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Die Erfindung betrifft eine Schienenfahrzeugfederung mit einer Luftfeder, angeordnet zwischen gefederter Masse, nämlich Karosserie bzw. Wagenkasten und ungefederter Masse, nämlich Fahrwerk bzw. Fahrschemel eines Schienenfahrzeugs, wobei die Schienenfahrzeugfederung eine mit einer Gleitplatte versehene Felge und eine der Gleitplatte gegenüberliegende und mit der Oberfläche der Gleitplatte zusammenwirkende Auflagefläche aufweist, wobei Gleitplatte und Auflagefläche so angeordnet sind, dass bei einem Ausfall der Luftfeder die Oberfläche der Gleitplatte und die Auflagefläche aneinander bzw. aufeinander liegen und so die Karosserie am Fahrschemel abgestützt ist.
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Solche Schienenfahrzeugfederungen beinhalten in aller Regel eine Luftfeder als Hauptfeder und eine Gummifeder, Gummimetallfeder 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 einerseits zusätzliche Befestigungselemente, andererseits, dass die Vorspannung der Schraube u.a. von den Materialeigenschaften der Gleitplatte abhängig ist, da letztere von der Senkkopfschraube auf die Gleitplattenaufnahme oder Felge gepresst wird. Setzungserscheinungen können die so erzeugte Vorspannkraft und die langfristige Funktion der Gleitplatte im Betriebszustand beeinflussen.
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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 so stark durch die Eigenschaften der Gleitplatte oder durch Umgebungseinflüsse, wie z.B. Temperatur oder Feuchtigkeit, beeinflusst wird. Außerdem soll eine dauerhaft sichere Befestigung der Gleitplatte gewährleistet sein, die nicht mehr durch die Eigenschaften der gleichen Platte bzw. die Umgebungsparameter 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 ist die Gleitplatte durch eine Rast- oder Klemmverbindung formschlüssig und/oder drehfest mit der Felge und somit auch dem Fahrschemel verbunden. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird im Betrieb, insbesondere bei rauen Umgebungsbedingungen, eine sichere und sehr einfache Befestigung der Gleitplatte erreicht. Quellungen durch Feuchtigkeit bzw. Verformungen der Gleitplatte führen nicht mehr zur Lockerung der Befestigung. Die von der Schraube erzeugte Vorspannung wird nicht mehr durch das Gleitplattenmaterial beeinflusst. Der Montagevorgang erfolgt im Wesentlichen ohne größere Vorspannung der Gleitplatte als solche. Zudem entfallen separate Befestigungselemente, wie z. B. Schrauben zur Befestigung der Gleitplatte.
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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 Passflächen herstellungs- und kostengerecht anpassen lässt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Gleitplatte in einer Vertiefung der Felge oder Gleitplattenaufnahme angeordnet ist und eine Randkontur aufweist, die in einen mit einer komplementären Kontur versehenen Hinterschnitt der Vertiefung einrastbar ist. Die „formschlüssige“ Aufnahme in einer Vertiefung erfordert keine weiteren Sicherungen in Längs- oder Querrichtung und das Einrasten befestigt die Gleitplatte sicher in vertikaler Richtung. Durch Wegfall der üblichen Befestigungselemente vergrößert sich die wirksame Fläche der Gleitplatte, das wiederum bedeutet höhere zulässige Traglast. Außerdem wird dadurch eine geringere Bauhöhe der Gleitplattenaufnahme möglich, da keine Bohrungen oder Gewinde erforderlich sind.
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Kontur und Hinterschnitt sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass die Gleitplatte durch Druck bzw. durch wenige Hammerschläge in den Hinterschnitt eingerastet / eingeklippst / eingedrückt werden kann. Der Formschluss hält die Platte nun sicher in ihrer Position.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Gleitplatte eine Randkontur aufweist, in die eine die Gleitplatte festklemmende Bördelung der Gleitplattenaufnahme eingreift. Bei entsprechender Ausbildung der Gleitplattenaufnahme ist eine Bördelung eine ebenfalls sehr einfache Art der Montage und kann auch kann entweder alternativ oder additiv zur Rastverbindung vorgesehen sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung zur Vereinfachung der Bearbeitung bei der Herstellung besteht darin, dass die Randkontur und/oder der Hinterschnitt oder die Bördelung nur jeweils segmentweise ausgebildet sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Gleitplatte ringförmig ausgebildet ist und die Rast- oder Klemmverbindung am Außen- und/oder Innenumfang des Gleitplattenrings vorgesehen ist. Je nach Anwendungszweck lässt sich hierdurch eine Materialeinsparung erreichen und auch die Anpassung der Verbindung vielfältig auf die jeweils vorhandene Verwendung auslegen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Gleitplatte aus Polytetraflourethylen (PTFE) und die Gleitplattenaufnahme aus Metall bestehen. PTFE ist ein Kunststoffmaterial, welches sehr gute Gleiteigenschaften besitzt, während die Gleitplattenaufnahme aus Metall im Vergleich zum PTFE eine Festigkeit besitzen, bei der bei der ein Einrasten sicher durchgeführt werden kann und die sich bei entsprechender Dimensionierung z. B. ihrer Randbereiche gut zum Bördeln oder Crimpen eignet. Damit ergibt sich eine leichte und ohne Aufwand zu betreibende Montage bei der Herstellung. 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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Zusammenfassend wird im Betrieb insbesondere bei rauen Umgebungsbedingungen eine sichere Befestigung der Gleitplatte erreicht. Quellungen durch Feuchtigkeit bzw. Verformungen der Gleitplatte führen nicht mehr zur Lockerung ihrer 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 Gleitplatte der erfindungsgemäße Schienenfahrzeugfederung im Schnitt,
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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 ringförmig ausgebildete Gleitplatte 6 auf, die über eine Gleitplattenaufnahme 7 mit der Felge 8 verbunden ist. Der Oberfläche 6a der Gleitplatte und damit der eigentlichen Gleitfläche gegenüber liegt die mit der Oberfläche 6a der Gleitplatte zusammenwirkende karosserieseitige Auflagefläche 9. In der Zusammenschau der 1 und 2 erkennt man, dass Oberfläche 6a und Auflagefläche 9 so angeordnet sind, dass bei einem Ausfall der Hauptfeder 5 Gleitfläche 6a und Auflagefläche 9 aneinander bzw. aufeinander liegen und so die Karosserie 4 am Fahrschemel 2 abgestützt ist. Die Gleitplatte ist hier allerdings noch in der bisher üblichen Art und Weise mit der Gleitplattenaufnahme verschraubt, wie auf der rechten Seite der Gleitplattenaufnahme erkennbar und im Detail noch einmal in der 4 dargestellt.
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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 dagegen nun die erfindungsgemäße Lösung im Detail, bei der die ringförmige Gleitplatte 6 in einer passend ausgebildeten ringförmigen Vertiefung 11 der Gleitplattenaufnahme 7 angeordnet ist und eine Randkontur 12 aufweist, die in einen mit einer komplementären Kontur versehenen Hinterschnitt 13 der Vertiefung 11 einrastbar ist. Die Rastverbindung ist hier also am Außenumfang des Gleitplattenrings angeordnet.
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Die Gleitplatte 6 besteht aus Polytetraflourethylen (PTFE) und die Gleitplattenaufnahme 7 aus Metall.
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4 zeigt im Detail 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 einer mit Gewindebohrungen versehenen Gleitplattenaufnahme 16 angeschraubt ist. Hier können Setzungserscheinungen und Feuchtigkeitsaufnahme die Dauerhaltbarkeit negativ beeinflussen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kurzstreckentriebwagen
- 2
- Fahrgestell, Fahrschemel
- 3
- Schienenfahrzeugfederung
- 4
- Karosserie
- 5
- Balgluftfeder
- 6
- Gleitplatte
- 6a
- Gleitplattenoberfläche / Gleitfläche
- 7
- Gleitplattenaufnahme
- 8
- Felge
- 9
- Auflagefläche
- 10
- Gummi-Metall-Element / Zusatzfeder
- 11
- Vertiefung
- 12
- Randkontur der Gleitplatte
- 13
- Hinterschnitt
- 14
- Gleitplatte, Stand der Technik
- 15
- Senkkopfschraube
- 16
- Gleitplattenaufnahme mit Gewindebohrungen, Stand der Technik
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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