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Die Erfindung betrifft eine Schienenfahrzeugfederung mit einer Luftfeder, angeordnet zwischen gefederter Masse und ungefederter Masse eines Schienenfahrzeugs, nämlich zwischen Karosserie bzw. Wagenkasten und Fahrwerk bzw. Fahrschemel, wobei die Federung eine mit einer Gleitfläche versehene Felge und eine der Felge gegenüberliegende und mit der Gleitfläche zusammenwirkende Auflagefläche aufweist, wobei Gleitfläche und Auflagefläche so angeordnet sind, dass bei einem Ausfall der Luftfeder (Hauptfeder) Gleitfläche und Auflagefläche aneinander bzw. aufeinander liegen und so die Karosserie am Fahrschemel abgestützt ist, wobei die Gleitfläche durch die Oberfläche einer Gleitplatte gebildet wird.
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Solche Schienenfahrzeugfederungen beinhalten in aller Regel eine Luftfeder als Hauptfeder und eine Gummifeder oder Blockfeder als Notfeder. Hauptfeder und Notfeder sind zwischen Wagenkasten und Fahrschemel des Fahrzeuges so angeordnet, dass bei einem Ausfall der Hauptfeder die Karosserie am Fahrwerk durch die Notfeder abgestützt wird und die Abstützung über gegenüberliegende zusammenwirkende karosserieseitige und fahrgestellseitige Auflage- und Gleitflächen bzw. Gleitplatten/Gleitelemente erfolgt. Diese Gleitplatten sorgen dann für eine verminderte Reibung und für eine problemlose Abstützung im Notlaufbetrieb.
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Hierzu offenbart die
EP 1 644 234 B1 eine zentrierende Notfederabstützung für eine Luftfeder, bei der die über die Luftfeder verbundenen Balgfelgen Führungsnuten aufweisen, die bei Auflage des Wagenkastens auf der Notfeder/Zusatzfeder einen seitlichen Versatz des Wagenkastens in Bezug auf das Fahrgestell verhindern sollen. Die einander zugeneigten Flächen der Führungsnuten und ihrer Gegenstücke sind mit Gleitelementen versehen, um bei Verdrehungen oder Querverschiebungen des Wagenkastens relativ zum Fahrgestell die Reibung zu vermindern.
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Die hier dargestellten Gleitelemente wie auch im Allgemeinen die Gleitplatten für Schienenfahrzeuge werden üblicherweise mittels Schrauben / Senkkopfschrauben auf der Gleitplattenaufnahme befestigt. Dieses bedeutet, dass die Vorspannung der Schraube u.a. von den Materialeigenschaften der Gleitplatte abhängig ist, da diese von der Senkkopfschraube auf die Gleitplattenaufnahme gepresst wird. Setzungserscheinungen, können die so erzeugte Vorspannkraft und die langfristige Funktion der Gleitplatte im Betriebszustand beeinflussen. Gerade bei Kunststoffen, die an sich als Gleitmaterialien besonders geeignet sind, ist langfristig auch die Wasseraufnahme von Bedeutung, die dem Kunststoff quellen lässt und auch damit Vorspannung und Funktion beeinflusst.
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Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, eine dauerhaft sichere Befestigung der Gleitplatte zu gewährleisten, welche nicht mehr durch die Eigenschaften der Gleitplatte oder durch Umgebungseinflüsse, wie z.B. Temperatur oder Feuchtigkeit, beeinflusst wird.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Dabei sind in der Gleitplatte formschlüssig und/oder drehfest mit der Gleitplatte verbundene Aufnahmeelemente aus einem zum Material der Gleitplatte unterschiedlichen Material angeordnet, an denen Befestigungselemente angreifen, über die die Gleitplatte mit der Felge und somit auch dem Fahrschemel verbundenen ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird die von der Schraube erzeugte Vorspannung nicht mehr durch das Gleitplattenmaterial beeinflusst. Beim Montagevorgang wird das Befestigungselement, zum Beispiel eine Schraube, durch das Aufnahmeelement geführt und verspannt dieses und damit auch die Gleitplatte fest mit der Gleitplattenaufnahme. Das Aufnahmeelement bzw. Einlegeteil nimmt somit die Vorspannung auf und nicht mehr die Gleitplatte als solche. Damit kann das Aufnahmeelement in seinem Material so angepasst werden, dass ein Umgebungseinfluss oder Setzungserscheinungen nicht mehr zu befürchten sind.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Gleitplatte über eine Gleitplattenaufnahme mit der Felge verbunden ist, das heißt über ein zusätzliches Element, welches die Gestaltungsmöglichkeiten erweitert und z.B. die Erfordernisse bei der Bearbeitung von Pass-Flächen herstellungs- und kostengerecht anpassen lässt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Gleitplatte aus Polytetraflourethylen (PTFE) und die Aufnahmeelemente aus Metall bestehen. PTFE ist ein Kunststoffmaterial, welches sehr gute Gleiteigenschaften besitzt, während die Aufnahmeelemente aus Metall im Vergleich zum PTFE eine Festigkeit besitzen, bei der Setzungserscheinungen im Vergleich zum PTFE völlig unwesentlich sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Aufnahmeelemente über einen Riegel- oder Bajonettverschluss mit der Gleitplatte verbunden sind. Damit ergibt sich eine leichte und ohne Aufwand zu betreibende Montage bei der Herstellung. Gleiche Vorteile ergeben sich bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung, die darin besteht, dass die Aufnahmeelemente durch Verkrimpen mit der Gleitplatte verbunden sind. Verkrimpen, auch Crimpen oder „crimping“ genannt, bezeichnet ein dem Bördeln ähnliches Fügeverfahren, bei dem zwei Komponenten durch plastische Verformung miteinander verbunden werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Aufnahmeelemente in die Gleitplatte eingeschraubt sind, vorzugsweise selbstschneidend, wenn z.B. die Gleitplatte aus Kunststoff und die Aufnahmeelemente aus Metall bestehen. Auch hier kann eine sehr einfache Montage bei der Herstellung der Gleitplatte erfolgen.
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Ein etwas aufwendigerer aber in seiner Präzision hervorragender Verbund entsteht dann, wenn die Aufnahmeelemente durch ein Spritzguss- oder Sinterverfahren in das Material der Gleitplatte eingebunden sind, insbesondere im Zusammenwirken mit einer Ausführung, bei der die Aufnahmeelemente zur formschlüssigen Verankerung Hinterschnitte aufweisen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Aufnahmeelemente als Buchsen oder Muttern ausgebildet sind, insbesondere dann, wenn die Befestigungselemente als Schrauben, Senkkopfschrauben oder Nieten ausgebildet sind, die auf einfache Weise mit den Bohrungen der Buchsen oder den Gewinden der Muttern zur Befestigung der Gleitplatte an deren Unterlage eingebracht werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Aufnahmeelemente mindestens einseitig bündig mit der Gleitplatte abschließen. Im Betrieb insbesondere bei rauen Umgebungsbedingungen wird so eine sichere Befestigung der Gleitplatte erreicht. Quellungen durch Feuchtigkeit bzw. Verformungen der Gleitplatte führen dann nicht mehr zur Lockerung der Befestigung.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
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1 prinzipiell den vorderen Teil eines schienengebundenen Kurzstreckentriebwagens,
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2 prinzipiell die Schienenfahrzeugfederung des Kurzstreckentriebwagens nach 1,
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3 die erfindungsgemäße Schienenfahrzeugfederung,
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4 eine der bisherigen Lösungen aus dem Stand der Technik zum Vergleich.
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1 zeigt prinzipiell den vorderen Teil eines schienengebundenen Kurzstreckentriebwagens 1 mit einen Fahrschemel bzw. Fahrgestell 2, welches über eine Schienenfahrzeugfederung 3 mit der Karosserie 4 des Triebwagens 1 verbunden ist.
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2 zeigt – ebenfalls zunächst nur prinzipiell – die Schienenfahrzeugfederung 3 mit einer als so genannter „Halbbalg“ ausgebildeten Balgluftfeder 5. Die Federung weist eine Gleitfläche 6 auf, die durch die Oberfläche einer Gleitplatte 9 gebildet wird. Die Gleitplatte 9 ist über eine Gleitplattenaufnahme 9b mit der Felge 7 verbunden. Der Gleitplatte und damit der Gleitfläche gegenüber liegt die mit der Gleitfläche zusammenwirkende karosserieseitige Auflagefläche 8. In der Zusammenschau der 1 und 2 erkennt man, dass Gleitfläche 6 und Auflagefläche 8 dabei so angeordnet sind, dass bei einem Ausfall der Hauptfeder 5 Gleitfläche und Auflagefläche aneinander bzw. aufeinander liegen und so die Karosserie 4 am Fahrschemel 2 abgestützt ist.
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Innerhalb der Schienenfahrzeugfederung 3 ist eine Gummi-Metall-Feder als Zusatzfeder 10 angeordnet, die für die Erfindung hier aber nicht von weiterer Bedeutung ist.
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3 zeigt nun die erfindungsgemäße Lösung im Detail, bei der in der Gleitplatte 9 formschlüssig und drehfest mit der Gleitplatte 9 verbundene Aufnahmeelemente 11 aus einem zum Material der Gleitplatte unterschiedlichen Material angeordnet sind, an denen Befestigungselemente 12 angreifen, über die die Gleitplatte 9 mit der Gleitplattenaufnahme 9b und darüber mit der Felge 7 und dem Fahrschemel verbundenen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Aufnahmeelemente 11 durch ein Sinterverfahren oder Spritzgussverfahren in das Material der Gleitplatte 9 eingebunden. Die Aufnahmeelemente weisen zur formschlüssigen Verankerung Hinterschnitte 13 auf und schließen einseitig bündig, nämlich mit der Unterseite der Gleitplatte 9 ab. Die Befestigungselemente 12 sind als Schrauben ausgebildet, mit denen die Gleitplatte 9 auf der Gleitplattenaufnahme 9b verschraubt ist.
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4 zeigt eine der bisherigen Lösungen aus dem Stand der Technik, bei der eine Gleitplatte 14 mit direkt an bzw. in der Gleitplatte angreifenden Senkkopfschrauben 15 auf der Gleitplattenaufnahme 9b angeschraubt ist. Hier können Setzungserscheinungen und Feuchtigkeitsaufnahme die Dauerhaltbarkeit negativ beeinflussen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kurzstreckentriebwagens
- 2
- Fahrgestell, Fahrschemel
- 3
- Schienenfahrzeugfederung
- 4
- Karosserie
- 5
- Balgluftfeder
- 6
- Gleitfläche
- 7
- Felge
- 8
- Auflagefläche
- 9
- Gleitplatte
- 9b
- Gleitplattenaufnahme
- 10
- Zusatzfeder
- 11
- Aufnahmeelement
- 12
- Befestigungselement
- 13
- Hinterschnitt
- 14
- Gleitplatte
- 15
- Senkkopfschraube
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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