DE906574C

DE906574C - Gummifederung, insbesondere fuer Schienenfahrzeuge, mittels im wesentlichen auf Schub beanspruchter ring-foermiger Gummikoerper

Info

Publication number: DE906574C
Application number: DEP55345A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinrich Croseck
Original assignee: GRAAFF J NIEDERSAECHS WAGGON
Current assignee: GRAAFF J NIEDERSAECHS WAGGON
Priority date: 1949-09-20
Filing date: 1949-09-20
Publication date: 1954-03-15

Description

Gummifederung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mittels im wesentlichen auf Schub beanspruchter ringförmiger Gummikörper Die Achsbuchsen der Radsätze von Schienenfahrzeugen werden bis jetzt allgemein in Achshaltern geführt, wobei in Führungsnuten oder -tappen die Achsbuchsen an Gleitstücken der Achshalter auf und ab gleiten. Diese Art der Führung hat den Nachteil, daß sie einem beträchtlichen Verschleiß unterworfen ist und, sobald die Abnutzung gewisse Ausmaße überschreitet, keine saubere Parallelführung der Achsen, die für einen guten Wagenlauf Voraussetzung ist, mehr gewährleistet ist. Auch werden durch die metallische Berührung alle Geräusche von der Schiene direkt in den Wagenoberbau übertragen.
Um eine bessere Führung der Achsen zu erreichen, hat man Lenkerführungen vorgeschlagen, die in ihrem Drehpunkt in Gummiblocks einstellbar gelagert sind. Aber auch hier sind noch seitliche Anschläge erforderlich, die dem Verschleiß unterworfen sind.
Es sind weiterhin Führungen bekannt, bei denen an den Seiten der Achsbuchse in besonderen Angüssen Schraubenfedern gelagert sind, die in ihrem Inneren gleichzeitig als Führungen ausgebildete Stoßdämpfer tragen. Auch diese sind dem Verschleiß unterworfen und erfordern zudem eine besonders sorgfältige Wartung.
Schließlich sind Gummifederungen mittels im wesentlichen aufSchubbeanspruchter, ringförmiger Gummikörper bekannt, deren Querschnittsflächen in entlastetem Zustand zueinander symmetrische Parallelogramme bilden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe; eine Gummifederung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, zu schaffen, die eine erhebliche Verschleißverminderung gewährleistet, wird unter Verwendung von im wesentlichen auf Schub beanspruchten, ringförmigen Gummikörpern, deren Querschnittsflächen in entlastetem Zustand zueinander symmetrische Parallelogramme bilden, erfindungsgemäß durch tellerförmig gestaltete, obere und untere Gegenflächen für die Gummikörper gelöst, auf die sich die Gummikörper bei Belastung mit zunehmender Verformung aus der Parallelogramm- über die angenäherte Rechteckform und, nach Überschreiten der Grenzlage, in eine der anfänglichen Querschnittsform etwa spiegelbildliche Gestalt in zunehmendem Maße abstützen. Durch diese Ausbildung der Abstützflächen als Begrenzung des Federungsspieles der Gummikörper wird neben einer geräuschgedämpften, verschleißfreien Führung eine progressive Federung erzielt, die eine erhebliche Arbeitsaufnahme ermöglicht und außerdem eine leichte Anpassungsmöglichkeit an wechselnde Belastungszustände gestattet. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Form der erwähnten Gegenflächen durch Einlagen änderbar. Dies hat den Vorteil, daß die Federcharakteristik geändert werden kann. Außerdem kann die Federcharakteristik noch durch Änderung der Gummiqualität beeinflußt werden. Dies ist zur Erreichung guter Fahreigenschaften wichtig, besonders im Hinblick darauf, daß der Leichtbau bei Fahrzeugen immer mehr Eingang findet und das Verhältnis von Leergewicht zu Ladegewicht bei ihnen immer günstiger wird. Damit erlangt die Anpassung der Federung an die wechselnden Belastungszustände größere Bedeutung.
Die neue Abfederung kann überall als Einzelfeder Anwendung finden. Für Schienenfahrzeuge kommt vornehmlich die Doppelanwendung in Betracht, und zwar eine weitere Ausführungsform der Erfindung, nach der die Gummikörperbohrung einen Bolzen enthält, der mit dem Untergestell des Schienenfahrzeuges fest verbunden ist und in Verbindung mit einem zweiten, auf der anderen Seite der Achsbuchse angeordneten, gleich ausgebildeten Gummikörper eine Abfederung und eine Führung der Achsbuchse ergibt. Bei Einwirkung horizontaler Kräfte in der Fahrtrichtung oder quer dazu federn die Gummikörper sehr viel weniger durch als in senkrechter Richtung. Trotzdem genügt diese geringe Nachgiebigkeit, um auch die auftretenden horizontalen Stöße wesentlich zu mildern.
Die erwähnten Führungsbolzen werden vorzugsweise durch die Gegenflächen bildenden Teile der Achsbuchse nach außen geführt und dort mit einem Bund, einer Mutter od. dgl. versehen. Hierdurch wird die Achse beim Aufbocken des Fahrzeuges bzw. beim Transport des Drehgestells gehalten. Durch die Schraubenmutter kann auch dem Federkörper eine erwünschte Vorspannung bei der Montage gegeben werden. In Weiterbildung der Erfindung wird der Gummikörper mit einer Gleitfläche versehen, durch die es möglich wird, den Gummikörper zur Abfederung zweier Fahrzeugteile zu verwenden, die quer zur Belastungsrichtung eine gewisse relative Beweglichkeit aufweisen müssen, wie z. B. die Außenteile des Wagenkastens gegenüber den darunter befindlichen Teilen des Drehgestells. Diese Ausbildung und entsprechende Anordnung des Erfindungsgegenstandes hat große Bedeutung für die Verringerung der Beanspruchung der Fahrzeugteile und ihre entsprechend kleinere Dimensionierung. Das Wagengewicht kann nunmehr in nahe den Rädern liegenden senkrechten Ebenen vom Wagenkasten auf die Radsätze übertragen werden. Auf diese Weise werden eine schwere Wiege und ein gewichtiger Hauptquerträger im Wagenuntergestell entbehrlich, denn die Kräfte werden nunmehr auf kürzestem Wege in die Seitenwandungen des Wagenkastens übertragen. Der Drehzapfen braucht nur noch die horizontalen Kräfte aufzunehmen. Der Drehgestellrahmen kann denkbar leicht gehalten werden, da die Biegemomente aus senkrechten Lasten gering sind. Die beschriebenen Gummifederungskörperkönnen auch in Kombination mit durch Blattfedern gebildeten Fahrzeugtragfedern verwendet werden, z. B. in der Anordnung, daß sie zur Aufhängung einer Blattfeder dienen, in der sich eine mittels eines Lenkers geführte Achsbuchse abstützt. Die Gummikörper können dabei in mit den Querverbänden des Wagenuntergestells direkt verbundenen Töpfen gelagert sein.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von drei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen Abb. i und 2 Aufriß und Grundriß der Abfederung der Achsbuchse eines Schienenfahrzeuges mittels zweier Gummikörper und deren Ausbildung im einzelnen, Abb. 3 und 4 die Ausbildung und Anordnung der Gummikörper zur Abfederung des Drehgestells eines Schienenfahrzeuges, Abb. 5 die Abfederung eines Radsatzes durch mit einer Blattfeder kombinierte Gummifederungskörper. Nach Abb. i und a hat die Achsbuchse 6 die seitlichen Angüsse 7, in denen je ein zylindrischer Gummifederkörper 8 mit konischen Enden 811, Sb untergebracht ist. Die Begrenzungsflächen 9, io sind nicht eben, sondern je nach der erwünschten Federcharakteristik mit veränderlicher Höhe und oder Kurvenform gestaltet; die Form der Oberflächen 811, 8b der Gummikörper wird der der Flächen 9, io angepaßt. Die Bolzen i i sind im Drehgestellrahmen i2 befestigt und füllen die zentrale Bohrung der Gummikörper 8 aus. Die Bohrung 13 der Angüsse 7 der Achsbuchse 6 ist größer gehalten, damit die Bolzen i i nicht zum seitlichen Anliegen kommen. Das äußere Ende der Bolzen r i ist mit der Scheibe 14 und der Mutter 15 versehen.
Nach Abb. 3 und q. sind die in der vorstehend geschilderten Form abgefederten Achsbuchsen 16 in seitlichen, kastenförmig ausgebildeten Wangen 17 gelagert. Über dem Gummikörper 8 befindet sich eine Gleitfläche 18, die auf einer am Wagenuntergestell befindlichen Gegenfläche i9 quer verschieblich ist. Die Führung im Drehgestellrahmen erfolgt in einem Rohr 2o, in welchem der die Gummifeder umfassende zylindrische Körper 21 vertikal beweglich ist. Der Bolzen 22 im Innern des Gummikörpers überträgt das Gewicht des Wagenkastens 23 über den Federbund 24 auf eine längs liegende Blattfeder 25, die durch das Federgehänge 26 mit den Wangen 17 verbunden sind. Die Wangen 17 haben demnach nur das kleine Biegemoment aufzunehmen, das durch den Abstand der Federgehänge 26 von der Achsmitte 27 entsteht.
Die bei der Fahrt auftretenden horizontalen Kräfte können durch den Drehzapfen 28 aufgenommen werden, der mit dem Drehgestell durch Gummizwischenlagen verbunden sein kann.
Abb.5 zeigt schematisch die Anordnung von Gummikörpern zur Abfederung der Achse eines zweiachsigen Fahrzeuges. Der Radsatz 29 ist in einer an sich bekannten Gummitorsionsbuchse 30 mittels Lenker 31 geführt, die mit dem Achsbuchsdecke132 verschraubt sind. Der Zapfen der Buchse 3o kann in an sich bekannter Weise exzentrisch gelagert sein, so daß in gewissen Grenzen eine Feineinstellung möglich ist. Oberhalb der Achsbuchse befindet sich die Blattfeder 33, die an ihren Enden auf Gummikörpern 34 abgestützt wird. Die die Gummikörper aufnehmenden zylindrischen Töpfe 35 werden direkt mit den Querverbänden 36 des Wagenunterteils verbunden.
Auch in diesem Fall wird eine verschleißfreie und geräuschgedämpfte progressiveFederungdurch die Vorschaltung der Gummikörper 34 erreicht.

Claims

PATEN TANSPRCCIIE: i. Gummifederung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mittels im wesentlichen auf Schub beanspruchter, ringförmiger Gummikörper, deren Querschnittsflächen in entlastetem Zustand zueinander symmetrische Parallelogramme bilden, gekennzeichnet durch tellerförmig gestaltete, obere und untere Gegenflächen (9, io) für die Gummikörper (8), auf die sich die Gummikörper (8) bei Belastung mit zunehmender Verformung aus der Parallelogrammform über die angenäherte Rechteckform und, nach Überschreiten der Grenzlage, in eine der anfänglichen Querschnittsform etwa spiegelbildliche Gestalt in zunehmendem Maße abstützen.
2. Abfederung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Gegenfläche (9, io) durch Einlagen änderbar ist, zum Zwecke, die Federcharakteristik zu ändern.
3. Abfederung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummikörperbohrung einen Bolzen (i i) enthält, der mit dem Untergestell (12) oder Drehgestellrahmen (17) des Schienenfahrzeuges fest verbunden ist und in Verbindung mit einem zweiten, auf der anderen Seite der Achsbuchse (6) angeordneten, gleichausgebildeten Gummikörper eine Abfederung und eine Führung der Achsenbuchse ergibt.
4. Abfederung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbolzen (ii) durch die die Gegenflächen (9, io) bildenden Teile (7) der Achsbuchse (6) nach außen geführt und dort mit einem Bund, einer Mutter (15) od. dgl. versehen sind.
5. Anordnung von Gummikörpern nach Anspruch i oder 2 mit Gleitstücken (18) zwischen dem Wagenkasten (23) und die Radsätze eines Drehgestells miteinander verbindenden seitlichen Wangen (17), so daß das Wagengewicht in nahe den Rädern liegenden senkrechten Ebenen vom Wagenkasten auf die Radsätze übertragen wird.
6. Abfederung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufhängung einer Blattfeder (33), an der sich eine mittels eines Lenkers (31) geführte Achsbuchse abstützt, Gummikörper (34) dienen, die in mit den Querverbänden (36) des Wagenuntergestells direkt verbundenen Töpfen (35) gelagert sind. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 127 935, 1 901 945; Autobuch 1936, S. 568, der Continental Gummiwerke A.G., Hannover; britische Patentschrift Nr. 500 286; französische Patentschrift Nr. 628 750; österreichische Patentschrift Nr. 155 823; Sonderdruck aus der Zeitschrift »Verkehr und Technik«, März 195o, Heft 3, Abb. 7.