten in den Drehgestellrahmen ragenden Konsole

(9) des Fahrzeugkastens (S) sind - in Fahrzeuglängsrichtung zu beiden Seiten der Konsole einander gegenüberliegend - geschichtete Gummifedern (10) angeordnet, die sowohl mit der Konsole als auch mit dem Drehgestellrahmen fest verbunden sind,

c) sowohl die Gummistützfedern (7) nach dem Teilmerkmai a) als auch die Gummifedern

(10) nach dem Teilmerkmal b) sind quaderförmig derart, daß die längeren Grundflächenseiten in Fahrzeugrichtung weisen, wogegen die kürzeren Grundflächenseiten der der Abstützung dienenden Gummifedern in Fahrzeuglängsrichtung, die kürzeren Grundflächenseiten der der Führung dienenden Gummifedern senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind.

2. Führung und Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Schraubenfeder!» (6) am Drehgestellrahmen direkt, am Wagenkasten über die geschichteten Gummistützfedern (7) abgestützt sind.

3. Führung und Abstützung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geschichteten Gummifedern, zumindest aber die Gummifedern (10) zwischen Konsole (9) und Drehgestellrahmen, in Richtung ihrer Längsachsen vorgespannt sind.

4. Führung und Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den seitlichen Abstützfedern eine horizontal wirkende Stabilisierungsvorrichtung (8) zwischen den Gummistützfedern (7) und den Schraubenfedern (6) zugeordnet ist.

5. Führung und Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Querspiel zwischen Fahrzeugkasten und Drehgestell durch von etwa der Hälfte des zulässigen Querspieles an progressiv wirksam werdende elastische Anschläge (Gummianschlag 12) begrenzt wird.

6. Führung und Abstützung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den geschichteten Gummifedern (10) zwischen Konsole (9) und Drehgestellrahmen eine Vorrichtung (Vorspannvorrichtung 11) zur Änderung der Vorspannung zugeordnet ist.

7. Führung und Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfedern zwischen Fahrzeugkasten und

Drehgestell gegen außerhalb der Drehgesteillängsträger abgesenkt ausgebildete Konsolen abgestützt sind .

8 Führung und Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Drehgestellrahmen (3) und Stabilisatorvorrichtung (8) ein Schwingungsdämpfer (13) und zwischen Querträger des Drehgestellrahmens und dem Hauptquerträger des Fahrzeugkastens (5) weitere Schwingungsdämpfer (14) eingebaut sind.