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Abfederung filr Sehienenfahrzeuge.
Zur Abfederung von Schienenfahrzeugen ist vorgeschlagen worden, die zur Abstützung des Wagenkastens dienenden Federn als Drehstabfedern auszubilden, die im Rahmen quer zur Fahrtrichtung gelagert sind. Mit diesen Drehstabfedern sind die Wagenräder und der den Wagenkasten tragende Drehpfannenträger durch in der Fahrtrichtung annähernd waagrecht liegende Schwinghebel verbunden.
Nach der Erfindung sind diese Querstabfedern und Schwinghebel dazu ausgenutzt, den Drehpfannenträger so federnd abzustützen, dass auf ihn bei Auf-und Abwärtsbewegungen einer Achse infolge von Ungenauigkeiten des Gleises Kräfte ausgeübt werden, die der Bewegung der Achse entgegen-
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durch den federnden Körper aber, der zwischen die einander gegenüberliegenden, aufwärtsgerichteten
Arme der Schwinghebel eingesetzt ist, werden entgegengesetzte Drehmomente auf die beiden Stab- federn ausgeübt. Die den Drehpfannenträger zugeordnete Stabfeder erhält durch den mit Vorspannung zwischengeschalteten, federnden Körper eine zusätzliche Spannung, so dass sie bestrebt ist, den Dreh- pfannenträger anzuheben.
Macht die Achse eine Aufwärtsbewegung, so überträgt sich diese Bewegung infolge der Zwischenschaltung des federnden Körpers auch sofort auf die den Drehpfannenträger ab- stützende Stabfeder, wobei sich die beiden Schwinghebel im gleichen Sinne drehen. Während der
Rahmen durch die Aufwärtsbewegung der Achse eine Aufwärtsbesehleunigung erhält, wird der Dreh- pfannenträger durch den ihm zugeordneten Schwinghebel gesenkt. Der Wagenkasten nimmt also nur unwesentlich an der Aufwärtsbewegung der Achse teil. Führt die Achse eine Abwärtsbewegung aus, so werden beide Stabfedern entlastet und beide Schwinghebel drehen sich entgegengesetzt wie zuvor.
Dabei wirkt sich die Spannung, die durch den federnden Körper in die dem Drehpfannenträger zugeord- nete Stabfeder zusätzlich hineingebracht ist, so aus, dass, während die sinkende Achse den Rahmen abwärts zu bewegen sucht, der Drehpfannenträger durch den Schwinghebel eine Aufwärtsbewegung erhält. Es führt also der Drehpfannenträger wieder eine der Achse entgegengesetzte Bewegung aus, so dass der Wagenkasten auf annähernd der normalen Höhe verbleibt.
Wird der Drehpfannenträger mittels Gelenkstangen, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Federn, zu beiden Seiten seiner senkrechten Längsmittelebene an den waagrechten Armen der
Schwinghebel aufgehängt, so kann bei den Auf-und Abwärtsbewegungen der einen Achse des Schienen- fahrzeuges ein Kippen des Drehpfannenträgers eintreten, da er durch den zur andern, normal laufen- den Achse gehörigen Schwinghebel einseitig gehalten wird. Insbesondere wenn der Wagenkasten mittels eines treppenförmigen Drehzapfens auf der Pfanne gelagert ist, übertragen sich diese Kippbewegungen des Drehpfannenträgers auf den Wagenkasten und machen sich in Zuckungen desselben bemerkbar.
Dies ist erfindungsgemäss dadurch behoben, dass der in der Fahrtrichtung mit geringem Spiel geführte Drehpfannenträger mit den ihm zugeordneten Schwinghebeln durch eine derartige Gerad- führung verbunden ist, dass er bei den Auf-und Abwärtsschwingungen einer Achse sich parallel nach unten oder oben und seitlich bewegt. Der Drehpfannenträger behält dabei seine Höhenlage gegenüber
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der Sehienenoberkante bei, ohne infolge der Parallelführung Kippbewegungen auszuführen. Das zulässige Spiel zwischen dem Drehpfannenträger und seiner Führung in der Fahrtrichtung lässt die kleinen seitlichen Verschiebungen des Drehpfannenträgers zu.
Zu dieser Parallelführung ist der Drehpfannenträger vorteilhaft in seiner senkrechten Längsmittelebene an Schwingen aufgehängt, an denen die ihm zugeordneten Schwinghebel seitlich zur Längsmittelebene so angreifen, dass bei den Auf- und Abwärtsschwingungen der einen Achse der Angriffspunkt des zur andern Achse gehörigen Schwinghebels einen Drehpunkt der Schwinge bildet. Bei dieser Aufhängungsart führt der Drehpfannenträger um den jeweiligen, seitlich zur Längsmittelebene liegenden Drehpunkt eine kleine Verschiebung nach unten oder nach oben und seitlich parallel zu sich selbst aus.
Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen des Drehgestells des Schienenfahrzeuges dargestellt, das mit der Abfederungsvorrichtung nach der Erfindung ausgerüstet ist.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Drehgestells mit einer Ausführungsform der Abfederungvorrichtung, Fig. 2 ist der Grundriss der Fig. l, Fig. 3 veranschaulicht schematisch die Wirkungsweise der Abfederung, die Fig. 4 und 5 zeigen Teile der Fig. 1 bei Abänderungsformen der Abfederungsvorrichtung, Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des Drehgestells mit einer Abänderungsform der Abfederung, Fig. 7 ist ein Teil des Grundrisses der Fig. 6, Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 6 in grösserem Massstabe und Fig. 9 veranschaulicht schematisch die Wirkungsweise der Abänderungsform nach Fig. 6.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 sind zu beiden Seiten vom Drehpfannenträger c Lager m angebracht, in welchen die Enden zweier Drehstabfedern e und t gelagert sind, die senkrecht zur Längsrichtung des Wagens liegen. Auf den über die Lager m vorstehenden Enden der Drehstabfedern sind Winkelhebel befestigt, die in der Fahrtrichtung liegen. Auf der nach der die Räder g tragenden Radachse n zu liegenden Drehstabfeder e ist der Winkelhebel al, a2 befestigt, dessen liegender Arm a1 sich mit einem Gleit- oder Rollenlager 0 auf die Achse n stützt. Auf der nach dem Drehpfannenträger c hin liegenden Drehstabfeder t ist der Winkelhebel bl, b2 befestigt, dessen liegender Arm bl mittels eines Pendelgehänges p an dem Drehpfannenträger c angelenkt ist.
Die aufwärts gerichteten Arme a2, b2 der beiden Winkelhebel liegen einander gegenüber. Zwischen diese beiden Arme ist mit einer gewissen Vorspannung ein Gummipuffer d eingeschaltet, durch den die beiden Arme a2, b2 auseinandergespreizt werden.
Die Wirkung dieser Zwischenschaltung des Gummipuffers ist in Fig. 3 schematisch erläutert, wobei zum besseren Verständnis an die Stelle des Gummipuffers eine Feder gesetzt ist. Bei ruhendem, leeren Wagen nehmen die Winkelhebel al, a2, bl, b2 die mit vollausgezogenen Linien dargestellte Lage 0 ein. Es sei angenommen, dass bei einer zusätzlichen Last des Wagens die Drehstabfedern e und t so verdreht werden, dass die beiden Winkelhebel in die mit kurz strichlierten Linien gezeichnete Stellung 1 kommen. Wird nun die Feder d zwischen die beiden Arme a2, b2 der Winkelhebel mit einer Vorspannung eingeschaltet, so kommen beide Winkelhebel unter entsprechender Ausdehnung der Feder in die mit lang gestrichelten Linien gezeichnete Lage 2.
Es wird also dabei der Ausschlag des der Achse zugeordneten Winkelhebels al, a2 verkleinert und der Ausschlag des dem Drehpfannenträger c zugehörigen Winkelhebels bl, b2 vergrössert. Die beiden Winkelhebel werden somit gegenläufig gedreht.
Dies hat zur Folge, dass die dem Drehpfannenträger c zugeordnete Drebstabfeder t eine zusätzliche Spannung erhält.
Hebt sich infolge der Unebenheit des Gleises die Radachse n, so wird die Drehstabfeder e mehr gespannt, wirktalso der Aufwärtsbewegung des Rades g entgegen. Es wird aber diese Aufwärtsbewegung auf den Rahmen h in dem Sinne übertragen, dass sich der Rahmen anheben will. Die dabei auftretende Drehung des Winkelhebels al, a2 überträgt sich durch den Gummipuffer d hindurch auf den Winkelhebel bl, b2, der in gleichem Sinne gedreht wird, so dass sich der Arm bl, auf den sich der Drehpfannenträger c stützt, senkt. Der Drehpfannenträger macht daher beim Aufwärtsgehen eines Rades g eine Abwärtsbewegung, so dass der Wagenkasten, bezogen auf die Schienenoberkante, annähernd in gleicher Höhe bleibt.
Senkt sich infolge einer Unebenheit der Schienen die Radachse n, so führt der Winkelhebel al, a2 eine Drehung entgegengesetzt zur Uhrzeigerdrehung aus Da der Arm a2 zurückgeht und die Drehstabfeder t zuvor infolge der Zwischenschaltung des Gummipuffers eine zusätzliche Drehung im Sinne des Uhrzeigers erhalten hatte, ist nun die Feder bestrebt, in ihre normale Lage zurückzukehren, was zur Folge hat, dass der Winkelhebel bl, b2 sich auch entgegengesetzt zum Drehsinn des Uhrzeigers dreht. Der Arm bl, auf den sich der Drehpfannenträger stützt, macht daher eine Aufwärtsbewegung, nimmt also nicht an der durch das Senken der Achse n hervorgerufenen Abwärtsbewegung des Rahmens h teil. Es behält also der Wagenkasten auch dann angenähert seine normale Höhe über der Schienenoberkante.
Zugleich wirkt der Gummipuffer d stossdämpfend, was von besonderer Bedeutung ist, da Drehstabfedern nicht dämpfend wirken können.
An die Stelle eines Gummipuffers kann auch eine Feder oder eine durch ein Druckmittel (Druck- öl, Druckluft) beeinflusste Dämpfungsvorrichtung treten.
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Anstatt den Drehpfannenträger c mittels des Gehänges p unmittelbar auf die Arme bl der Winkelhebel bl, b2 abzustützen, kann auch die unmittelbare Abstiitzung mittels eines Blattfederwerkes i (Fig. 4) oder Wendelfedern k (Fig. 5) erfolgen. Diese Federn sind gelenkig mit den Armen bl der Winkelhebel verbunden.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 9 setzt sich das Pendelgehänge, mit welchem der
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geordnet ist, ist der Bolzen u1 und der Drehpunkt der Gelenkstange r, welche der hinteren Achse n2 zugeordnet ist, ist der Bolzen u2 (Fig. 9).
Der Drehpfannenträger c ist in dem Rahmen h in der Fahrtrichtung so geführt, dass er an jeder Längsseite ein seitliches Spiel x von 5 mm hat. Dieses Spiel befindet sich also zwischen den Anschlägen v des Drehpfannenträgers und den Anschlägen w des Rahmens h.
Hebt sich infolge einer Unebenheit des Gleises beispielsweise die Radachse nl, so wird der Winkelhebel al, a2 entgegengesetzt zum Sinne des Uhrzeigers gedreht und überträgt durch den Gummipuffer d hindurch diese Drehung auf den Winkelhebel bl, b2, der sich gleichläufig bewegt. Der Arm bl des Winkelhebels führt daher beim Aufwärtsgehen des Rades g eine Abwärtsbewegung aus. Die besondere Pendelaufhängung des Drehpfannenträgers c hat zur Folge, dass bei einer Abwärtsdrehung des Armes bl des Winkelhebels bl, b2 die Schwingen q aus der in Fig. 9 mit voll ausgezogenen Linien dargestellten Lage in die mit strichpunktierten Linien gezeichnete Stellung kommen. Es dreht sich dabei die Schwinge q um den Angriffspunkt u2 der der Achse n2 zugeordneten Gelenkstange r.
Infolge dieser Schwingung geht der Drehpfannenträger c um die Strecke y nach abwärts und um die Strecke z nach links. Diese Verschiebung nach links ist infolge des Spieles x zwischen den Anschlägen v und w möglich. Dabei verschiebt sich der Drehpfannenträger c und damit auch der Wagenkasten nur nach unten und nach links parallel zu sich selbst. Die Pendelaufhängung mittels der Schwingen g wirkt also als eine Geradführung, die zwischen dem Drehpfannenträger und dem Winkelhebel bl, b2 eingeschaltet ist.
Schon bei einem Hub y des Drehpfannenträgers von 2'5 mm können Stossbewegungen von 10 mm nach oben oder unten aufgefangen werden.
Macht die Achse n2 eine Aufwärtsbewegung, so erfolgt die Verschiebung des Drehpfannenträgers c nach unten um die Strecke y und nach rechts um die Strecke, wobei der Gelenkpunkt u1 den Drehpunkt der Schwinge q bildet. Senkt sich z. B. die Achse n2 infolge einer Unebenheit der Schienen, so führt der zugehörige Winkelhebel al, a2 eine Drehung entgegengesetzt zur Uhrzeigerdrehung aus. Da der Arm a2 zurückgeht und die Drehstabfeder t infolge der Vorspannung des Gummipuffers d eine zusätzliche Drehung im Sinne des Uhrzeigers erhalten hat, ist nun die Feder bestrebt, in ihre normale Lage zurückzukehren, was zur Folge hat, dass der Winkelhebel bl, b2 sich auch entgegengesetzt zum Drehsinn des Uhrzeigers dreht.
Der Drehpfannenträger c führt auch dann nur Bewegungen parallel zu sich selbst aus, indem er von seiner Normalstellung aus durch die Drehung der Schwingen q um die Strecke y nach oben und um die Strecke z seitlich verschoben wird.'
Die Geradführung zwischen dem Drehpfannenträger und den Schwinghebeln kann natürlich auch anders ausgebildet sein als dargestellt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Abfederung für Schienenfahrzeuge, bei der die Räder und der Drehpfannenträger durch in der Fahrtrichtung annähernd waagrecht liegende Schwinghebel mit im Rahmen quergelagerten Drehstabfedern verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinghebel (al, bi) an ihren mit den Drehstabfedern (e, f) verbundenen Enden mit aufwärts gerichteten Armen (a2, b2) versehen sind, zwischen denen ein federnder Körper (d) mit Vorspannung so eingesetzt ist, dass er die beiden Schwinghebel gegenläufig zu drehen trachtet.