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Gasbalgfeder für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge Die Erfindung
betrifft die Ausbildung und Anordnung einer Gasbalgfeder bei Fahrzeugen und hat
insbesondere zum Zweck, die Anwendung von Gasfedern bei mit Blattfedern ausgerüsteten
Schienen-und Straßenfahrzeugen, vorzugsweise Güterwagen, zu ermöglichen. Bei Güterwagen
besteht bekanntlich sehr viel Spiel zwischen der Achsbuchse und den Achshaltern,
damit sich der durch die Konizität der Radreifen bedingte sinusförmige Lauf der
Radsätze bei geringstem Radreifenverschleiß widerstandslos ausbilden kann.
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Um dennoch ein ruhiges Verhalten des Wagenkastens während der Fahrt
zu erzielen, sind zwischen den Enden der über der Achsbuchse gelagerten Blattfeder
und den Federböcken lange Federgehänge eingeschaltet. Auf diese Weise wird erreicht,
daß der Wagenkasten horizontal mit einer niedrigeren Frequenz schwingt als der die
Schwingungen erregende Radsatz, so daß eine Resonanz beider Schwingungen vermieden
wird.
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Derartige Radsatzführungen haben sich grundsätzlich bewährt, doch
genügt diese Achs- und Federanordnung den Ansprüchen in bezug auf die vertikale
Federung noch nicht, insbesondere dann nicht, wenn Güterwagen zur Beförderung von
Eilgut in D-Zügen bzw. Zugverbänden mit sehr hohen Geschwindigkeiten mitgeführt
werden. Vor allem aber ist bei nach neuzeitlichen Leichtbauprinzipien gefertigten
Güterwagen das Verhältnis von Eigengewicht zu Ladegewicht sehr unterschiedlich.
Trotzdem wird angestrebt, daß der leere Wagen ebenso gute Laufeigenschaften aufweist
wie das beladene Fahrzeug.
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Ein Mittel zur Verbesserung der Laufeigenschaften von Fahrzeugen ist
bekanntlich die Gasfeder. Man kennt bereits Gasfedern, die sich aus zwei Stirnplatten
und einem dazwischen angeordneten zylindrischen Mantel zusammensetzen. Ihr Nachteil
besteht darin, daß sie nur auf Druck beansprucht werden können. Aus diesem Grunde
ist man ihrer Verwendung bei mit langen Gehängen und Blattfedern ausgerüsteten Güterwagen
bisher nicht nähergetreten. Auch ist es bekannt, das Volumen liegend angeordneter
Automobilreifen, die als Gasfedern benutzt werden, dadurch zu vergrößern, daß ihre
Öffnungen oben und unten mit je einer durchgehenden Abschlußplatte versehen werden,
die dann gleichzeitig als Abstützflächen gegenüber Wagenkasten und Untergestell
ausgebildet sind.
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Bei einer weiteren bekannten Gasfederanordnung für Fahrzeuge sind
die abzufedernden Teile mit Ringkörpern fest verbunden, die schräg zur Hauptachse
des Gummihohlkörpers verlaufende Sitzflächen zur Aufnahme der Wülste des Gummihohlkörpers
tragen. Dabei legen sich die Wülste stramm gegen die Sitzflächen, so daß die Abdichtung
des mit vorgespannter Luft gefüllten Hohlraumes ohne weitere Hilfsmittel erreicht
wird. Schließlich ist es noch bekannt, in der Längsachse von gummigefederten Stoßdämpfern
und von Gasfedern Bolzen anzuordnen.
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Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Gasbalgfeder für Fahrzeuge,
insbesondere Schienenfahrzeuge, die sich mit Vorteil auch bei Güterwagen mit Blattfedern
und Hängpendeln anwenden läßt. Sie geht aus von einem nach außen gewölbten torusförmigen
Gummihohlkörper, dessen Befestigungswülste durch den inneren Gasdruck luftdicht
an die abzufedernden Fahrzeugteile angepreßt werden, und einem in der Längsachse
der Feder verlaufenden Bolzen.
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Erfindungsgemäß ist koaxial zu dem nach außen gewölbten torusförmigen
Gummihohlkörper ein in derselben Quermittelebene liegender zweiter, nach innen gewölbter
torusförmiger Gummihohlkörper angeordnet, der zu dem äußeren Gummihohlkörper parallel
geschaltet ist, wobei die Gasbalgfeder an dem als Hängependel dienenden mittleren
Bolzen aufgehängt ist. Dabei kann nach einem weiteren Gedanken der Erfindung beiderseits
der Achsbuchse je eine Gasbalgfeder unterhalb eines am Fahrzeugrahmen angebrachten
Federbockes gelagert sein und die Überbrückung von der Achsbuchse zu den beiden
Hängependeln in bekannter Weise durch eine Blattfeder oder einen die Blattfeder
ersetzenden Träger hergestellt sein. Es liegt dabei im Wesen der Erfindung, das
Hängependel in der unteren Federbalgplatte fest einzuspannen.
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Durch die Erfindung wird auf einfache Weise und mit geringen Mitteln
eine kleinbauende Gasbalgfeder mit einer optimalen Federkraft geschaffen. Die Gasfederbälge
sind in zweckmäßiger Weise mit den
Federgehängen vereinigt, was
bei dem einfachen Aufbau von Güterwagen besonders wichtig ist. Die bewährte Achsführung
bleibt erhalten, wobei durch die Verwendung der Gasbalgfeder die Federwirkung wesentlich
verbessert wird. Die Gasbalgfeder kann der normalen Blattfeder zugeschaltet sein,
jedoch kann diese Blattfeder durch Wahl von stärkeren Federblättern auch wesentlich
härter ausgebildet werden, so daß sie bei einem Ausfall der Gasbalgfeder immer noch
die Eigenschaften einer Notfeder erfüllt. In Sonderfällen kann man auch auf diese
Notfeder verzichten und die Überbrückung zwischen Achsbuchse und Gasfeder durch
einen Biegeträger herbeiführen. Der notwendige Luftdruck in der Gasfeder kann durch
einen Luftkompressor aufrechterhalten werden, der in an sich bekannter Weise auf
der Achsbuchse angeordnet ist.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung schematisch dargestellt: A b
b. 1 zeigt einen Schnitt durch die Gasbalgfeder, A b b. 2 die Anordnung der Gasbalgfeder
am Untergestell eines Schienenfahrzeuges.
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Wie aus A b b. 1 hervorgeht, besteht die Gasfeder aus einem
äußeren, konkav zur Balgmitte gekrümmten Gummihohlkörper 1 und einem inneren,
konkav nach außen gekrümmten Gummihohlkörper 2, die auf der Grundlage des
Autoreifens, d. h. mit einer oder mehreren Gewebeeinlagen im Gummi, hergestellt
sind. Die ringförmigen Enden der Gummihohlkörper 1 und 2 legen sich in konisch oder
ähnlich geformte Ringnuten dichtend an der äußeren Federbalgplatte 3 und der inneren
Federbalgplatte 4 an. Auf diese Weise gewinnt man einen freien Raum in der Mitte
der kombinierten Gummihohlkörper 1 und 2 zum Durchführen eines Hängependels
5, welches aus einem oben gegabelten Bolzen und einem am Ende einer Blattfeder
11 angebolzten Kreuzstück 6 besteht. Um an der äußeren Federbalgplatte
3
einen Anlenkpunkt des Hängependels 5 zu vermeiden, ist der Federbalg selbst
als Gelenk ausgebildet, was dadurch ermöglicht wird, daß die äußere Federbalgplatte
3 mit einer Hülse 7 ausgerüstet ist, in der der Bolzen des Hängependels
5 fest verschraubt ist. Die Zufuhr der Druckluft erfolgt durch eine öffnung
8 in einer der Federbalgplatten.
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Wie aus A b b. 2 ersichtlich ist, läßt sich eine derartige Gasbalgfeder
in einfacher und übersichtlicher Weise mit dem Laufwerk eines Güterwagens vereinigen,
indem die Gasbalgfeder unterhalb je eines am Fahrzeugrahmen befestigten Federbockes
9 gelagert ist und über das Gehänge 10 mit der über der Achsbuchse
12 angeordneten Blattfeder 11 in Verbindung steht. Die Blattfeder
11 kann den gleichen Weichheitsgrad wie die üblichen Blattfedern an Güterwagen
aufweisen. Die zusätzliche Gasbalgfeder würde in diesem Fall einen noch größeren
Weichheitsgrad der Gesamtfederung ergeben und insbesondere die Stöße überbrücken,
die durch die Federreibung innerhalb der Blattfeder 11 nicht absorbiert werden.
Diese Stöße können bekanntlich sehr groß werden, insbesondere wenn die Blattfedern
wenig gewartet bzw. angerostet sind. Statt der normalen Blattfeder 11 kann auch
einen solche Feder in härterer Ausführung Verwendung finden. Auch in diesen Fällen
ist die Gasbalgfeder als hochwertige Zusatzfeder anzusprechen. Die Blattfeder
11 könnte gegebenenfalls sogar fortfallen und durch einen Biegeträger ersetzt
werden, sofern man auf den Charakter der Blattfeder als Notfeder verzichtet.
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Aus A b b. 2 ist der große Spielraum zwischen Achsbuchse
12 und den Achshaltern 13 ersichtlich. Der Radsatz läuft infolge seiner
Radreifenschräge sinusförmig im Gleis. Die dadurch bedingte Unruhe des Laufwerks
wird durch das lange Gehänge 10 an sich und durch die Gasbalgfedern zusätzlich
kompensiert, so daß Schienenfahrzeuge mit der erfindungsgemäßen Einrichtung besonders
günstige Laufeigenschaften erhalten und damit in mit hohen Geschwindigkeiten fahrenden
Zügen mitgeführt werden können.
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Der Luftdruck jeder Gasbalgfeder kann in üblicher Weise durch ein
nicht dargestelltes Steuerventil dem jeweiligen Belastungszustand des Fahrzeugs
angepaßt werden. Zu diesem Zweck ist .ein Luftkompressor 14 vorgesehen, der
dem Federbalg den jeweils erforderlichen Luftdruck vermittelt. Der Luftkompressor
14 kann in bei Schienenfahrzeugen an sich bekannter Weise auf dem Deckel
der Achsbuchse 12 angebracht sein und vom Achsschenkel des Radsatzes angetrieben
werden. Sollte der Luftdruck in den Gasbalgfedern bei längerer Standzeit eines Fahrzeugs
nachlassen, so wird der Federbalg beim Anfahren des Fahrzeugs ohne weiteres auf
den erforderlichen Betriebsdruck aufgeladen. Nach Erreichen dieses Betriebsdruckes
wird die vom Luftkompressor 14 erzeugte überschüssige Druckluft über ein
Sicherheitsventil abgeblasen, oder der Luftkompressor 14 wird durch Betätigung
einer Kupplung od. dgl. stillgesetzt. Nicht jeder Wagen benötigt einen eigenen Luftkompressor
14. Von einem Luftkompressor 14
können auch die Gasbalgfedem mehrerer
Wagen mit Druckluft versehen werden, sofern sie durch Rohrleitungen und Kupplungsschläuche
verbunden sind.
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In A b b. 1 ist ein äußerer und ein innerer Federbalg wiedergegeben,
deren Enden lose und infolge des inneren Gasdruckes selbsttätig durch Anpressen
mit den Federbalgplatten verbunden sind. Die Verbindung kann auch durch Anvulkanisieren
der Federbalgenden an die Platten erfolgen bzw. die Federbalgplatten können entfallen,
wenn die äußeren und inneren Balgteile an ihren Enden winkelig umgebogen und somit
die Bälge untereinander durch Vulkanisieren verbunden werden.
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Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die äußeren und inneren
Bälge auch mehrere umlaufende Falten erhalten können, falls besonders hohe Federkörper
benötigt werden. Im übrigen lassen sich Federbälge gemäß der Erfindung auch für
thermisch regulierbare Gasfedern verwenden.