AT414230B - Federelement und vorrichtung zur erhöhung der quersteifigkeit eines fahrzeuges bei ausfall einer luftfeder - Google Patents

Federelement und vorrichtung zur erhöhung der quersteifigkeit eines fahrzeuges bei ausfall einer luftfeder Download PDF

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Description

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Die Erfindung betrifft ein Federelement, welches zumindest zwei gegensinnig zueinander in Längsrichtung des Federelements mittels eines Fluidums vorspannbare Federn aufweist, wobei das Federelement einen zwischen den Federn angeordneten, mit einer in Längsrichtung beweglichen, aus dem Federelement ragenden Zug/Druckstange verbundenen Anschlag und 5 mindestens einen Ein/Auslass für das Fluidum aufweist.
Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erhöhung der Quersteifigkeit eines Fahrzeugs bei Ausfall zumindest einer, einen Wagenkasten gegenüber einem Drehgestell bzw. Fahrwerk abstützenden Luftfeder. 10
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug. Üblicherweise werden zwischen einem Drehgestell DRE und einem Wagenkasten WKA eines Schienenfahrzeuges SFZ Luftfedern LUF angeordnet. Eine derartige Anordnung bzw. eine 15 Ausführung einer Luftfeder, wie sie Stand der Technik ist, ist beispielsweise in Fig. 1 dargestellt. Natürlich kann die Luftfeder LUF auch mit einem anderen gasförmigen Medium als Luft gefüllt sein. Deshalb wird unter dem Begriff Luftfeder in diesem Dokument auch eine Gasfeder verstanden. 20 Die Luftfeder LUF weist einen Luftbalg LBA auf der zwischen zwei Balgfelgen BF1, BF2 angeordnet ist, die üblicherweise aus Stahl gefertigt sind. Über die Balgfelgen BF1, BF2 ist die Luftfeder LUF mit dem Wagenkasten WKA bzw. mit dem Drehgestell DRE verbunden. Üblicherweise ist zwischen der Luftfeder LUF und dem Drehgestell eine Notfeder NOT, beispielsweise eine Gummischichtfeder, vorgesehen, wobei die beiden Balgfelgen BF1, BF2 üblicherweise platten-25 förmig ausgebildet sind.
Im Betrieb auftretende Querkräfte werden von der Luftfeder LUF und der Notfeder NOT aufgenommen, wobei eine Querbewegung des Wagenkastens WKA üblicherweise durch mit einem Anschlag ANS zusammenwirkende Querpuffer QPU, QPU' begrenzt ist (Fig. 2). 30
Bei bekannten Drehgestellkonzepten, welche Luftfedern LUF mit Gleitplatten GLP für den Notbetrieb verwenden, fällt bei Ausfall der Luftfeder LUF deren Quersteifigkeit nahezu vollständig weg, wodurch der Querweg des Wagenkastens WKA in der Hysterese der Gleitreibung Undefiniert ist. 35
Somit können die obere und untere Balgfelge BF1, BF2 innerhalb der Quer- Gleitreibungshysterese jede Undefinierte Position zueinander einnehmen (Fig. 3), wodurch sich das Fahrverhalten des Schienenfahrzeuges SFZ verschlechtert bzw. das zulässige Begrenzungsprofil verletzt werden kann. 40
Die DE 30 40 650 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Koppeln und Entkoppeln von zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen mittels einer längenveränderbaren Lenkstange. Bei der bekannten Vorrichtung wirkt die Lenkstange mit einer koaxial um die Lenkstange angeordneten Schraubenfeder zusammen, durch welche die Lenkstange bei Aufhebung einer Zug- oder 45 Druckkraft auf die Lenkstange in ihre Ausgangsstellung zurück geführt wird. Weiters sind zwei mit einem Fluidumsdruck beaufschlagte Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, welche durch Federn bewegbare Zapfen aufweisen. Diese Zapfen können mit Kerben von an längsseitigen Enden der Schraubenfeder angeordneten Ringkolben in Eingriff gebracht werden, wobei die Lenkstange in einer verriegelten Stellung der Schraubenfeder in axialer Richtung verschiebbar so ist. Nachteilig an der bekannten Ausführungsform ist vor allem, dass ein relativ aufwendig herzustellender Mechanismus erforderlich ist um eine sichere Verriegelung der Feder zu gewährleisten. Ein weiterer Nachteil der bekannten Ausführungsform besteht darin, dass mit ihr nur zwei diskrete Zustände der um die Lenkstange angeordneten Schraubenfeder realisierbar sind -blockiert oder frei. 55 3
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Die GB 17 205 A, A. D. 1909, offenbart eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Dämpfung von durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Stößen. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse, welches ein geschlossene Kammer bildet auf. An den längsseitigen Enden des Gehäuses ist je ein hohler mit einem Fluidum, beispielsweise Luft, gefüllter Metallzylinder angeordnet. In den 5 Metallzylindern ist je ein Kolben angeordnet, wobei Stangen der Kolben in die durch das Gehäuse gebildete Kammer ragen. Um die Stangen der Kolben ist je eine Schraubenfeder koaxial mit den Stangen angeordnet. Zwischen den beiden Stangen ist eine drehbar an dem Gehäuse angeordnete Stange angeordnet. Ein großer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass sie sich, da sie ein in sich geschlossenes Federelement bildet, nicht dazu eignet, angesteuert zu io werden.
Die US 2 166 858 A zeigt eine Vorrichtung zur Zentrierung eines Wagenkastens gegenüber einem Drehgestell eines Schienenfahrzeuges. Die bekannte Vorrichtung weist einen I-förmigen Rahmen auf. Der mittlere Teil des Rahmen ist rohrförmig ausgebildet. Innerhalb des rohrförmi-15 gen Rahmens ist ein Federelement, bestehend aus zwei Schraubenfedern und zwei Öldruckfedern, angeordnet. Die beiden Öldruckfedern stehen über einen Öltank miteinander in Verbindung. Auch diese Vorrichtung stellt ein in sich geschlossenes System dar und weist keine Ein/Auslassöffnung zur Steuerung des Fluidumdrucks in der Feder auf. 20 Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Federelement bzw. eine Vorrichtung zur Minimierung der Quer-Reibungshysterese bei einem Ausfall der Luftfeder zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit einem Federelement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Federn durch den Druck des Fluidums je in eine von dem 25 Anschlag wegweisende Richtung komprimierbar sind, sodass ein durch den Anschlag und eine fluidumsbedingte Vorspannung der Federn definierter Bereich, innerhalb dessen die Zug/Druckstange frei beweglich ist, durch eine Erhöhung des Fluidumdrucks vergrößert und durch eine Reduktion des Fluidumdrucks verringert ist. 30 Es ist ein Verdienst der Erfindung ein Federelement zu schaffen, mit dem es möglich ist aufgrund der Vorspannbarkeit der Federn, mittels eines Kolbens, einen vordefinierten freien Weg für den Anschlag zu schaffen, wobei bei Anbindung der Druckstange an den Wagenkasten oder das Drehgestell die Funktion des Querpuffer in das Federelement verlegt werden kann und vorteilhafter Weise auch wird. Bei Ausfall der Luftfeder kann durch Ablassen von Fluidum eine 35 Expansion der Federn und durch Zentrierung des Anschlags eine Reduzierung des freien Querwegs des Wagenkastens und somit der Querreibungshysterese bewirkt werden.
Die oben genannte Aufgabe kann auch mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst werden, welche erfindungsgemäß ein Federelement aufweist, welches bei einem Ausfall der 40 Luftfeder durch den Druck der Luftfeder gesteuert aktiviert ist.
Durch die Verknüpfung des Drucks in der Luftfeder mit der Vorspannung der Feder kann bei Unterschreiten eines Solldrucks in der Luftfeder der freie Weg der Zug/Druckstange durch Verringerung der Fluidumsmenge und der damit verbundenen Expansion der Feder in Richtung 45 des Anschlags reduziert werden. Durch die Reduktion des freien Weges wird die Reibungs-Hysteresenbreite minimiert, wodurch eine Zentrierung des Wagenkastens und des Drehgestells bzw. Fahrwerks auch bei Ausfall einer Luftfeder erzielt werden kann.
Vorteilhaftenweise weist das Federelement zumindest eine mittels eines Fluidums vorspannbare so Feder, mindestens einen Ein/Auslass für das Fluidum sowie eine aus dem Federelement ragende Zug/Druckstange mit zumindest einem Anschlag für die Feder auf, wobei die Zug/Druckstange bei vorgespannter Feder innerhalb eines durch den Anschlag und die Vorspannung der zumindest einen Feder vorgegebenen Bereichs bewegbar ist, die Hauptwirkrichtung der Feder im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verläuft, und das Federelement über 55 seine Zug/Druckstange mit dem Wagenkasten oder dem Drehgestell bzw. dem Fahrwerk ver- 4
AT 414 230 B bunden ist, wobei in dem Federelement bei intakter Luftfeder die Feder vorgespannt ist, und der Ein/Auslass des Federelements mit einem Schaltmittel zur Reduktion der Fluidumsmenge in dem Federelement bei Unterschreiten eines vorgebbaren Drucks in der Luftfeder verbunden ist. 5 Darüber hinaus kann das Fluidum Luft sein, wobei die Luftfeder und das Federelement von einer gemeinsamen Druckquelle gespeist sein können, und weiters mindestens ein Ventil zwischen dem Federelement und der Luftdruckquelle angeordnet sein kann.
Weiters kann zwischen der Luftfeder und der Luftdruckquelle ein mit dem Ventil verbundener io elektronischer Drucksensor zur Erfassung des Luftdrucks in der Luftfeder angeordnet sein.
Das Federelement kann einen internen Querpuffer zur Begrenzung der Querbewegung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell bzw. Fahrwerk aufweisen. 15 Der Querpuffer kann aber auch an dem Fahrzeug außerhalb des Federelementes angeordnet sein.
Die zumindest eine Feder kann eine Stahlfeder, Gummifeder oder hydropneumatische Feder sein, wobei das Federelement seriell und/oder parallel miteinander verschaltete Federn aufwei-20 sen kann.
Das Federelement kann mittels Gummilager oder Gelenklager mit dem Wagenkasten bzw. dem Drehgestell oder Fahrwerk verbunden sein. 25 Weiters kann das Federelement einen integrierten Dämpfer aufweisen.
Das Federelement kann zumindest einen zwischen der Feder und dem Anschlag angeordneten, die Feder abstützenden Kolben aufweisen, der bei intakter Luftfeder mittels des Fluidums mit Druck beaufschlagt ist, wobei das Federelement auf der nicht mittels des Fluidums druckbe-30 aufschlagten Seite des Kolbens zur Umgebung entlüftet sein kann.
In einer anderen Variante der Erfindung kann das Federelement auf einer durch das zur Spannung der Feder dienende Fluidum nicht druckbeaufschlagten Seite des Kolbens mit einem anderen Druck ansteuerbar sein. 35
Die oben genannte Aufgabe kann auch mit einem Schienenfahrzeug gelöst werden, welches eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 18 aufweist.
Die Erfindung samt weiterer Vorteile wird im Folgenden anhand einiger nicht einschränkender 40 Ausführungsbeispiele näher erläutert, welche in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen schematisch:
Fig. 4 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs;
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems; 45 Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer ersten Variante eines erfindungsgemäßen Federelements; Fig. 7 einen Querschnitt einer zweite Variante eines erfindungsgemäßen Federelements;
Fig. 8 einen Querschnitt einer dritte Variante eines erfindungsgemäßen Federelements;
Fig. 9 einen Querschnitt einer vierte Variante eines erfindungsgemäßen Federelements;
Fig. 10 einen Querschnitt einer fünften Variante eines erfindungsgemäßen Federelements; so Fig. 11 einen Querschnitt einer sechsten Variante eines erfindungsgemäßen Federelements bei intakter Luftfeder;
Fig. 12 das Federelement aus Fig. 11 bei ausgefallener Luftfeder;
Fig. 13 einen Querschnitt einer siebenten Variante eines erfindungsgemäßen Federelements; Fig. 14 einen Querschnitt einer achten Variante eines erfindungsgemäßen Federelements; 55 Fig. 15 einen Querschnitt einer neunten Variante eines erfindungsgemäßen Federelements; 5
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Fig. 16 einen Querschnitt durch eine zehnte Variante eines Federelements;
Fig. 17 einen Querschnitt durch eine elfte Variante eines erfindungsgemäßen Federelements und
Fig. 18 einen Querschnitt durch eine zwölfte Variante eines erfindungsgemäßen Federelements 5
Gemäß Fig. 4 ein weist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, beispielsweise ein Schienenfahrzeug SFZ, ein Drehgestell DRE und einen darüber angeordneten Wagenkasten WAK auf. Zwischen dem Wagenkasten WAK und dem Drehgestell DRE sind Luftfedern LUF angeordnet, unter welchen sich je eine Notfeder NOT, beispielsweise eine Gummischichtfeder, befindet. Bei io einem Ausfall der Luftfeder LUF übernimmt die Notfeder NOT die Abfederung des Wagenkastens WKA in vertikaler Richtung. Zur Beschränkung der maximalen Querauslenkung des Wagenkastens ist ein mittig angeordnetes, im Folgenden noch genauer beschriebenes Federelement FED vorgesehen, welches mit dem Wagenkasten WAK einerseits und dem Drehgestell DRE bzw. Fahrwerk andererseits verbunden ist. Im Folgenden wird aus Gründen der einfache-15 ren Lesbarkeit des Textes anstelle von „Drehgestell bzw. Fahrwerk“ nur „Drehgestell“ geschrieben.
Gemäß Fig. 5 ist das oben genannte Federelement FED Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung SYS zur Minimierung der Reibungs-Hysteresenbreite in Fahrzeugquerrichtung bei 20 Ausfall der Luftfeder LUF.
Das Federelement FED weist mindestens eine mittels eines Fluidums vorspannbare Feder FE1, FE2 auf, die in einem zylinderförmigen Gehäuse, im Folgenden Federzylinder FEZ genannt, angeordnet ist, auf (Fig. 6 -11). In dem Federzylinder FEZ ist mindestens ein Ein/Auslass EAL 25 für das Fluidum, beispielsweise Luft oder ein anderes Gas bzw. Gasgemisch oder auch eine Flüssigkeit, vorgesehen. Weiters weist das Federelement FED eine aus dem Federzylinder ragende Zug/Druckstange ZDS und einem Anschlag ANS für die Feder FE1, FE2 auf.
Die Zug/Druckstange ZDS ist bei vorgespannter Feder FE1, FE2 innerhalb eines durch den 30 Anschlag ANS und die Vorspannung der zumindest einen Feder FE1, FE2 vorgegebenen Bereichs BER bewegbar. Dieser Bereich BER entspricht im Wesentlichen den im Stand der Technik durch die beiden Querpuffer QPU, QPU' definierten freien Querweg (Fig. 1-3). Bei dem erfindungsgemäßen Federelement FED wird somit die Funktion der Querpuffer QPU, QPU' vorteilhafter Weise in das Federelement FED verlagert. 35
Das Federelement FED ist in einem montierten Zustand so angeordnet, dass es in Fahrzeugquerrichtung Q geneigt bzw. möglichst horizontal eingebaut ist, sodass die Hauptwirkrichtungen der Feder bzw. Federn FE1, FE2 im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufen, wobei das Federelement FED über seine Zug/Druckstange ZDS mit dem Wagenkasten WAK oder 40 dem Drehgestell DRE verbunden ist.
Bei intakter Luftfeder LUF sind die Feder bzw. die Federn FE1, FE2 vorgespannt, wobei der Ein/Auslass EAL des Federelements FED mit einem Schaltmittel SAM, beispielsweise eines Ventils, zur Reduktion der Fluidumsmenge in dem Federelement FED bei Unterschreiten eines 45 vorgebbaren Drucks in der Luftfeder LUF verbunden ist. Gemäß der dargestellten Ausführungsform kann dem Schaltventil SAM noch ein Ventil DMV zur Minderung des Drucks, bzw. zur Einstellung des Schaltdrucks für das Ventil SAM vorgeschaltet sein. Zur Erfassung des Drucks in der Luftfeder LUF kann ein Druckerfassungmittel MI1, beispielsweise in Form eines Ventils oder eines elektronischen Drucksensors DSE vorgesehen sein. Die in dem Federelement FED so enthaltene Fluidumsmenge bzw. der Druck in dem Federelement wird in Abhängigkeit von dem Luftdruck in der Luftfeder LUF gesteuert.
Durch die Reduktion der Fluidumsmenge in dem Federelement FED im Fall eines Ausfalls einer oder mehrerer Luftfedern LUF kommt es zu einer Expansion der in dem Federelement FED 55 angeordneten Feder bzw. der Federn FE1, FE2 in Richtung des Anschlags ANS, wodurch die 6
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Bewegungsfreiheit der Zug/Druckstange ZDS, die in dem Federelement FED in Längsrichtung λ des Federelements FED verschiebbar angeordnet ist, eingeschränkt wird. Dadurch kommt es zu einer automatischen Zentrierung des Wagenkastens WKA und des Drehgestells DRE miteinander. 5
Das Federelement und die Luftfeder können von der selben Druckquelle DRU, beipielsweise einem Kompressor, versorgt sein.
Durch die Verknüpfung des Drucks in der Luftfeder LUF mit dem Druck in dem Federelement io FED, kann bei einem Ausfall der Luftfeder LUF das Federelement sofort aktiviert werden, d.h. der freie Querweg des Anschlags ANS kann sofort auf ein Minimum reduziert werden.
In der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 weist das Federelement FED zumindest zwei gegensinnig zueinander in Längsrichtung λ, des Federelements FED mittels eines Fluidums vorspann-15 bare Federn FE1, FE2 sowie einen zwischen den Federn FE1, FE2 angeordneten, mit einer in Längsrichtung beweglichen, aus dem Federelement FED ragenden Zug/Druckstange ZDS verbundenen Anschlag ANS und einen Ein/Auslass EAL für das Fluidum auf.
Die beiden Federn FE1, FE2, beispielsweise Schrauben- oder Schichtfedern, werden durch 20 Kolben KB1, KB2, die sich in dem Federzylinder FEZ gegenüberliegen können, in Verbindung mit dem Fluidum vorgespannt. Eine der beiden Federn FE1, FE2 wird von der Zug/Druckstange ZDS durchsetzt, an deren zwischen den beiden Feder FE1, FE2 gelegenen Ende der Anschlag ANS angeordnet ist. An den Kolben können zusätzlich Gummifedern/Gummianschläge GA1, GA2 seriell zu den Federn FE1, FE2 angeordnet sein um optimierte Gesamtkennlinien zu errei-25 chen. Weiters kann das Federelement bzw. der Federzylinder FEZ auf den nicht druckbeaufschlagten Seiten der Kolben KB1, KB2 zur Umgebung entlüftet sein.
In einer anderen Variante der Erfindung kann das Federelement FED auf einer durch das zur Spannung der Feder dienende Fluidum nicht druckbeaufschlagten Seite der Kolben KB1, KB2 30 mit einem anderen Druck ansteuerbar sein, sodass sich zum einen eine aktive Querfederung in einem Fährbetrieb erzielen lässt und zum anderen das Fahrzeug in einer Station in Richtung des Bahnsteigs querverschoben werden kann.
An dem Kolben KB1, welcher von der Zug/Druckstange ZDS durchsetzt ist, ist der Gummi-35 nanschlag GA1 bzw. Gummifeder ebenfalls von der Zug/Druckstange ZDS durchsetzt. Aus diesem Grund können entweder zwei einander gegenüberliegende Seiten der Zug/Druckstande ZDS angeordnete Gummianschläge GA1, GA1' oder beispielsweise ein Gummianschlag GA1 mit einem ringförmigen Querschnitt vorgesehen seien. Der gegenüberliegende Kolben KB2 weist aus fertigungstechnischen Gründen vorteilhafter Weise jedoch nur einen Gummianschlag 40 GA2 auf.
Weiters ist das Federelement FED über das außerhalb des Federzylinders gelegene Ende EN1 der Zugdruckstange ZDS, welches Gummilager oder Gelenklager aufweist, mit dem Wagenkasten WKA oder dem Drehgestell DRE verbunden. Das andere längsseitige Ende EN2 des Fe-45 derelements FED ist, falls die Zugdruckstange ZDS mit dem Wagenkasten verbunden ist mit dem Drehgestell DRE verbunden.
Ist der Zwischenraum ZWR zwischen den beiden Feder FE1, FE2, in deren Mitte sich der Anschlag ANS befindet, mit einer ausreichenden Menge eines Fluidums gefüllt, so werden die so beiden Kolben KB1, KB2 durch den Druck des Fluidums in entgegengesetzte Richtung auseinandergedrückt und komprimieren somit die Federn. Der Anschlag ANS kann sich zwischen den beiden Kolben KB1, KB2 bei intakter Luftfeder LUF in Längsrichtung frei bewegen. Der freie Weg zwischen den beiden Kolben KB1, KB2 entspricht hierbei dem freien Querweg, der gemäß dem Stand der Technik, siehe Fig. 1-3, durch die beiden Querpuffer QPU, QPU' defi-55 niert ist. Wird die Fluidumsmenge in dem Zwischenraum ZWR reduziert, so werden die beiden 7
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Gummianschläge GA1, GA2 bzw. Gummifedern auf Grund der sich expandieren Federn FE1, FE2 in Richtung des Anschlags ANS gedrückt, wodurch dieser von den beiden Gummianschlägen GA1, GA2 zentriert und der freie Weg in Fahrzeug Querrichtung eingeschränkt wird. 5 In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, ist nur eine Feder FEO vorgesehen, welche aber für beide Querrichtungen (links und rechts) Rückstellkräfte produziert. Gemäß der dargestellten Ausführung weist die Zug/Druckstange ZDS zwei Anschläge AN1, AN2 auf zwischen, welchen die Feder FEO angeordnet ist. Auf jeder Seite der Feder FEO befindet sich ein Einlass, welcher mit einer Druckquelle DRU in Verbindung steht. Die io Feder FEO ist in einem mittleren Teil des Federelements FED angeordnet, der durch Vorsprünge V01, VOT, V02, V02' gegenüber zwei längsseitig angeordneten Druckkammern DK1, DK2 abgegrenzt ist. An den längsseitigen Ende der Feder FEO ist je ein Federteller FTO, FTO’ angeordnet, der sich an den korrespondierenden Vorsprüngen V01, VOT, V02, V02' abstützen kann. Somit wird die Feder FEO durch das Zusammenwirken der Federteller FTO, FTO' und der 15 Vorsprünge V01, VOT, V02, V02' in dem Federzylinder FEZ gehalten.
Die beiden Anschläge AN1, AN2 sind so angeordnet, dass zwischen ihren längsseitigen Enden und den Seitenwänden des Federzylinders ein Abstand gebildet ist. Durch diesen Abstand entsteht eine Öffnung, durch welche das Fluidum von der jeweiligen mit der Druckquelle DRU in 20 Verbindung stehenden Druckkammer DK1, DK2 zu dem zugeordneten Kolben KBO, KBO' strömen und auf diesen einen gegen die Ausdehnungsrichtung der Feder FEO gerichteten Druck ausüben und somit die Feder FEO spannen kann.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der freie Querweg durch den jeweiligen Abstand 25 zwischen den Kolben KBO, KBO' und dem zugeordneten Anschlag AN1, AN2 definiert. Wird Fluidum aus den Druckkammer DK1, DK2 abgelassen, was bei Ausfall einer oder mehrerer Luftfedern LUF der Fall ist, so expandiert die Feder FEO, worauf die Kolben KBO, KBO' in Richtung der Anschläge AN1, AN2 bewegt werden und an dem jeweils zugeordneten Anschlag AN1, AN2 anliegen. Somit kann durch Verringerung des Fluidumsdrucks die Bewegungsfreiheit 30 der Anschläge AN1, AN2 in Längsrichtung λ des Federelements FED eingeschränkt bzw. unterbunden werden. Auf diese Weise kann die mit den Anschlägen AN1, AN2 verbundene Zug/Druckstange ZDS zentriert werden. Dadurch wird die Quersteifigkeit des Fahrzeuges bei Ausfall der Luftfeder erhöht, da der Wagenkasten WKA bei zentriertem Anschlag automatisch in eine mit dem Drehgestell DRE zentrierte Position gebracht wird. 35
Die Ausführungsform nach Fig. 9 und 10 entspricht im wesentlichen der bereits oben beschriebenen Ausführungsform nach Fig. 6 und 7,wobei jedoch an den Kolben keine Gummifedern bzw. Gummianschläge vorgesehen sind. Gemäß Fig. 11-16 sind die beiden Federn FE1, FE2 als Schraubenfedern ausgebildet, wobei sich bauraumoptimiert innerhalb der Stahlfedern ver-40 schachtelt den Schraubenfedern Gummi/Schichtfedern GSF, GSF befinden, welche mit je einem Kolben KB1, KB2 in Verbindung stehen, wobei mehrere Federn miteinander seriell und/oder parallel angebracht sein können. Wie bei den bereits oben beschriebenen Ausführungen ist auch hier die Schraubenfeder FE1, FE2 bzw. die nachgeordnete Schichtfeder GSF, GSF' von der Zug/Druckstange ZDS durchsetzt. Durch die Ein/Auslassöffnung EAL kann Flui-45 dum in den zwischen den beiden Kolben KB1, KB2 gelegenen Zwischenraum eingelassen werden, wodurch die beiden Kolben KB1, KB2 voneinander weggedrückt und die Federn FE1, FE2 gespannt werden können. Bei Ausfall der Luftfeder LUF kann durch Ablassen von Fluidum der Anschlag ANS durch die beiden Kolben KB1, KB2 zentriert werden (siehe Fig. 12). so In der Ausführungsform nach Fig. 17 ist nur eine Feder FEO vorgesehen. Bei dieser Ausführung sind aber mindestens zwei derartige Federelemente je Drehgestell anzubringen um die gewünschte Funktion zu erhalten. Durch Einlassen von Fluidum in die Druckkammer DKA wird die Feder FEO komprimiert und der innere Anschlag AN1 kann sich innerhalb eines durch die Auslenkung bzw. die Vorspannung der Feder FEO definierten Bereichs in Richtung der zylinderför-55 migen Abdeckhülse ADH bewegen, d. h. in Längsrichtung λ des Federelementes FED.

Claims (15)

  1. 8 AT 414 230 B Die in Fig. 18 dargestellte Variante mit integriertem hydraulischem Dämpfer, ist besonders vorteilhaft, wenn zwei Federelemente je Drehgestell angebracht sind und damit ein Platzproblem für einen externen Querdämpfer entsteht. Gemäß Fig. 19 können in dem Federelement auch hydropneumatische Federn vorgesehen sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet 5 sich nicht nur zum Einsatz bei Schienenfahrzeugen sondern auch zum Einsatz in beliebigen anderen Fahrzeugen, die einen Wagenkasten und ein Fahrwerk aufweisen, zwischen welchen eine Luftfeder angeordnet ist. io Patentansprüche: 1. Federelement (FED), welches zumindest zwei gegensinnig zueinander in Längsrichtung (λ) des Federelements (FED) mittels eines Fluidums vorspannbare Federn (FE1, FE2) aufweist, wobei das Federelement einen zwischen den Federn (FE1, FE2) angeordneten, mit 15 einer in Längsrichtung (λ) beweglichen, aus dem Federelement (FED) ragenden Zug/Druckstange (ZDS) verbundenen Anschlag (ANS) und mindestens einen Ein/Auslass (EAL) für das Fluidum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Federn (FE1, FE2) durch den Druck des Fluidums je in eine von dem Anschlag (ANS) wegweisende Richtung komprimierbar sind, sodass ein durch den Anschlag (ANS) und eine fluidumsbe-20 dingte Vorspannung der Federn (FE1, FE2, FEO, FH1, FH2) definierter Bereich, innerhalb dessen die Zug/Druckstange (ZDS) frei beweglich ist, durch eine Erhöhung des Fluidumdrucks vergrößert und durch eine Reduktion des Fiuidumdrucks verringert ist.
  2. 2. Vorrichtung (SYS) zur Erhöhung der Quersteifigkeit eines Fahrzeugs (SFZ) bei Ausfall 25 zumindest einer, einen Wagenkasten (WKA) gegenüber einem Drehgestell (DER) bzw. Fahrwerk abstützenden Luftfeder (LUF), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Federelement aufweist, welches bei einem Ausfall der Luftfeder (LUF) durch den Druck der Luftfeder (LUF) gesteuert aktiviert ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (FED) zumindest eine mittels eines Fluidums vorspannbare Feder (FE1, FE2, FEO, FH1, FH2), mindestens einen Ein/Auslass (EAL) für das Fluidum sowie eine aus dem Federelement (FED) ragende Zug/Druckstange (ZDS) mit zumindest einem Anschlag (ANS) für die Feder (FE1, FE2, FEO, FH1, FH2) aufweist, wobei die Zug/Druckstange (ZDS) bei vorgespannter 35 Feder (FE1, FE2, FEO, FH1, FH2) innerhalb eines durch den Anschlag (ANS) und die Vor spannung der zumindest einen Feder (FE1, FE2, FEO, FH1, FH2) vorgegebenen Bereichs bewegbar ist, die Hauptwirkrichtung der Feder (FE1, FE2, FEO, FH1, FH2) im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (Q) verläuft, und das Federelement (FE1, FE2, FEO, FH1, FH2) über seine Zug/Druckstange (ZDS) mit dem Wagenkasten (WKA) oder dem Drehgestell 40 (DRE) bzw. dem Fahrwerk verbunden ist, wobei in dem Federelement (FED) bei intakter Luftfeder (LUF) die Feder (FE1, FE2, FEO, FH1, FH2) vorgespannt ist, und der Ein/Auslass (EAL) des Federelements (FED) mit mindestens einem Schaltmittel (SAM) zur Reduktion der Fluidumsmenge in dem Federelement (FED) bei Unterschreiten eines vorgebbaren Drucks in der Luftfeder (LUF) verbunden ist. 45
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidum Luft ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfeder (LUF) und das Federelement (FED) von einer gemeinsamen Druckquelle (DRU) ge- 50 speist sind, wobei mindestens ein Ventil zwischen dem Federelement und der Druckquelle (DRU) angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Luftfeder (LUF) und der Druckquelle (DRU) ein mit dem Ventil verbundener elektronischer Drucksensor zur 55 Erfassung des Luftdrucks in der Luftfeder (LUF) angeordnet ist. 9 AT 414 230 B
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (FED) einen internen Querpuffer zur Begrenzung der Querbewegung des Wagenkastens (WKA) gegenüber dem Drehgestell (DRE) bzw. Fahrwerk aufweist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fahrzeug ein außerhalb des Federelements (FED) angeordneter Querpuffer zur Begrenzung der Querbewegung des Wagenkastens (WKA) gegenüber dem Drehgestell (DRE) bzw. Fahrwerk vorgesehen ist. io 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Feder (FE1, FE2, FEO, FH1, FH2) eine Stahlfeder, Gummifeder oder hydro-pneumatische Feder ist.
  9. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Feder- 15 element (FED) seriell und/oder parallel miteinander verschaltete Federn (FE1, FE2, FEO, FH1, FH2) aufweist.
  10. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (FED) mittels Gummilager oder Gelenklager mit dem Wagenkasten (WKA) 20 bzw. dem Drehgestell (DER) oder Fahrwerk verbunden ist.
  11. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (FED) einen Dämpfer aufweist.
  12. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fe derelement (FED) zumindest einen zwischen der Feder (FE1, FE2) und dem Anschlag (ANS) angeordneten, die Feder (FE1, FE2) abstützenden Kolben (KB1, KB2) aufweist.
  13. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (KB1, KB2) bei 30 intakter Luftfeder mittels des Fluidums mit Druck beaufschlagt ist, wobei das Federelement (FED) auf der nicht mittels des Fluidums druckbeaufschlagten Seite des Kolbens (KB1, KB2) zur Umgebung entlüftet ist.
  14. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fe- 35 derelement (FED) auf einer durch das zur Spannung der Feder (FE1, FE2) dienende Flui dum nicht druckbeaufschlagten Seite des Kolbens (KB1, KB2) mit einem anderen Druck ansteuerbar ist.
  15. 16. Schienenfahrzeug (SFZ) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15. 40 Hiezu 7 Blatt Zeichnungen 45 50 55
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