DE1127938B - Load-dependent adjustable rubber springs for vehicles, especially rail vehicles - Google Patents
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Description
Lastabhängig regelbare Gummifeder für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge Es sind Federsysteine bekannt, die, es gestatten, die Federkennlinien einer variablen Nutzlast anzupassen. Solche Federsysteine bedienen sich meist verstellbarer Hebelübersetzungen in Verbindung mit Stahlfedern oder mit in federnden elastischen Körpern eingeschlossenen Gaspolstern variablen Druckes. Die bisher bekannten regelbaren Federsysteme, mit Stahlfedern ermöglichen nur das Fahren mit einer be-stimmten, den verschiedenen Lastzuständen angepaßten Federkennlinie. 'Die Verwendung von Gasfedern mit veränderlichem Gasvolumen und damit Gasdruck gestattet die Einstellung der Federn auf verschiedene Lastzustände, so daß für jeden Lastzustand mit einer entsprechend anderen für den jeweiligen Zustand günstigen Federkennlinie gefahren werden kann.Load-dependent adjustable rubber springs for vehicles, in particular rail vehicles. Spring systems are known which allow the spring characteristics to be adapted to a variable payload. Such spring systems usually use adjustable lever ratios in connection with steel springs or with gas cushions of variable pressure enclosed in resilient elastic bodies. The previously known controllable spring systems with steel springs only allow driving with a certain spring characteristic adapted to the various load conditions. The use of gas springs with a variable gas volume and thus gas pressure allows the springs to be set to different load conditions, so that for each load condition it is possible to operate with a different spring characteristic that is favorable for the respective condition.
Lastab#hängig regelbare Gummifedern sind bisher noch nicht bekannt. Da die Entwicklung der Fahrzeugfedern, insbesondere für den Fahrzeugleichtbau, wegen der damit verbundenen größeren Gewichtsunterschiede zwischen Leer- und Ladegewicht dringend lastabhängig regelbare Federn fordert und da insbesondere bei Eisenbahnfahrzeugen durch den wegen der Zug- und Stoßvorrichtung begrenzten Federweg die Verwendung weicher Federn Schwierigkeiten bereitet mußten nun auch bei Verwendung von Gummifedern als Fahrzeugfedern Wege gesucht werden, die die Anpassung auch der Gummifedern an die verschiedenen Lastzustände gestatten.Load-dependent adjustable rubber springs are not yet known. Since the development of vehicle springs, especially for lightweight vehicle construction, because of the associated larger weight differences between empty and loaded weight There is an urgent need for springs that can be regulated as a function of the load, particularly in the case of railway vehicles due to the limited spring travel because of the pulling and pushing device soft springs had to cause difficulties when using rubber springs as vehicle springs ways are sought that also adapt rubber springs to them allow the different load conditions.
Erfindungsgemäß wird die Anpassung einer lastabhängig regelbaren Gununifeder bei Schienenfahrzeugen dergestalt ermöglicht, daß beiderseits des Achslagergehäuses je eine an sich bekannte Gummifeder in Drehpunkten am Fahrzeug einerseits und am Achslager andererseits drehbar gelagert und durch einen verschiebbaren Bolzen horizontal geführt sowie durch belastungsabhängiges Verschieben dieses Bolzens in ihrem Einbau- und Wirkungswinkel lastabhängig veränderbar ist.According to the invention the adjustment of a load-dependent variable Gununifeder in rail vehicles is such permits both sides of the axle each rotatably supported a known rubber spring in pivot points on the vehicle on the one hand and the journal bearings on the other hand and horizontally guided by a displaceable bolt as well as through load-dependent displacement of this bolt in its installation - and the angle of action can be changed depending on the load.
Gummifedern können auf Scheren, auf Druck und auf Verdrehen beansprucht werden. Häufig werden verschiedene Beanspruchungsarten, wie z. B. Druck-und Scherbeanspruchung, kombiniert verwendet.Rubber springs can be subjected to scissors, pressure and twisting will. Often different types of stress, such as B. compressive and shear stress, used in combination.
Die Wirkungsweise einer solchen lastabhängig regelbaren Gununifeder gemäß der Erfindung sei an Hand eines Beispiels, wie es die Abb. 1 in der Skizze und die Abb. 2 im Kräftediagramin zeigt, erläutert: In Abb. 1 ist die Wirkungsweise der lastabhängig regelbaren Feder an Hand einer Achslagerfederung dargestellt. Die Radachse 1 des Schienenfahrzeuges ruht in dem Achslager 2. Dieses ist im Drehpunkt 3 an der Gummifeder 4 befestigt, die infolge ihrer Schrägstellung zum Teil durch Druckkräfte PD (Abb. 2) und durch Schubkräfte PS beansprucht wird. Die Gummifeder 4, die aus mehreren Gummischichten zwischen Metallplatten, mit denen der Gummi durch Vulkanisieren fest verbunden ist, gebildet ist, stützt sich gegen die Platte 6, die in Drehpunkt 5 aufgehängt ist, ab.The operation of such a load dependent variable Gununifeder according to the invention is by way of example, as shown in fig 1 in the diagram and the Figure 2 in Kräftediagramin explained.. In Fig. 1, the operation of the load-dependent adjustable spring with reference to a Axle bearing suspension shown. The wheel axle 1 of the rail vehicle rests in the axle bearing 2. This is attached at the pivot point 3 to the rubber spring 4, which due to its inclination is partially stressed by compressive forces PD (Fig. 2) and thrust forces PS. The rubber spring 4, which is formed from several rubber layers between metal plates to which the rubber is firmly connected by vulcanizing, is supported against the plate 6, which is suspended in pivot point 5.
Die Platte 6 ist horizontal im Drehpunkt 9 über einen Hebel gegen den Bolzen 8 abgestützt. Der Drehpunkt 5 und der Bolzen 8 sind in dem am Wagenkasten befestigten Tragbock 7 gelagert. In der gezeichneten Stellung ist die Gummifeder4 etwa für das leere Fahrzeug eingestellt, d. h., der Bolzen 8 befindet sich in dem im Tragbock 7 enthaltenen Langloch in der äußersten linken Stellung. Damit ist die Neigung der Gummifeder 4 mit ihren Gunimischichten verhältnismäßig gering. Sie ist gemäß dem Kräftediagramm (Abb. 2) nur in der Lage, im Ruhezustand die Last Pl zu tragen. Soll die Tragfähigkeit der Gummifeder 4 erhöht werden, so kann dies durch Vergrößerung der Schräglage der Gummifeder 4 erfolgen. Diese Vergrößerung der Schräglage wird dadurch erreicht, daß sich die Zugstange 13 mit dem Gewinde 12 in das Klinkenrad 11 mit den Klinken 18 hineinschraubt und damit den Bolzen 8 nach rechts verschiebt. Diese Verschiebung erfolgt automatisch unter der Wirkung der Federarbeit dadurch, daß der mit dem Achslagergehäuse 2 verbundene Stößel 14 mit den Anschlägen 15 (oben) und 16 (unten) durch eine Bohrung des Hebels 17 am Klinkenrad 11 mit den Klinken 18 läuft, so daß bei normaler Federung die Anschläge 15 bzw. 16 nicht mit dem Hebel 17 in Berührung kommen. Bei einer stärkeren Durchfederung bewegt sich der Anschlag 16 weiter nach oben und verdreht damit über den Hebel 17 das Klinkenrad 11 mit den Klinken 18 im Sinne eines Spannens der Zugstange 13. Bei Entlastung der Gummifeder 4 vollzieht sich der Vorgang über den Anschlag 15 in umgekehrter. Weise. . The plate 6 is supported horizontally at the pivot point 9 against the bolt 8 via a lever. The pivot point 5 and the bolt 8 are mounted in the support bracket 7 attached to the car body. In the position shown, the rubber spring 4 is set for the empty vehicle, i.e. That is, the bolt 8 is located in the elongated hole contained in the support bracket 7 in the extreme left position. This means that the inclination of the rubber spring 4 with its gunimi layers is relatively small. According to the force diagram (Fig. 2), it is only able to carry the load Pl in the idle state. If the load-bearing capacity of the rubber spring 4 is to be increased, this can be done by increasing the inclined position of the rubber spring 4. This increase in the inclined position is achieved in that the pull rod 13 with the thread 12 is screwed into the ratchet wheel 11 with the pawls 18 and thus shifts the bolt 8 to the right. This shift takes place automatically under the action of the spring work in that the plunger 14 connected to the axle bearing housing 2 with the stops 15 (above) and 16 (below) runs through a hole in the lever 17 on the ratchet wheel 11 with the pawls 18 , so that at normal suspension, the stops 15 or 16 do not come into contact with the lever 17. With a stronger deflection, the stop 16 moves further upwards and thus rotates the ratchet wheel 11 with the pawls 18 via the lever 17 in the sense of tensioning the pull rod 13. When the rubber spring 4 is relieved, the process is reversed via the stop 15. Way. .
Es wird also jeweils erreicht, daß die Gummifeder etwa bei stärkerer Belastung des Fahrzeugs und damit verbundener stärkerer Durchfederung des Achslagers 2 sich bei ihrer Federarbeit selbsttätig in eine neue, der größeren Last angepaßte Schräglage der Feder 4 einstellt, wodurch der Gleichgewichtszustand wiederhergestellt ist. Wie die, größere Tragfähigkeit etwa für die Last P 2 (Abb. 2) bei angenommenen gleichen Druckkräften PD und Schubkräften Ps als Folge der Winkeländerung der Gummifeder 4 im Kräftediagramm entsteht, ist aus der Skizze zu entnehmen, in der gezeigt ist, daß bei größerer Schräglage die Schnittpunkte der resultierenden Kräfte der Gummifedem 4 und die Winkel der von ihnen gebildeten ParaHelogramme sich so verändern, daß die die Tragkraft darstellende Diagonale (P2) vergrößert wird.It is thus achieved in each case that the rubber spring is approximately stronger Load on the vehicle and the associated increased deflection of the axle bearing 2 automatically adapted to a new, larger load during its spring work Inclination of the spring 4 adjusts, whereby the state of equilibrium is restored is. Like the, greater load capacity for example for the load P 2 (Fig. 2) with assumed equal compressive forces PD and thrust forces Ps as a result of the change in angle of the rubber spring 4 arises in the force diagram, can be seen from the sketch in which it is shown that with greater inclination, the intersection of the resulting forces of the rubber springs 4 and the angles of the ParaHelograms formed by them change in such a way that the diagonal (P2) representing the load capacity is increased.
Damit dieGummifeder4 bei diesemVorgang praktisch fast kaum verändert wird, ist der am Achslagergehäuse 2 im Drehpunkt 3 befestigte Teil des Widerlagers der Gumn-jifeder 4 über die Hebel 10 ebenfalls in dem Bolzen 8 aufgehängt. Damit wird bei stets gleichem Federweg s mit dem Verschieben des Bolzens 8 und damit des Drehpunktes 9 der Federaufhängung zugleich auch der Hebel 10 mit dem Aufhängepunkt der Gummifeder4 verschoben, wobei das durch die Verschiebung entstehende Differenzmaß d von der je nach der gewünschten Federkennlinie gewählten Länge 1 des Hebels 10 abhängt. Dieses Maß d kann auch praktisch annähernd gleich Null oder bei sehr kurzenHebeln negativ gehalten werden, womit eine Beeinflussung des Kennlinienverlaufs im Sinne einer erhöhten Progressivität bei stärker belasteter Gummifeder im Vergleich zu Federkennlinien bei leerem Fahrzeug erreichbar ist. Das Maß x gibt die mögliche Verschiebbarkeit des Bolzens 8 und damit die Grenze der Schwenkbarkeit der Gummifeder 4 an. Im Bereich dieses Maßes sind sämtliche Zwischenstellungen je nach dem Lastzustand mög-Ech, und jeder Zwischenstellung entspricht eine andere, ähnlich verlaufende Federkennlinie der Gummifeder 4.So that the rubber spring 4 is practically hardly changed during this process, the part of the abutment of the rubber spring 4 fastened to the axle bearing housing 2 at the pivot point 3 is also suspended in the bolt 8 via the lever 10. Thus, with the displacement of the bolt 8 and thus the pivot point 9 of the spring suspension, the lever 10 with the suspension point of the rubber spring4 is displaced at the same time with the displacement s of the spring travel s always the same , the difference dimension d resulting from the displacement being dependent on the length 1 selected depending on the desired spring characteristic of the lever 10 depends. This dimension d can also be kept practically almost equal to zero or negative with very short levers, whereby the course of the characteristic curve can be influenced in the sense of increased progressivity with a more heavily loaded rubber spring compared to spring characteristics with an empty vehicle. The dimension x indicates the possible displaceability of the bolt 8 and thus the limit of the pivotability of the rubber spring 4. In the area of this dimension, all intermediate positions are possible depending on the load condition, and each intermediate position corresponds to a different, similarly running spring characteristic of the rubber spring 4.
Um zu vermeiden, daß im Falle, in dem das leere Fahrzeug durch völlige Beladung im Stillstand überlastet wird und durch den unteren Anschlag 16 an den Hebel 17 im Stillstand die gewünschte Bewegung infolge der Federarbeit und damit eine Verspannung der Zugstangen 13 unterbunden wird, kann zwischen Achslagergehäuse 2 und Fahrzeugrahmen an beliebiger Stelle in üblicher Weise noch ein Gummipolster eingefügt werden, welches erst bei extremen Belastungszuständen zum Tragen kommt und nur so weit durchfedert, daß die Klinken 18 noch im Sinne einer Spannung der Zugstange 13 arbeiten können. Eine sinngemäße Einrichtung zwecks Sicherstellung der Entspannung der Zugstange 13 bei umgekehrtem Vorgang kann ebenfalls vorgesehen werden.In order to avoid that in the event that the empty vehicle is overloaded by being fully loaded at a standstill and the desired movement due to the spring work and thus tensioning of the tie rods 13 is prevented by the lower stop 16 on the lever 17 at a standstill, between Axle bearing housing 2 and vehicle frame can be inserted at any point in the usual way with a rubber pad, which only comes into play under extreme load conditions and only deflects so far that the pawls 18 can still work in the sense of tensioning the tie rod 13 . An analogous device for the purpose of ensuring the relaxation of the pull rod 13 in the reverse process can also be provided.
In gleicher Weise wie im beschriebenen Falle, in dem die Tragfähigkeitsänderung der Gummifeder 4 durchVerändern ihres Neigungswinkels in Anpassung an die Belastung erfolgt, kann eine solche Anpassung auch bei torsionsbeanspruchten Federn durch ihre Verdrehung bei Gewichtsänderung (z. B. Hebelannveränderung) erfolgen. Auch kann bei reinen Druckfedern, d. h. auf -Diuck beanspruchten Gummifedern, die Anpassung durch Veränderung der Lastangriffspunkte derart erfolgen, daß die Lastangriffspunkte bei niedrigen Kräften auseinandergezogen und bei höheren Kräften näher zusammengedrückt werden. Die Veränderung dieser Angriffspunkte kann ebenfalls, wie in Abb. 1 gezeigt, mechanisch über Schrauben und Gewinde, Keile oder ähnliche Hilfsmittel, jedoch auch durch hydraulisch oder pneumatisch oder hydropneumatisch wirkende Zwischenglieder erfolgen. Sie kann auch in fast gleicher Weise, wie beschrieben, von der federnden Bewegung der Radachse gegenüber dem Fahrzeug abgeleitet werden oder durch eine an das Fahrzeug angebrachte Kraftquelle (Elektromotor, Ölpumpe oder Kompressor) in Verbindung mit von der Last abhängig gesteuerten Regeleinrichtungen bewirkt werden.In the same way as in the case described, in which the load-bearing capacity of the rubber spring 4 is changed by changing its angle of inclination in adaptation to the load, such an adaptation can also take place in the case of torsionally loaded springs by twisting them when the weight changes (e.g. changing the lever arm). In the case of pure compression springs, d. H. On -Diuck stressed rubber springs, the adjustment is made by changing the load application points in such a way that the load application points are pulled apart at low forces and pressed closer together at higher forces. These points of application can also be changed mechanically, as shown in Fig. 1 , by means of screws and threads, wedges or similar aids, but also by hydraulically, pneumatically or hydropneumatically acting intermediate links. It can also be derived in almost the same way as described, from the resilient movement of the wheel axle in relation to the vehicle, or it can be brought about by a power source attached to the vehicle (electric motor, oil pump or compressor) in conjunction with control devices that are controlled as a function of the load.
Die Verwendung der regelbaren Gummifeder gemäß der Erfindung beschränkt sich nicht nu#r auf Fahrzeuge. Auch kann die regelbare Feder in Parallel- oder Hintereinanderschaltung mit anderen Federsystemen als regelndes Glied eines sonst nicht regelbaren Federsystems verwendet werden.The use of the adjustable rubber spring according to the invention is limited not only on vehicles. The adjustable spring can also be connected in parallel or in series with other spring systems as a regulating member of an otherwise non-regulable spring system be used.
Bekanntlich eignen sich Gummifedern insbesondere als Schwinginetallkörper auch zur federnden übertragung von verschieden gerichteten Kräften, wie z. B. Last- und Achsquerkräfte bei Fahrzeugen. Erfindungsgemäß kann eine für senkrechte und quergerichtete Kräfte ausgebildete regelbare Gummifeder auch in der Querrichtung regelbar dadurch gestaltet werden, daß die Punkte ihres Widerlagers (z. B. 5 und 8 in Abb. 1) in Achsenlängsrichtung auf die Radachse 1 bezogen verschiebbar gestaltet werden, wobei die Verschiebung in sinngemäß gleicher Weise wie in Abb. 1 automatisch erfolgen kann. Durch die Verschiebung entstehen auch in der Querrichtung andere Winkel, die eine entsprechende Veränderung der resultierenden Querkräfte ermöglichen.As is known, rubber springs are particularly suitable as vibrating metal bodies for the resilient transmission of differently directed forces, such as. B. Load and axle transverse forces in vehicles. According to the invention, an adjustable rubber spring designed for vertical and transverse forces can also be designed to be adjustable in the transverse direction in that the points of its abutment (e.g. 5 and 8 in Fig. 1) are designed to be displaceable in the longitudinal direction of the axis relative to the wheel axis 1, whereby the shift can take place automatically in the same way as in Fig. 1. The displacement also creates other angles in the transverse direction, which enable a corresponding change in the resulting transverse forces.
Das Schutzbegehren erstreckt sich auf die Gesamtkombination desHauptanspruchesl. DieAnsprüche2 bis 4 gelten als echte Unteransprüche nur in Verbindung mit dem Hauptansprach.The request for protection extends to the overall combination of the main claim. Claims 2 to 4 are only valid as real subclaims in connection with the main claim.
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DED23040A DE1127938B (en) | 1956-05-29 | 1956-05-29 | Load-dependent adjustable rubber springs for vehicles, especially rail vehicles |
| DED23423A DE1132949B (en) | 1956-05-29 | 1956-07-23 | Load-dependent adjustable rubber springs for vehicles, especially rail vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DED23040A DE1127938B (en) | 1956-05-29 | 1956-05-29 | Load-dependent adjustable rubber springs for vehicles, especially rail vehicles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1127938B true DE1127938B (en) | 1962-04-19 |
Family
ID=7037681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DED23040A Pending DE1127938B (en) | 1956-05-29 | 1956-05-29 | Load-dependent adjustable rubber springs for vehicles, especially rail vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1127938B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1956
- 1956-05-29 DE DED23040A patent/DE1127938B/en active Pending
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