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Die Erfindung betrifft eine Federvorrichtung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere zur Abfederung eines Wagenkastens auf einem Drehgestell, wobei die Federvorrichtung eine Luftfeder umfasst. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Federvorrichtung, die sich zwischen einer Tragplatte und einem Unterbau befindet und eine Luftfeder umfasst, die aus einem Balg aus elastomerem Werkstoff besteht, wobei das eine Balgende an einem Luftfedersitz befestigt ist, der wiederum mit der Tragplatte verbunden ist, und das andere Balgende an einem Abrollkolben befestigt ist, der wiederum mit dem Unterbau verbunden
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97/21576). Weiters betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug mit mehreren Fahrwerken.
Ausgehend von dem eingangs umrissenen Stand der Technik besteht nun die Aufgabe darin, für eine Notlaufeigenschaft bei Ausfall der Luftfeder zu sorgen, wobei eine stufenlose Anpassbarkeit der Traghöhe der Federvorrichtung gewährleistet sein soll.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäss Kennzeichen des Anspruches 1 durch die zusätzliche Verwendung einer hydraulisch unterstützten Notfeder, welche vorzugsweise innerhalb des Abrollkolbens angeordnet ist und vorzugsweise folgende Bauteile umfasst : . einen Druckkolben, der gegenüber dem Abrollkolben frei beweglich ist, und zwar unter Bildung eines sich im Bereich des Kopfteiles des Abrollkolbens befindenden
Freiraumes sowie unter Eintritt in den Luftfederinnenraum ; eine Druckfeder aus Stahl, die sich zwischen dem Druckkolben und dem Abroll- kolben befindet und sich dabei an einem oberen und unteren Anschlag abstützt ; . einen fest mit dem Unterbau verankerten Hydraulikzylinder, der innerhalb des
Druckkolbens angeordnet ist ;
ein Gleitelement, insbesondere eine Gleitbuchse, aus gleitfähigem Werkstoff, das/die sich zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Druckkolben befindet ; sowie einen höhenbewegbaren Hydraulikkolben, der von einem volumenveränderlichen
Freiraum umgeben ist, der sich zwischen dem Hydraulikkolben und dem Druck- kolben befindet und mit einer Entlüftungsbohrung ausgestattet ist, wobei der
Hydraulikkolben mit dem Stirnteil des Druckkolbens Kontakt hat, der wiederum mit
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einer Gleitplatte In Verbindung steht, die innerhalb des Luftfederinnenraumes und dem Luftfedersitz gegenüberliegend angeordnet ist.
Zweckmässige Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Federvorrichtung werden in den Ansprüchen 2 bis 14 genannt.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Tragplatte 1 mit dem Luftfedersitz 2 verbunden, wobei der Luftfedersitz als Drehteil (hier nicht dargestellt) ausgebildet sein kann.
Der Ausgleich von Fertigungstoleranzen wird durch die Gestaltung der Luftverbindung zwischen der Tragplatte 1 und dem Luftfedersitz 2 mit einer stark profilierten Dichtung 32 gewährleistet. Dieser Anschluss bringt auch erhebliche Vorteile beim Anheben und Aufsetzen des Wagenkastens auf das Fahrwerk bei der Instandhaltung.
Unterhalb der Tragplatte 1 ist nun eine Luftfeder angeordnet, die einen Balg 4 aus elastomerem Werkstoff umfasst, wobei das obere Balgende 5 am Luftfedersitz 2 und das unter Balgende 6 am Abrollkolben 8 befestigt ist. Der Balg umschliesst dabei einen volumenelastischen Luftfederinneraum 7.
Zwecks Minderung der Verschleissanfälligkeit des Balges 4 ist zwischen der Tragplatte 1 und dem Luftfedersitz 2 eine Kunststoffplatte 24 angeordnet. Ausserdem trägt der Einbau von Kunststoffteilen bei gleichzeitiger Reduzierung von entsprechender Metallmasse zu einer Gewichtsersparnis bei.
Die hydraulisch unterstützte Notfeder als Kern der Erfindung befindet sich innerhalb des Abrollkolbens 8 und umfasst folgende Bauteile : - einen Druckkolben 9, der gegenüber dem Abrollkolben 8 frei beweglich ist, und zwar unter Verwendung eines sich im Bereich des Kopfteiles des Abrollkolbens befindenden
Freiraumes 18 sowie unter eintritt in den Luftfederraum 7 ;
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- eine Druckfeder 10 aus Stahl, die sich zwischen dem Druckkolben 9 und dem
Abrollkolben 8 befindet und sich dabei an einem oberen und unterem Anschlag 11 bzw.
12 abstützt ; - einen fest mit dem Unterbau 3 verankerten Hydraulikzylinder 15, der innerhalb des
Druckkolbens 9 angeordnet ist ; - eine Gleitbuchse 13 aus gleitfähigem Werkstoff, die sich zwischen dem Hydraulikzylinder
15 und dem Druckkolben 9 befindet ; sowie - einen höhenbewegbaren Hydraulikkolben 16, der von einem volumenveränderlichen
Freiraum 17 umgeben ist, der sich zwischen dem Hvdraulikkolben 16 und dem
Druckkolben 9 befindet und mit einer Entlüftungsbohrung 19 ausgestattet ist, wobei der
Hydraulikkolben 16 mit dem Stimteil 20 des Druckkolbens 9 Kontakt hat, aer wiederum mit einer Gleitplatte 22 in Verbindung steht, die innerhalb des Luftfederraumes 7 und dem
Luftfedersitz 2 gegenüberliegend angeordnet ist.
Von dieser erfindungswesentlichen Grundkonstruktion abgesehen, ist es von Vorteil, wenn sich die Federvorrichtung noch durch folgende konstruktive Merkmale auszeichnet.
- Der Druckkolben 9 besitzt innerhalb seines Stirnteiles 20 mittig einen Zapfen 21, auf dem die Gleitplatte 22 aufsitzen kann.
- Der Hydraulikkolben 16 ist fest mit dem Stirnteil 20 des Druckkolbens 9 verankert.
- Die Gleitplatte 22 ist federnd gelagert, insbesondere unter Verwendung eines
Federkörpers 23 in Form eines Metall-Elastomer-Verbundes, wobei sich der Federkörper zwischen der Gleitplatte 22 und dem Randbereich des Stirnteiles 20 des Druckkolbens 9 befindet.
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EntlüftungsbohrungDer untere Anschlag 12 der Druckfeder 10 ist ein radial nach aussen verlaufender
Flansch des Druckkolbens 9, während der obere Anschlag 11 der Druckfeder 10 durch den Kopfteil des Abrollkolbens 8 gebildet ist.
- Die Gleitbuchse 13 sitzt in einer Innenaussparung 14 des Druckkolbens 9.
Der Unterbau 3 besteht aus einem Rahmen 26 und einem innerhalb des Rahmens 26 angeordneten topfförmigen Tragkörper 27, wobei Rahmen 26, Tragkörper 27 und
Abrollkolben 8 mittels einer gemeinsamen Befestigung 30 miteinander verbunden sind, wobei wiederum der Hydraulikzylinder 15 an dem Basisteil 28 des Tragkörpers 27 befestigt ist, wobei dessen Befestigung 31 insbesondere mit einer flanschförmigen
Verbreiterung 29 des Hydraulikzylinders in Verbindung steht.
- Der Druckkolben 9 taucht frei beweglich in den Tragkörper 27 ein.
Ansonsten besteht die hydraulisch unterstützte Notfeder noch aus den üblichen Elementen eines Hydrauliksystems, nämlich aus Hydraulikflüssigkeit, deren Zuführung in den Hydraulikzylinder sowie aus Dichtelementen 25 (z. B. Dichtringe).
Bei Ausfall der Luftfeder kommt nun die Hydraulik der Notfeder als Sekundärfedersystem zum Einsatz.
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The invention relates to a spring device for a rail vehicle, in particular for cushioning a car body on a bogie, the spring device comprising an air spring. In particular, the invention relates to a spring device which is located between a support plate and a substructure and comprises an air spring which consists of a bellows made of elastomeric material, the one bellows end being fastened to an air spring seat, which in turn is connected to the support plate, and that other bellows is attached to a rolling piston, which in turn is connected to the substructure
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97/21576). Furthermore, the invention relates to a rail vehicle with multiple running gears.
Starting from the state of the art outlined at the outset, the task now is to ensure an emergency running property in the event of a failure of the air spring, with a stepless adaptability of the carrying height of the spring device should be ensured.
This object is achieved according to the characterizing part of claim 1 by the additional use of a hydraulically assisted emergency spring, which is preferably arranged within the rolling piston and preferably comprises the following components:. a pressure piston, which is freely movable relative to the rolling piston, specifically to form a piston located in the area of the head part of the rolling piston
Free space as well as entering the air spring interior; a pressure spring made of steel, which is located between the pressure piston and the rolling piston and is supported on an upper and lower stop; . a hydraulic cylinder firmly anchored to the substructure, which is inside the
Pressure piston is arranged;
a sliding element, in particular a sliding bush, made of sliding material, which is located between the hydraulic cylinder and the pressure piston; as well as a height-adjustable hydraulic piston, which has a variable volume
Free space is surrounded, which is located between the hydraulic piston and the pressure piston and is equipped with a vent hole, the
Hydraulic piston has contact with the end part of the pressure piston, which in turn with
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a slide plate is connected, which is arranged inside the air spring interior and opposite the air spring seat.
Appropriate embodiments of the spring device according to the invention are mentioned in claims 2 to 14.
The invention will now be explained using exemplary embodiments with reference to the drawings.
According to the embodiment of FIG. 1, the support plate 1 is connected to the air spring seat 2, wherein the air spring seat can be designed as a rotating part (not shown here).
The compensation of manufacturing tolerances is ensured by the design of the air connection between the support plate 1 and the air spring seat 2 with a strongly profiled seal 32. This connection also brings considerable advantages when lifting and placing the car body on the chassis for maintenance.
An air spring is now arranged below the support plate 1, which comprises a bellows 4 made of elastomeric material, the upper bellows end 5 being attached to the air spring seat 2 and the lower bellows 6 being attached to the rolling piston 8. The bellows encloses a volume-elastic air spring interior 7.
In order to reduce the susceptibility to wear of the bellows 4, a plastic plate 24 is arranged between the support plate 1 and the air spring seat 2. In addition, the installation of plastic parts while reducing the corresponding metal mass also helps to save weight.
The hydraulically assisted emergency spring as the core of the invention is located within the rolling piston 8 and comprises the following components: a pressure piston 9, which is freely movable relative to the rolling piston 8, using one located in the area of the head part of the rolling piston
Free space 18 and under entry into the air spring space 7;
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- A compression spring 10 made of steel, which is between the pressure piston 9 and the
Rolling piston 8 is located on an upper and lower stop 11 and
12 supports; - A firmly anchored to the base 3 hydraulic cylinder 15, which is within the
Pressure piston 9 is arranged; - A sliding bush 13 made of a slidable material, which is located between the hydraulic cylinder
15 and the pressure piston 9; and - a height-movable hydraulic piston 16, which is variable in volume
Free space 17 is surrounded, which is between the hydraulic piston 16 and the
Pressure piston 9 is located and is equipped with a vent hole 19, the
Hydraulic piston 16 has contact with the end part 20 of the pressure piston 9, in turn is connected to a slide plate 22, which is within the air spring space 7 and the
Air spring seat 2 is arranged opposite one another.
Apart from this basic construction essential to the invention, it is advantageous if the spring device is also characterized by the following design features.
- The pressure piston 9 has a pin 21 in the center of its end part 20, on which the slide plate 22 can rest.
- The hydraulic piston 16 is firmly anchored to the end part 20 of the pressure piston 9.
- The sliding plate 22 is resilient, in particular using a
Spring body 23 in the form of a metal-elastomer composite, the spring body being located between the sliding plate 22 and the edge region of the end part 20 of the pressure piston 9.
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The lower stop 12 of the compression spring 10 is a radially outwardly extending one
Flange of the pressure piston 9, while the upper stop 11 of the compression spring 10 is formed by the head part of the rolling piston 8.
- The sliding bush 13 sits in an inner recess 14 of the pressure piston 9.
The substructure 3 consists of a frame 26 and a cup-shaped support body 27 arranged within the frame 26, with the frame 26, support body 27 and
Roll-off pistons 8 are connected to one another by means of a common fastening 30, the hydraulic cylinder 15 in turn being fastened to the base part 28 of the support body 27, the fastening 31 in particular using a flange-shaped one
Widening 29 of the hydraulic cylinder is connected.
- The pressure piston 9 is freely movable in the support body 27.
Otherwise, the hydraulically assisted emergency spring still consists of the usual elements of a hydraulic system, namely hydraulic fluid, its supply into the hydraulic cylinder and sealing elements 25 (e.g. sealing rings).
If the air spring fails, the hydraulic system of the emergency spring is used as a secondary spring system.