DE2100616A1

DE2100616A1 - Device for reducing wheel relief in rail vehicles

Info

Publication number: DE2100616A1
Application number: DE19712100616
Authority: DE
Inventors: Edmund 4000 Düsseldorf; Asbach Friedhelm 4000 Düsseldorf-Gerresheim Pietrowski
Original assignee: IBEG Ingenieurbüro für technische Entwicklungen GmbH, 4000 Düsseldorf
Priority date: 1971-01-07
Filing date: 1971-01-07
Publication date: 1972-08-31

Description

Vorrichtung zur Minderung von Radentlastungen bei Schienenfahrzeugen bei Schienenfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die an Schienenfahrzeugen zur Minderung von Radentlastungen verwendet werden kann. Schienenfahrzeuge besitzen allgemein mindestens vier oder mehr Räder und sind damit statisch unbestimmt. Durch Gleisverwerfungen in senkrechter Richtung und zusätzlich durch Gleisüberhöhungen, insbesondere beim Einlauf in Gleisbögen, müssen die Räder von Schienenfahrzeugen in senkrechter Richtung einstellbar sein, was durch die Federung und durch eine ausreichend elastische Durchbildung des Wagenoberbaues sicherzustellen ist. Bei verwindungssteifen Wagenkonstruktionen reichen die bisher bekannten Federungsarten in unbeladenem Zustand der Fahrzeuge im allgemeinen nicht aus, um die oben erläuterten senkrechten Gleisunterschiede aufzunehmen und dabei noch eine ausreichende Belastung aller Räder auf der Schiene zu gewährleisten. Zu große Radentlastungen führen zum Auflaufen des Spurkranzes und damit zur Entgleisung. Device for reducing wheel relief in rail vehicles in rail vehicles The invention relates to a device that is used on rail vehicles can be used to reduce wheel relief. Own rail vehicles generally at least four or more wheels and are therefore statically indeterminate. By Track warping in the vertical direction and additionally due to excessive track elevation, The wheels of rail vehicles must, in particular, when entering curved tracks be adjustable in the vertical direction, what by the suspension and by a sufficient elastic formation of the superstructure is to be ensured. at The previously known types of suspension are sufficient for torsion-resistant wagon constructions in the unloaded state of the vehicles generally does not count towards the above take up vertical track differences and still have sufficient load of all wheels on the rail. Too much wheel relief lead to Accumulation of the wheel flange and thus derailment.

Bei mit Mittelpufferkupplungen ausgerüsteten Wagen ergeben sich erhöhte Querkräfte auf die Radspurkränze im Falle ungünstiger Bremszustände, nämlich dann, wenn der Zugverband nicht gestreckt bleibt. Das immer vorhandene Querspiel des Radsatzes führt hierdurch zu einer Schrägstellung des Wagens im Gleis, wodurch über die sich diametral gegenüberliegenden Räder erhebliche Querkräfte ins Gleis abgeleitet werden. Sofern die Radbelastungen nicht ausreichend sind, kommt es zum Aufklettern des Spurkranzes. Verwindungsweiche Wagenkonstruktionen ermöglichen infolge der Krafteinleitung über die Kupplung und durch das hiermit verbundene Drehmoment eine Erhöhung der Radlast der mit ihrem Spurkranz an der Schiene anliegenden Räder. Verwindungselastische Wagen konstruktionen sind demzufolge entgleisungssicherer als verwindungssteife. Eine gewisse Verwindungselastizität besitzt jede wagenkonstruktion. In den meisten Pällen ist diese jedoch nicht ausreichend, um kritische Radentlastungen zu vermeiden. Nur bei günstigen Wagenbauarten, beispielsweise bei Container-Tragwagen, die nur mittlere Langträger besitzen, kann mit einer ausreichenden Verwindungselastizität gerechnet werden. Besonders ungiinstig sind im allgemeinen Kesselwagen, Staubgutwagen etc. Auch zweiachsige Wagen sind im allgemeinen ungünstiger als vierachsige Fahrzeuge. Drehgestellwagen besitzen gegenüber zweiachsigen Fahrzeugen den Vorteil, daß sie im Umfang des Spiels zwischen den Gleil stücken einstellbar sind und bedingt hierdurch Gleisverwerfungen in kleinem Umfang aufnehmen können. Bei größeren Gleisunebenheiten tritt bei erschöpftem Spiel zwischen den Gleitstücken uin diametra les Aufsetzen des Wagenkastens und damit eine unterschiedliche Belastung der Drehgestellseiten auf. Diese unterschiedliche Drehgestellbelastung führt auch zu einer unterschiedlchen Radbelastung und sofern das Untergestell inklusive Wagenaufbau keine ausreichenz Elastizität besitzen, werden die Räder auf der Drehgestellseite, bei denen das Gleitstückspiel vergrößert ist, entlastet, und zxfar in Analogie zum zweiachsigen Fahrzeug.In the case of wagons equipped with central buffer couplings, the result is increased Lateral forces on the wheel flanges in the event of unfavorable braking conditions, namely then, if the train does not remain stretched. The always existing transverse play of the wheelset This leads to an inclined position of the car in the track, which means that the diametrically opposed wheels considerable lateral forces are diverted into the track. If the wheel loads are insufficient, the wheel flange will climb up. Torsion-soft wagon constructions allow due to the introduction of forces over the clutch and, due to the torque associated with it, an increase in the wheel load the wheels resting on the rail with their flange. Torsionally elastic As a result, wagon designs are more secure against derailment than torsion-resistant. Every car construction has a certain torsional elasticity. In most However, this is not Pallen sufficient to provide critical wheel relief to avoid. Only for low-cost wagon types, for example for container wagons, which only have medium long beams, can with sufficient torsional elasticity be expected. In general, tank wagons and dust wagons are particularly unfavorable etc. Two-axle vehicles are also generally less favorable than four-axle vehicles. Bogie cars have the advantage over two-axle vehicles that they are adjustable to the extent of the game between the sliding pieces and as a result Can accommodate track warpage on a small scale. For larger uneven tracks occurs with exhausted play between the sliding pieces uin diametra les touchdown of the car body and thus a different load on the bogie sides on. This different bogie load also leads to a different bogie Wheel load and if the underframe including the car body is not sufficient Have elasticity, the wheels on the bogie side, where the slide piece play is enlarged, relieved, and zxfar in analogy to the two-axle vehicle.

Es ist bekannt, daß man bei Drehgestellwagen Gleisunebenheiten ohnc nachteilige Auswirkungen fürldie Radbelastungen durch Vergrößerung des Gleitstückspiels in gewissem Umfange kompensieren kann. Ausführungen dieser Art haben aber zur Folge1 daß alle Kräfte aus den wankbeweguflgen nur über die Gleitstücke eines Drehgestells von diesem Drehgestell aufgenommen werden müssen. Dieses kann zu erheblichen Überbelastungen der betroffenen Bauteile führen.It is known that bogie wagons have uneven tracks ohnc adverse effects on the wheel loads by increasing the slide play can compensate to a certain extent. However, statements of this kind result in 1 that all forces from the rolling movement only via the sliding pieces of a bogie must be absorbed by this bogie. This can lead to significant overloads of the affected components.

Bei den vorhandenen Federungssystemen sind Radentlastungen infolge ihrer Federwegabhängigkeit nur kritisch mit Bezug auf den Leerzustand der Wagen. Beim Lastzustand reichen die Federwege allgemein aus, um die Gleisungenauigkeiten über die vorhandenen Federwege aufzunehmen und dabei noch eine ausreichende Belastung der einzelnen Räder sicherzustellen.With the existing suspension systems, wheel relief is a result their spring travel dependence is only critical with regard to the empty condition of the car. In the load state, the spring travel is generally sufficient to eliminate the track inaccuracies to take up over the existing spring travel and still have a sufficient load of the individual wheels.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, für schienengebundene Güterwagen durch den Einbau einer Vorrichtung dielvorhandenen Nachteile zu vermeiden in der Weise, daß bei Drehgestellwagen über einem Drehgestell einstellbare Gleitstücke angeordnet werden, die jedes für sich abgefedert und über ein Gestänge untereinander verbunden sind, wodurch auch im Einstellzustand Gleitstückspiele erreicht werden, die das übliche Maß nicht überschreiten, und daß bei zweiachsigen Wagen zwei bzw. vier einstellbare Federböcke verwendet werden.The invention has set itself the task for rail-bound Freight wagons avoid the existing disadvantages by installing a device in such a way that adjustable sliding pieces on a bogie car on a bogie to be ordered, each cushioned for itself and via a linkage are connected to each other, which achieves slide play even in the setting state that do not exceed the usual size, and that with two-axle wagons two or four adjustable spring brackets can be used.

Nach der hier vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Drehgestellwagen die Gleitstücke in einem liauptquerträger an Schwingen angebracht werden, die über einen Drehpunkt im Hauptquerträger gelagert sind, hierdurch eine Senkrechtbewegung der Gleitstücke im notwendigen Ausmaß gestatten und über einen weiteren Drehpunkt mit einer Druckstange gegenseitig verbunden sind, die im zweiten Drehpunkt gelagert ist. Die Gleitstückschwingen sind federbelastet,wodurch eine Stabilisierung erreicht wird und außerdem die jeweils aufliegende Drehgestellseite zum Mittragen im Umfange der Federkraft herangezogen wird.According to the present invention, the object is achieved by that in the case of bogie wagons the sliders in a main cross member on swing arms be attached, which are mounted on a pivot point in the main cross member, thereby allow vertical movement of the sliders to the extent necessary and about another pivot point with a push rod are mutually connected, which in the second pivot point is mounted. The slider wings are spring-loaded, which means stabilization is achieved and also the side of the bogie resting on it is used to carry along to the extent of the spring force.

Bei zweiachsigen Fahrzeugen wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils zwei bzw. vier sich gegenüberliegende, üblicherweise am Untergestell vorhandene Gelenkpunkte für die Aufnahme der Federschaken an Schwingen angebracht werden, die jede für sich über einen mit dem Untergestellrahmen verbundenen Drehpunkt gelagert sind und hierdurch eine Senkrechtbewegung des Schakenlagers im notwendigen Ausmaß gestatten und über einen weiteren Drehpunkt mit einer Druckstange gegenseitig verbunden sind, wobei die Druckstange in.einem zweiten Drehpunkt gelagert ist. Bei dieser Anordnung sind - wie im Falle der Drehgestell-Lösung - die Schwingen federbelastet.In two-axle vehicles, the object is achieved in that in each case two or four opposite each other, usually present on the underframe Articulation points for receiving the spring hooks are attached to swing arms, the each supported by a pivot point connected to the undercarriage frame are and thereby a vertical movement of the hook bearing to the necessary extent allow and mutually connected via a further pivot point with a push rod are, wherein the push rod is mounted in.einem second pivot point. At this As in the case of the bogie solution, the rocker arms are spring-loaded.

Wie bereits oben erwähnt, werden Radentlastungen nur kritisch bei unbeladenen Fahrzeugen. Bei beladenen Fahrzeugen reichen die Federwege der vorhandenen Systeme aus, um ausreichende Hadbelastungen selbst bei ungünstigsten Gleisverhältnissen sicherzustellen.As already mentioned above, wheel relief is only critical at unloaded vehicles. When the vehicle is loaded, the suspension travel is sufficient for the existing one Systems designed to ensure sufficient had loads even with the most unfavorable track conditions to ensure.

Im Lastzustand sind daher einstellbare Gleitstücke oder Federböcke nicht notwendig. Um die Nachteile der Einstellbarkeit im Lastzustand nicht in Kauf nehmen zu müssen, wird nach der Erfindung die Vorrichtung im Lastzustand blockiert, und zwar entweder durch die handbetätigte Umstelleinrichtung der Druckluftbremse vom Zustand "leer" auf den Zustand "beladen" oder aber selbsttätig bei Schienenfahrzeugen mit automatischer Lastabbremsung durch ein pneumatisch gesteuertes ilfsaggregat.In the loaded state there are therefore adjustable sliders or spring brackets unnecessary. In order to avoid the disadvantages of adjustability under load to have to take, the device is blocked in the load state according to the invention, either through the manually operated switching device of the compressed air brake from the "empty" state to the "loaded" state or automatically in the case of rail vehicles with automatic load braking by a pneumatically controlled auxiliary unit.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Zeichnungen beispielhaft erläutert. Es zeigen: Fig. 1 perspektivisch die Darstellung eines Kesselwagens mit starr angeordneten Gleitstücken in einem Hauptquerträger und mit verstellbar angeordneten Gleitstücken im anderen Hauptquerträger, Fig. 2 einen Sdnitt durch den ifauptquerträger mit einstellbaren Gleitstücken und einem auf Druck beanspruchten Verbindung gestänge, Fig. 3 einen Schnitt durch den Hauptquerträger mit einstellbaren Gleitstücken und einem auf Zug beanspruchten Verbindungsgestänge, Fig. 4 perspektivisch die Darstellung einer VerriegelungsanordnunE mit manueller Betätigung, Fig. 5 perspektivisch die Darstellung einer VerriegelungsanordnunS mit pneumatischer Betätigung, Fig. 6 perspektivisch die Darstellung einer Ausgleichsvorrichtung bei zweiachsigen Wagen in Form von einstellbaren unteren Federaufhängungen.Details of the invention are exemplified with reference to drawings explained. 1 shows a perspective view of a tank car with rigidly arranged sliders in a main cross member and with adjustable Sliders in the other main cross member, Fig. 2 shows a section through the main cross member with adjustable sliding pieces and a pressure-loaded connecting rod, Fig. 3 is a section through the main cross member with adjustable sliders and a connecting linkage subjected to tension, FIG. 4 shows the representation in perspective a locking arrangement with manual actuation, FIG. 5 in perspective Representation of a locking arrangement with pneumatic actuation, FIG. 6 in perspective the representation of a compensation device for two-axle cars in the form of adjustable lower spring suspensions.

In Fig. 2 ist der Hauptquerträger l zu erkennen, der als Eastenträger durchgebildet ist, sich oben an die zylindrische Behälterwand des Transportgefäßes anschließt und in der Mitte die Drehpfanne 2 aufnimmt. Im Hauptquerträger gelagert sind die Schwingen, an die Qe oberen Gleitstücke 4 auswechselbar befestigt sind.In Fig. 2, the main cross member l can be seen as the east beam is formed, at the top of the cylindrical container wall of the transport vessel connects and takes the rotating pan 2 in the middle. Stored in the main cross member are the rockers to which the upper slides 4 are interchangeably attached.

Auf die Schwinge 3 wirken Federlemente 5, die ihr Widerlager 6 im Hauptquerträger besitzen. Über die Bolzen 7 sind die Schwingen im Hauptquerträger gelenkig gelagert. Uber die Druckstange 8 sind die Schwingen miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt über die Geinklager 9, die eine Bewegung sicherstellen und geometrisch so angeordnet sind, daß eine gegenläufige, aber geometrisch gleich Bewegung der Gleitstücke 4 eintritt. Hierdurch ist gewährleistet, daß das Spiel zwischen den oberen Gleitstücken 4 und den unteren am Drehgestell angebrachten Gleitstücken 10 maximal 2A betragen kann, was für die Stabilisation des Wagens von wichtiger Bedeutung ist. Die theoretisch günstigsten Verhältnisse ergeben sich bei Anordnung der Gelenkpunkte 7 auf der Verbindungslinie zwischen den Auflageflächen der Gleitstücke 4. Da sich konstruktiv diese günstigste Lage nicht immer erreichen läßt, sollte dieser Gelenkpunkt von der'genannten Ideallage nur geringfügig abweichen.On the rocker 3 act spring elements 5, which their abutment 6 in Own main cross member. The rocker arms are in the main cross member via the bolts 7 articulated. The rockers are connected to one another via the push rod 8. The connection is made via the Geinklager 9, which ensure movement and are geometrically arranged so that a counter-rotating, but geometrically the same movement the slider 4 enters. This ensures that the game between the upper sliders 4 and the lower attached to the bogie Sliders 10 can be a maximum of 2A, which is important for the stabilization of the car is important. The theoretically most favorable conditions result from Arrangement of the hinge points 7 on the connecting line between the bearing surfaces of the sliding pieces 4. Since this favorable position cannot always be reached in terms of construction leaves, this point of articulation should deviate only slightly from the ideal position mentioned.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, und zwar sind hierbei im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 2 die Gelenklager 7 auf einen Abstand von Wagenmitte gebracht, der größer ist als der Abstand der Gleitstücke. Diese Anordnung hat im arretierten Zustand der Gleitstücke den Vorteil, daß die Verbindungsstange 8 Zugkräfte erhält im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 2, bei der die Verbindungsstange 8 in einem solchen Belastungsfall auf Druck beansprucht wird.Fig. 3 shows a further embodiment, namely here are In contrast to the embodiment according to FIG. 2, the spherical plain bearings 7 at a distance of Brought carriage center, which is greater than the distance between the sliders. This arrangement has the advantage in the locked state of the sliders that the connecting rod 8 receives tensile forces in contrast to the embodiment according to FIG. 2, in which the connecting rod 8 is subjected to pressure in such a load case.

Fig. 4-zeigt eine Verriegelungseinrichtung, die auf die Verbindungsstange 8 der beiden Gleitstückschwingen in der Weise wirkt, daß der an der Schwinge 8 angebrachte Bolzen 11 über ein Gab el element 12 in seiner Mittelstellung festgelegt wird. Hierbei stützt sich die Gabel 12 seitlich an Führungsstücken 13 ab. Die hin- und hergehende Bewegung wird von der Stange 14 auf das Gleitstück 12 übertragen.Fig. 4 shows a locking device which is attached to the connecting rod 8 of the two slider rockers acts in such a way that the one attached to the rocker arm 8 Bolt 11 is set via a fork element 12 in its central position. Here the fork 12 is supported laterally on guide pieces 13. The reciprocating Movement is transmitted from the rod 14 to the slider 12.

Die Stange 14 erhält die hin- und hergehende Bewegung von einem Verbindungshebel 15, der auf der Verbindungswelle für die Umstelleinrichtung der Druckluftbremse angeordnet ist und die eine Umstelllung vom Leerzustand des Wagens auf den Beladenzustand bewirkt.The rod 14 receives the reciprocating movement from a connecting lever 15, the one on the connecting shaft for the switching device of the compressed air brake is arranged and the one changeover from the empty condition of the wagon to the loaded condition causes.

Fig. 5 zeigt eine Verriegelungseinrichtung, bei der das Verschieben des Gabelstückes 12 durch einen Pneumatikzylinder 16 erfolgt.Fig. 5 shows a locking device in which the displacement of the fork piece 12 is carried out by a pneumatic cylinder 16.

Der Pneumatikzylinder 16 ist an das Wiegeventil der Druckluftbremse angeschlossen und wird dann mit Luft versorgt, wenn ein bestimmter Lastzustand erreicht ist. In diesem Augenblick fährt der Kolben nach vorn und bringt das Gabelstück 12 in Arretierposition.The pneumatic cylinder 16 is connected to the weighing valve of the compressed air brake connected and is then supplied with air when a certain load condition is reached is. At this moment the piston moves forward and brings the fork piece 12 in locking position.

Sollten beim Arretiervorgang infolge einer Gleisunebenheit sich die Gleitstücke nicht in Nullage befinden, was zur Folge hat, daß der Bolzen 11 außermittig liegt und er demzufolge nicht in die Ausnehmung des Gabelstückes 12 eindringen kann, würde das Gleitstück 12 mit seiner Vorderkante am Bolzen 11 anliegen, und das Gabelstück 12 könnte erst dann eine Verriegelung funktionell vornehmen, wenn sich infolge einer Wankbewegung des wagens der Bolzen 11 in Mittellage bewegt. Dieses ist deswegen möglich, weil der Pneumatikzylinder 16 die Funktion eines Federelementes übernimmt. Bei der Anordnung nach Position 4 wird ein gleicher Effekt erzielt durch eine beispielsweise teleskopartig über die Schraubei feder 17 gefederte Verbindungsstange 14.Should the Sliders are not in the zero position, which has the consequence that the Bolt 11 is off-center and therefore not in the recess of the fork piece 12 can penetrate, the sliding piece 12 would with its front edge on the bolt 11 and the fork piece 12 could only functionally lock when the bolt 11 moves in the central position as a result of a rolling movement of the carriage. This is possible because the pneumatic cylinder 16 has the function of a spring element takes over. With the arrangement according to item 4, the same effect is achieved by one for example telescopic on the screw spring 17 spring-loaded connecting rod 14th

Fig. 6 zeigt beispielhaft eine einstellbare untere Federaufhängun« bei der in einem Festpunktbock 18, der mit dem Untergestell verbui den ist, eine Schwinge 19 drehbar um den Bolzen 20 gelagert ist.Fig. 6 shows an example of an adjustable lower spring suspension « when in a fixed point bracket 18, which is verbui to the undercarriage, one Rocker 19 is rotatably mounted about the bolt 20.

Die Schwinge 19 nimmt an ihrem vorderen Teil, über den Bolzen 21 gelenkig gelagert,das Element 22 auf, das mit einer Bohrung für den Federbolzen 23 versehen ist. Über den Federbolzen 23 werden die üblichen Schakensteine 24 geschoben und auf diesem befestigt, die wiederum das übliche Schakengehänge aufnehmen. Auf die Schwing 19 wirkt ein Federelement 25, das sein Widerlager 26 am Langträgel besitzt. Wie bei der Ausführung für Drehgestellwagen sind die beiden Schwingen 19 über eine Druckstange 27 verbunden. Bei dieser Anordnung sind Verriegelungseinrichtungen gemäß Fig. 4 und 5 ebenso möglich wie bei der Drehgestell-Lösung.The rocker 19 takes on its front part, via the bolt 21 in an articulated manner stored on the element 22, which is provided with a bore for the spring bolt 23 is. The usual Schakensteine 24 are pushed over the spring bolt 23 and attached to this, which in turn accommodate the usual Schakengehänge. On the Swing 19 acts a spring element 25, which has its abutment 26 on the long bar. As with the version for bogie wagons, the two rockers 19 are on a Push rod 27 connected. In this arrangement, locking devices are shown in FIG 4 and 5 are just as possible as in the case of the bogie solution.

- Patent ansprüche - - Patent claims -

Claims

Claims 1. Device for reducing wheel relief in the case of bogie rail vehicles, which are used to absorb the rolling movements resulting forces are provided with slider assemblies, characterized in that that the arranged in the underframe or in the car body sliders (4) on rotatable Rockers (3) are arranged, which ensure a vertical movement of the sliders, where the pivot point of the wings is as possible on the connecting line between the are arranged on both slide surfaces or in the vicinity of this connecting line, the swing arms have a further pivot point, over which with a connecting rod a coupling of the rockers takes place and a rotational movement in the same direction as a result is forced to act on the swing spring elements (5), which are their abutment in the Underframe or car body and oppositely directed torques have the same Generate greatness.

2. Device for reducing the load on the bicycles Rail vehicles equipped with leaf suspension springs, characterized in that that at least two opposite lower spring suspensions adjustable are rotatably hinged rockers (19), which allow a vertical movement of the spring suspensions Make sure the pivot point of the wings is on the connecting line if possible arranged between the two spring suspensions or in the vicinity of this connecting line are, the swing arm has another point of articulation over which with a connecting rod a coupling of the rockers takes place and a rotational movement in the same direction as a result is forced to act on the swing spring elements (25), which are their abutments iw have underframe or car body and oppositely directed torques produce the same size.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the Length of the connecting rod is the distance between the two swing arm pivot points corresponds and thereby an opposing, but geometrically identical movement of the Sliders or spring suspensions attached to the swing arms occur.

4. Apparatus according to claim 1-3, characterized in that the Connecting rod of the two rockers in their middle position without play or with a predetermined play is set by a fork piece, a bolt or similar elements, whereby the definition is coupled with the changeover device the air brake.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the definition takes place automatically by a pneumatic cylinder, which is controlled by the weighing valve of the compressed air brake is controlled.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the fixing element is sprung in such a way that the actuation of the locking device also is possible when the connecting rod is not in the middle position.