DE102014205288A1

DE102014205288A1 - Kältefeste Luftfedereinrichtung

Info

Publication number: DE102014205288A1
Application number: DE102014205288.2A
Authority: DE
Inventors: Volker Gedenk; Frank von Levern
Original assignee: ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2015-11-12
Also published as: WO2015139854A1

Abstract

Luftfedereinrichtung mit einem zwischen gefederter Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil angeordnetem Luftfederbalg, welcher an beiden Enden einen Wulstring zur Einspannung des Luftfederbalges an Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil aufweist, wobei mindestens die Einspannung (D) des Luftfederbalges an dem mit der Karosserie verbundenen Luftfederdeckel durch einen entsprechend ausgebildeten Klemmrings erfolgt, der den Wulstring in einer Ausnehmung aufnimmt, im Wesentlichen umfasst und unter Druck am Deckel fixiert, wobei im Bereich der Einspannung (D) ein zwischen Deckel einerseits und Wulstring bzw. Luftfederbalg oder Klemmring andererseits abdichtend eingesetzter Dichtring angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfedereinrichtung mit einem zwischen gefederter Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil angeordnetem Luftfederbalg, welcher an beiden Enden einen Wulstring zur Einspannung des Luftfederbalges an Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil aufweist, wobei mindestens die Einspannung des Luftfederbalges an dem mit der Karosserie verbundenen Luftfederdeckel durch einen entsprechend ausgebildeten Klemmrings erfolgt, der den Wulstring in einer Ausnehmung aufnimmt, im Wesentlichen umfasst und unter Druck am Deckel fixiert.
Der Luftfederbalg ist dabei mit im Balgmaterial eingebetteten Festigkeitsträgern als Verstärkungselemente versehen, wobei einzelne oder mehrere Lagen von Festigkeitsträgern oder Gewebelagen aus Festigkeitsträgern vorgesehen sein können.
Luftfederungen/ Luftfedereinrichtung mit Luftfederbälgen, die besondere Ausbildungen der Wulstringe und der Befestigung an den Anschlussteilen aufweisen, sind im Stand der Technik vielfach bekannt.
Ein Problem der Befestigung bzw. Einspannung des Luftfederbalges an den Anschlagringen bzw. Felgenhörnern des Wagenkastens oder des Fahrwerks besteht im Auffangen der relativ stark ausgeprägten Bewegungen einer solchen Luftfederung. Luftfederungen für Schienenfahrzeuge müssen im Gegensatz zu Luftfedern bei Kraftfahrzeugen starke vertikale, horizontale und torsionale Bewegungen aufnehmen. Dadurch entstehen im Bereiche der Einspannungen Relativbewegungen, die einerseits zu verstärkten Belastungen der Luftfeder führen können und andererseits zu Undichtigkeiten im Einspannrand der Luftfeder führen können, insbesondere bei tiefen Temperaturen. Die Luftfeder bläst dann ab, und der Betrieb des Fahrzeuges muss eingestellt werden.
Luftfedern für Schienenfahrzeuge werden vermehrt in Regionen eingesetzt, wo Temperaturen bis zu unter –40°C vorherrschen. Während das Material der Luftfeder bei diesen Temperaturen durchaus beständig ist, gibt es gelegentlich jedoch Probleme mit der Dichtigkeit der Luftfeder in der Einspannung. Die Elastizität der dort miteinander im Eingriff stehenden Materialien reicht nicht aus, um die bei diesen Bewegungen entstehenden Spalte auszufüllen.
Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, eine für ein Schienenfahrzeug geeignete Luftfedereinrichtung bereitzustellen, die auch bei hohen Belastungen und starken vertikalen, horizontalen und torsionalen Bewegungen zwischen Wagenkasten und Fahrwerk auch noch bei niedrigsten Einsatztemperaturen sicher und verschleißfrei arbeitet und völlig luftdicht bleibt und die einfach und ohne wesentlichen zusätzliche Bearbeitungsaufwand herzustellen ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Dabei ist im Bereich der Einspannung (D) ein zwischen Deckel und Wulstring bzw. Luftfederbalg und/oder Klemmring abdichtend eingesetzter Dichtring angeordnet. Während üblicherweise im Stand der Technik das elastomere Material des Luftfederbalges unter Klemmung oder Pressung als ausreichend dichtend im Einspannbereich angesehen und keine weiteren Dichtmittel für nötig erachtet wurden, besteht der überaschende Effekt der erfindungsgemäßen Ausbildung darin, dass nun mit einer zusätzlichen Dichtung besonderer Anordnung auch ein Einsatz im Niedrigtemperaturbereich ermöglicht wird. Im Einspannbereich wird nämlich ein zusätzliches Material eingefügt, dass bei den genannten niedrigen Temperaturen seine Elastizität beibehält. Der Platz für dieses Material wird durch eine geänderte Einspannung gewährleistet. Durch die verbesserte Einspannung in Kombination mit dem Dichtungsmaterial ist eine Dichtigkeit der Luftfeder auch bei tiefsten Temperaturen gewährleistet.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der Dichtring in einer Umfangsnut ausgebildet ist, die als umlaufende Nut in einem der zur Einspannung dienenden Bauteile/Anschlussbauteil angeordnet ist. Durch eine solche Ausbildung erübrigen sich weitere spezielle Bauteile zur Bereitstellung der Dichtigkeit.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Umfangsnut als im Klemmring umlaufende Nut und der Dichtring als ein in die Nut eingelegter O-Ring ausgebildet sind. Diese Ausführung, insbesondere im Zusammenwirken mit einer weiteren vorteilhaften Ausbildung, die darin besteht, dass die umlaufende Nut in der Ausnehmung zur Aufnahme des Wulstrings ausgebildet ist, vereinfacht die Herstellung sehr, da der Klemmring sowieso als Press- oder Drehteil mit besonderem Querschnitt anzufertigen ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Umfangsnut in einem der metallischen Anschlussbauteile ausgebildet ist, insbesondere im metallischen Luftfederdeckel. Dadurch lässt sich die Nut durch einfachste spanende Bearbeitung (Drehen) herstellen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Umfangsnut als umlaufende Nut im Luftfederbalg bzw. in dessen Wulstbereich ausgebildet ist. Bei der Vulkanisation des Luftfederbalgs können damit durch einfache Formgebung in der Vulkanisationsform bereits alle Vorbereitungen für eine spätere Verwendung auch bei niedrigen Temperaturen getroffen werden. Sofern eine Umfangsnut vorhanden ist, kann je nach Anwendungsfall und Einsatzgebiet wahlweise ein zusätzlicher Dichtring eingelegt werden oder nicht (Gleichteileprinzip).
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das den Dichtring bildende Material anvulkanisiert oder eingespritzt/angespritzt ist, vorzugsweise in der Umfangsnut. Hierdurch lässt sich u.a. sicher vermeiden, dass der zusätzliche Dichtring bei der Montage etwa nicht berücksichtigt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Dichtring als eine vorzugsweise in die Nut eingelegte Silikondichtung ausgebildet ist, da dieses Material auch bei tiefen Temperaturen seine Elastizität behält und zudem in einer Werkstoffpaarung mit Metallen oder andern Elastomeren langlebig flexibel und elastisch bleibt.
Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Luftfedereinrichtung, wie bereits einleitend dargestellt, für ein Schienenfahrzeug.
Der Dichtring kann dabei sowohl an der äußeren als auch an der inneren Einspannung der Luftfeder bzw. des Luftfederbalges angebracht sein.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
1 den vorderen Teil eines schienengebundenen Kurzstrecken-Triebwagens
2 eine erfindungsgemäße Luftfedereinrichtung in einer vergrößerten Schnittdarstellung
3 eine vergrößerten Schnittdarstellung des Einspannbereiches D einer erfindungsgemäßen Luftfedereinrichtung
4 zum Vergleich eine Ausführung einer Luftfedereinrichtung aus dem Stand der Technik
1 zeigt den vorderen Teil eines schienengebundenen Kurzstrecken-Triebwagens 1 mit einen Fahrschemel bzw. Fahrgestell 2, welches über eine erfindungsgemäße Luftfedereinrichtung 3 mit der Karosserie des Triebwagens 1 verbunden ist.
2 zeigt die Luftfedereinrichtung 3 in einer vergrößerten Schnittdarstellung. Hier erkennt man den zwischen der gefederter Karosserie mit dem Luftfederdeckel 4 und der zum ungefedertem Fahrwerksteil gehörigen Felge 5 angeordnetem Luftfederbalg 6, welcher mit im Balgmaterial eingebetteten Festigkeitsträgern versehen ist und an beiden Enden Wulstringe 7 und 8 zur Einspannung aufweist.
Die Einspannung (D) des Luftfederbalges an dem mit der Karosserie verbundenen Luftfederdeckel 4 erfolgt durch einen entsprechend ausgebildeten Klemmring 9, der den Wulstring 7 in einer Ausnehmung aufnimmt, im Wesentlichen umfasst und mit Hilfe einer Verschraubung 10 unter Druck am Deckel 4 fixiert.
Wie die 3 in einer vergrößerten Schnittdarstellung des Einspannbereiches D zeigt, ist im Bereich der Einspannung D ein zwischen Deckel 4 und Klemmring 9 abdichtend eingesetzter Dichtring 11 angeordnet.
Der Dichtring 11 ist in einer Umfangsnut 12 ausgebildet, die als umlaufende Nut im Klemmring 9 angeordnet und in der bzw. ausgehend von der Ausnehmung zur Aufnahme des Wulstrings 7 ausgebildet ist.
4 zeigt lediglich zum Vergleich noch einmal eine übliche Ausführung einer Luftfedereinrichtung aus dem Stand der Technik ohne die erfindungsgemäße Ausbildung eines im Bereich der Einspannung zwischen Deckel und Wulstring oder Klemmring abdichtend eingesetzter Dichtrings.
Bezugszeichenliste

1: Kurzstrecken-Triebwagen
2: Fahrgestell
3: Luftfedereinrichtung
4: Luftfederdeckel
5: Felge
6: Luftfederbalg
7: Wulstring
8: Wulstring
9: Klemmring
10: Verschraubung
11: Dichtring
12: Umfangsnut

Claims

Luftfedereinrichtung (3) mit einem zwischen gefederter Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil angeordnetem Luftfederbalg (6), welcher an beiden Enden einen Wulstring (7, 8) zur Einspannung des Luftfederbalges (6) an Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil aufweist, wobei mindestens die Einspannung (D) des Luftfederbalges an dem mit der Karosserie verbundenen Luftfederdeckel (4) durch einen entsprechend ausgebildeten Klemmrings (9) erfolgt, der den Wulstring (7) in einer Ausnehmung (11) aufnimmt, im Wesentlichen umfasst und unter Druck am Deckel (4) fixiert, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Einspannung (D) ein zwischen Deckel (4) einerseits und Wulstring (7) bzw. Luftfederbalg oder Klemmring (9) andererseits abdichtend eingesetzter Dichtring (11) angeordnet ist.
Luftfedereinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Dichtring (11) in einer Umfangsnut (12) ausgebildet ist, die als umlaufende Nut in einem der zur Einspannung dienenden Bauteile/Anschlussbauteil (9, 4, 7) angeordnet ist.
Luftfedereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Umfangsnut als im Klemmring (9) umlaufende Nut (12) und der Dichtring (11) als ein in die Nut eingelegter O-Ring ausgebildet sind.
Luftfedereinrichtung nach Anspruch 3, bei der die umlaufende Nut (12) in der Ausnehmung des Klemmrings (9) zur Aufnahme des Wulstrings (7) ausgebildet ist.
Luftfedereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Umfangsnut (12) in einem der metallischen Anschlussbauteile ausgebildet ist, insbesondere im metallischen Luftfederdeckel.
Luftfedereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Umfangsnut als umlaufende Nut in der Luftfeder bzw. in deren Wulstbereich ausgebildet ist.
Luftfedereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das den Dichtring (11) bildende Material anvulkanisiert oder eingespritzt ist, vorzugsweise in der Umfangsnut.
Luftfedereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Dichtring (11) als eine vorzugsweise in die Nut eingelegte Silikondichtung ausgebildet ist
Verwendung einer Luftfedereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für ein Schienenfahrzeug (1).