DE2218378A1

DE2218378A1 - AIR SPRING FOR RAIL VEHICLES

Info

Publication number: DE2218378A1
Application number: DE19722218378
Authority: DE
Inventors: Hans Dieling; Manred Dipl Ing Schindehuette; Helmut Thum
Original assignee: Wegmann and Co GmbH
Current assignee: Wegmann and Co GmbH
Priority date: 1972-04-15
Filing date: 1972-04-15
Publication date: 1973-10-25
Also published as: DE2218378B2

Description

Luftfeder für Schienenfahrzeuge0 Bei Schienenfahneugen, insbesondere Reisezugwagen, hat die Verwendung von Luftfedern, insbesondere in der Form von Federbälgen, erhebliche Vorteile. Diese Vorteile bestehen in der Hauptsache darin, daß die Luftfederung eine sehr weiche Federung ist, die Stöße und FrschuL-kerungen des Fahrgestelles vollständig aufnimmt, so daß sie im Wagenkasten nicht mehr fühlbar sindS und daß die Luftfedern auch seitliche Verschiebungen der gegeneinander abgefederten Teile aufzunehmen vermögen, so daß es möglich ist, die Luftfedern direkt zwischen dem Drehgestell und dem Wagenkasten anzuordnen, Diesem Vorteil stehen jedoch auch j Nachteile entgegen. Ein sehr wesentlicher Nachteil der Luftfeder besteht darin, daß mit der Möglichkeit gerechnet werden muß, daß ein einzelner Luftfederbalg während der Fahrt platzt. Air spring for rail vehicles0 For rail flag eyes, in particular Passenger coaches, has the use of air springs, especially in the form of bellows, significant benefits. These advantages are mainly that the air suspension a very soft suspension is, the bumps and frills of the chassis completely absorbs so that they can no longer be felt in the car bodyS and that the air springs also move the parts that are sprung against each other able to accommodate, so that it is possible to place the air springs directly between the To arrange the bogie and the car body, but this advantage is also available to j Disadvantages opposite. A very significant disadvantage of the air spring is that that it must be expected that a single air spring during the ride bursts.

Um Um eine einseitige Federung zu vermeiden wird für diesen Fall in der Regel vorgesehen, daß sich sogleich auch die symmetrisch zu dem geplatzten Balg angeordnete Luftfeder entleert. Trotzdem ist es unvermeidbar, daß kurzzeitig eine vollständige Entlastung der einen Drehgestellseite auftritt, die dazu führen kann, daß sich die Räder von den Schienen kurzzeitig abheben und eine Entgleisung eintreten kann. Es muß außerdem bei Luftfedern eine sogenannte Notfederung vorgesehen sein, damit sichergestellt ist, daß an Gleisverwindungen, beispielsweise bei den Einfahrrampen vor Kurven, nicht die diagonal zueinander diege@ien Räder zu weitgehend entiastet werde@, wodurch wieder Ept@@@is@ngsgefahr entsteht.In order to avoid one-sided suspension, in this case usually provided that the same symmetrical to the ruptured bellows arranged air spring deflated. Nevertheless, it is inevitable that a complete relief of one side of the bogie occurs, which can lead to that the wheels lift off the rails for a short time and derailment occurs can. In addition, a so-called emergency suspension must be provided for air springs, this ensures that there are twisted tracks, for example at the entry ramps in front of curves, not the diagonal to each other diege @ ien wheels too largely will be de-energized @, which again creates Ept @@@ is @ ngsgefahr.

Es ist bekan@@, @ef @aftfede@r zusäzliche mechanische Federn, insbesondere Stahlfedern, vorzusehen, die den Luftfedern parallel oder mit den Luftfedern in Serie geschaltet sind.It's bekan @@, @ef @ aftfede @ r additional mechanical springs, in particular Steel springs, to be provided, parallel to the air springs or with the air springs in Are connected in series.

Bei diesen bekannten Anordnungen ist zwat sichergestellt, daß beim Fahren mit leeren Luftfedern keine unzulässigen Radentlastungen eintreten könne@. Es ist aber noch nicht sichergestellt, daß bei der beim Platxen des Federbalges kurzzeitig einbretenaei adentlastung sich die Räder von den Schienen nicht abheben können, Gegenstand der Erfindung ist eine Luftfeder für Schienenfahrzeuge, die mit einer mechanischen Hilfsfeder in Serie geschaltet ist, wobei die Gefdiir einer unzulässigen Radentlastung erfindungsgemäß dadurch vermieden ist, daß die mechanische Feder mittig zur Luftfeder angeordnet ist und ihre Federkraft im vorgespannten Zustand kleiner ist als die von dem Federsystem zu tragende Last. Zweckmäßig ist die Federkraft der Hilfsfeder so bemessen, daß bei um den Federweg der Feder entspannter Hilfsfeder durch die restliche Federspannung und das Gewicht des Drehgestell es gewährleistet ist, daß die Radlast noch mindestens 40 % der normalen Radlast beträgt.In these known arrangements is zwat ensured that when Driving with empty air springs, no inadmissible wheel relief can occur @. However, it is not yet certain that when the bellows burst For a short time the wheels do not lift off the rails can, the subject of the invention is an air spring for rail vehicles with a mechanical auxiliary spring is connected in series, with the risk of an impermissible Wheel relief is avoided according to the invention in that the mechanical spring is centered is arranged to the air spring and its spring force is smaller in the pretensioned state is than the load to be borne by the spring system. The spring force is useful dimension the auxiliary spring so that the auxiliary spring relaxed by the spring deflection guaranteed by the remaining spring tension and the weight of the bogie is that the wheel load is at least 40% of the normal wheel load.

Ein Ausführungsbeispiel einer Luftfeder gemäß der Erfindung, aus dem sich weitere Kennzeichen der Erfindung ergeben, ist in der Figur, die eine Luftfeder im senkrechten Längsschnitt zeigt, dargestellt.An embodiment of an air spring according to the invention from which further characteristics of the invention result, is in the figure, an air spring shows in vertical longitudinal section.

Das Federsystem besteht aus einem torusförmigen Federbalg 1, der mittels der Felge 2 am Wagenkasten 3 angeordnet ist, während sich die innere Felge 4 auf ein Luftfederrohr 5 abstützt, das sich wieder auf das nur angedeutete Drehgestell 6 abstützt. Innerhalb des Luftfederrohres 5 ist eine Schraubenfeder 7 angeordnet, die sich einerseits gegen die Felge 4 und andererseits gegen den Boden des Luftfederrohres 5 abstützt. Die Feder rast dieser Feder 7 ist kleiner als die eif dem Federsystem liegende Last, so daß im Normalfall, d.h.The spring system consists of a toroidal bellows 1, which by means of the rim 2 is arranged on the car body 3, while the inner rim 4 is on an air spring tube 5 is supported, which is back on the only indicated bogie 6 supports. A helical spring 7 is arranged within the air spring tube 5, on the one hand against the rim 4 and on the other hand against the The bottom of the air spring tube 5 is supported. The spring catches this spring 7 is smaller than the load on the spring system, so that in the normal case, i.e.

bei voll intakter Luftfeder r die Feder 7 vollstandig zusammengedrückt ist und die Luftfederfelge 4 auf dem oberen Rand des Federrohres 5 aufliegt. Tritt durch Platzen des Federbalges 1 (ine plötzliche Entlastung ein, so wird die Felge 4 durch die Feder 7 nach oben beschleunigt und legt sich an die Unterseite des Wagenkastens 3 an. Da die Masse der Felge o verhältnismäßig klein und die Feder 7 erheblich vorgespannt ist, erfolgt diese Bewegung sehr rasch und jedenfalls in einer sich viel kürzeren Zeit als erforderlich wäre, bis sich der Wagenkasten 3 nach dem Platzen der Luftfeder um den Federweg der Luftfeder senkt und auf die @ Luftfederfelge auflegt Die Federkraft und Federkennlinie der Feder 7 ist zweckmäßig so gewählt, daß in dem Augenblick in weichem sich die Buftfederfelge 4 an den Wagenkasten anlegt, die Federkraft der Feder 7 noch so groß ist, daß die zur Vermeidung der Entgleisungsgefahr erforderliche Mindesradlast von 40 % der normalen Radbelastung gewährleistet ist. Durch das Gewicht des sich absenkenden Wagenkastens 3 wird dann die Feder 7 wieder zusammengedrückt und die Felge 4 legt sich wieder auf den oberen Rand des Luftfederrchres auf. Auf der Felge 4 liegt eine als Notfeder dienende Zusatzfeder 8 die in bekannter Weise eine Gummifeder sein kann und auf dieser eine Gleitplatte 9. Dadurch wird sichergestellt, daß das Drehaestell sich auch nach dem Ausfall der Luftfeder beim Durchfahren von Kurven gegen den Wagenkasten jsdrehen kann. Bei den bekannten Anordnungen muß diese Notfederung so bemessen sein, daß auch beim Befahren einer Gleisverwindung bei der elastischen Verformung des Wagenkastens und der Zusatzfedern de Luftfederfelge noch ausreichend belastet bleibt, damit sich nicht am Gesamtfahrzeug an zwei diagonal gelegenen Punkten der Wagenkasten von der Notfeder abhebt, wodurch die betreffenden Räder vollständig entlastet würden und Entgleisungsgefahr eintreten würde. Bei den bekannten Anordnungen muß deshalb die Notfeder noch einen verizältnismäßig großen Federweg aufweisen. Beim Gegenstand der Erfindung besteht diese Gefahr nicht, weil beim Abheben der Luftfederfelge 4 vom oberen Rand des Federrohres eine restliche Belastung des Drehgestelles durch die Spannung der Feder 7 bestehen bleibt, die nach der geschilderten Bemessung der Feder 7 groß genug ist, um zu gewährleisten, daß die Mindestradbelastung nicht unterschritten wird.when the air spring r is fully intact, the spring 7 is completely compressed and the air spring rim 4 rests on the upper edge of the spring tube 5. Kick When the spring bellows 1 bursts, the rim is suddenly relieved 4 accelerated upwards by the spring 7 and lies on the underside of the car body 3 at. Since the mass of the rim o is relatively small and the spring 7 is pretensioned considerably is, this movement takes place very quickly and in any case in a much shorter one Time than would be required until the car body 3 after the air spring burst decreases by the spring travel of the air spring and rests on the @ air spring rim The spring force and spring characteristic of the spring 7 is expediently chosen so that at the moment in which the Buftfederfelge 4 rests on the car body, the spring force of the Spring 7 is still so large that the necessary to avoid the risk of derailment A minimum wheel load of 40% of the normal wheel load is guaranteed. By weight of the lowering car body 3, the spring 7 is then compressed again and the rim 4 rests again on the upper edge of the Luftfederrchres. on the rim 4 is an auxiliary spring 8 serving as an emergency spring in a known manner can be a rubber spring and on this a sliding plate 9. that the turntable is also after the failure of the air spring when driving through Can turn curves against the car body. In the known arrangements this must Emergency suspension must be dimensioned so that even when driving on a twisted track at the elastic deformation of the car body and the additional springs de air spring rim remains sufficiently loaded so that there are no two diagonals on the entire vehicle located points of the car body lifts from the emergency spring, whereby the concerned Wheels would be completely relieved and there would be a risk of derailment. Both known arrangements, therefore, the emergency spring must still be a verizältnisweise large Have spring deflection. The subject of the Invention consists of this There is no danger because when the air spring rim 4 is lifted off the upper edge of the spring tube there is a residual load on the bogie due to the tension of the spring 7 remains, which is large enough according to the dimensioning of the spring 7 to ensure that the minimum wheel load is not undershot.

Wenn sich beim Durchfahren von Kurven das Drehgestell gegen den Wagenkasten verdreht, so tritt nicht nur eine Verschiebung der Luftfederfelge 4 gegen den Wagenkasten 3 in Fahrtrichtung ein, die der Federbalg ohne weiteres aufzunehmen imstande ist, sondern gleichzeitig wird auch der Federbalg tordiert. Die Anordnung nach der Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß sich die Felge 4 gegen das Federrohr 5 verdrehen kann, wobei die Verdrehung noch dadurch erleichtert wird, daß die Berührungsfläche zwischen der Felge und dem Rohr durch die Vorspannung der Feder 7 entlastet ist. Zur Verminderung der Reibung kann außerdem zwischen die Felge 4 und das Rohr 5 noch ein Gleitring 10 eingelegt sein. Damit bei dieser Verdrehung der Felge 4 gegen das Rohr 5 die Feder 7 nicht durch Verdrehen überbeansprucht wird, kann ferner zwischen dem einen Ende der Feder 7 und ihrem Widerlager noch eine Drehschubfeder 11 eingeschaltet sein, d.h. eine Feder, die bei sehr geringer senkrechter Nachgiebigkeit, eine Verdrehung ihrer oberen gegen ihre untere Seite ohne großen Widerstand zuläßt.If the bogie is against the car body when driving through curves rotated, then not only occurs a displacement of the air spring rim 4 against the car body 3 in the direction of travel, which the bellows can easily pick up, but at the same time the bellows is also twisted. The arrangement according to the invention has the further advantage that the rim 4 can rotate against the spring tube 5, the rotation is further facilitated by the fact that the contact surface between the rim and the tube is relieved by the preload of the spring 7. To reduce the friction can also be a sliding ring between the rim 4 and the tube 5 10 should be inserted. So that with this rotation of the rim 4 against the tube 5 the Spring 7 is not overstressed by twisting, can also be between the one At the end of the spring 7 and its abutment, a torsional thrust spring 11 is switched on be, i.e. a spring with very little vertical flexibility, a twist their upper against their lower side without great resistance.

Der für eine Notfeder erforderliche Federweg addiert sich zu dem Federweg der Luftfeder. Da beim Gegenstand der Erfindung der Federweg der Notfeder kleingehalten werden kann, ergibt sich daraus noch der Vorteil, daß der Raum, der zwischen Wagen und Drehgestell freigehalten werden muß, vermindert wird, was sich auf die Fußbodenhöhe des Fahrzeuges günstig auswirkt.The spring travel required for an emergency spring is added to the spring travel the air spring. Since the subject of the invention, the spring travel of the emergency spring is kept small can be, there is still the advantage that the space between the car and bogie must be kept clear, which is reduced to the floor level of the vehicle has a favorable effect.

Die Hilfsfeder 7, die, wie in der Figur dargestellt, zweckmäßig eine Schraubendruckfeder ist, kann auch durch eine andere, beispielsweise eine Gummifeder gebildet werden. Die Anordnung kann auch dahin abgeändert werden, daß die ganze Federanordnung umgedreht, d.h. die Felge 2 am Drehgestell und das Federrohr 5 mit der Hilfsfeder 7 und der Felge 4 am Wagenkasten angeordnet sind. Die Luftfeder muß nicht unbedingt eine Feder mit torusförmigem Balg sein. Der Gegenstand der Erfindung ist auch anwendbar für Luftfedern mit anders geformten Federbälgen.The auxiliary spring 7, as shown in the figure, expediently a Helical compression spring can also be replaced by another, for example a rubber spring can be formed. The arrangement can also be modified to that the whole spring arrangement is reversed, i.e. the rim 2 on the bogie and the Spring tube 5 with the auxiliary spring 7 and the rim 4 are arranged on the car body. The air spring need not necessarily be a spring with a toroidal bellows. The object the invention is also applicable to air springs with differently shaped bellows.

Patentansprüche Claims

Claims

Patgntans + CHF (air spring for rail vehicles that are equipped with a mechanical auxiliary spring is connected in series, characterized in that the mechanical auxiliary spring (7) is arranged centrally to the air spring (1) and its spring force in the pretensioned state is smaller than the load to be borne by the spring system.

2. Air spring according to claim 1, characterized in that the spring force the auxiliary spring (7) relaxed by the travel of the air spring is so large that the remaining wheel load is at least 40% of the normal wheel load.

3. Air spring according to claim 1 or 2, characterized in that the The rim (4) of the air spring (1) is supported on a spring tube (5) and in this spring tube the auxiliary spring (7) is arranged.

4. Air spring according to claim 3, characterized in that between a sliding ring (10) is arranged on the air spring rim (4) and the spring tube (5).

5. Air spring according to claim 3 or 4, characterized in that between the air spring rim (4) and the carriage part (3) carried by the air spring rim Additional spring (8) is arranged.

6. Air spring according to one of claims 3 to 5, characterized in that that between the auxiliary spring (7) and one of its abutments, a torsional thrust spring (11) is arranged.