DE1294412B

DE1294412B - Schienenfahrzeug mit federnden Seitenstuetzen fuer den Wagenkasten

Info

Publication number: DE1294412B
Application number: DEM62296A
Authority: DE
Inventors: Hirst Archie John
Original assignee: Metalastik Ltd
Current assignee: Metalastik Ltd
Priority date: 1963-09-02
Filing date: 1964-09-02
Publication date: 1969-05-08
Also published as: CH442413A; FR86380E; GB870814A; SE323096B; GB1014089A; US3262693A; FR1230956A

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit federnden Seitenstützen für den Wagenkasten, die aus kombiniert wirkenden Gummifedern bestehen, von denen die eine ein hauptsächlich auf Druck beanspruchter Gummikörper ist, der auf einer ringförmigen, auf Schub beanspruchten Gummifeder abgestützt ist, die senkrechte Bewegungen des Wagenkastens zuläßt.
Durch die Erfindung soll eine bekannte Seitenstützenanordnung verbessert werden, die unmittelbar zwischen dem Wagenkasten und dem Fahrzeugrahmen untergebracht ist. Diese bekannte Seitenstützenanordnung besteht aus einer Kombination von federnden Gliedern, von denen das eine das andere trägt.
Das eine Federglied ist als Gummikörper ausgebildet, der hauptsächlich auf Druck beansprucht ist und die vom Wagenkasten auf den Fahrgestellrahmen zu übertragenden Lasten aufnimmt; dieses Federglied nimmt auch die waagerechten Bewegungen des Wagenkastens im Verhältnis zum Fahrzeugrahmen auf, und zwar im wesentlichen durch Schubverformung, so daß verhältnismäßig große bzw. starke Bewegungen in waagerechter Richtung möglich sind. Das andere Federglied ist ein kegelstumpfförmiger Gummiring, der sowohl auf Schub als auch auf Druck beansprucht ist und die Last vom Wagenkasten zum Fahrgestellrahmen überträgt. Dieses zweite Federglied läßt die erforderliche senkrechte Bewegung zwischen Wagenkasten und Fahrgestellrahmen zu. Der Gummikörper, der als erstes Federglied angeordnet ist, liegt dabei zumindest teilweise in dem Gummiring und wird vom Ring getragen oder trägt den Ring an einem Ende.
Die Relativbewegungen, die durch diese bekannte Seitenstützenanordnung ermöglicht werden, lassen die erforderlichen Auslenkungen des Drehgestells im Verhältnis zum Wagenkasten bei der Kurvenfahrt zu. Durch diese Seitenstützenanordnung werden auch Stoßbelastungen aufgefangen, die in senkrechter Richtung auftreten.
Weiterhin ist es bekannt, zur Lagerung von Maschinen oder Antriebsaggregaten in Fahrzeugen gummikörperenthaltende Anordnungen vorzusehen, die so ausgebildet sind, daß Kräfte, dieinverschiedenen Richtungen auftreten, von diesen Anordnungen aufgenommen werden können. Dabei sind die Gummikörper in Serie derart angeordnet, daß bei Bewegungen in allen Freiheitsgraden mindestens ein Gummikörper auf Schub beansprucht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stabilität der bekannten Seitenstützenanordnung in Querrichtung bei hoher Belastung, wie sie vorwiegend bei Schienenfahrzeugen vorkommt, zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird bei einer Seitenstützenanordnung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der auf Druck beanspruchte Gummikörper in bekannter Weise aus zwei Teilen gebildet ist und die stumpfkegelig ausgebildete Gummiringfeder zwischen diesen beiden Teilen angeordnet ist, wobei der eine Teil die Gummiringfeder trägt und die Ringfeder den anderen Teil der Gummidruckfeder trägt.
In Weiterbildung der Erfindung kann die Gummiringfeder gleichfalls aus zwei Teilen gebildet sein. Der eine Teil der Gummidruckfeder kann mindestens zum Teil in der einen Gummiringfeder und der andere Teil der Gumrnidruckfeder mindestens zum Teil in der anderen Gununiringfeder liegen.
Es ist vorteilhaft, die Anordnung so zu treffen, daß die beiden Gummiringfedern einen Raum begrenzen, welcher unter Luftdruck gesetzt werden kann.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen 5 bis 7 hervor.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g.1 im Schnitt bzw. in Ansicht eine Seitenträgeranordnung gemäß der Erfindung zwischen dem Wagenkasten und dem Drehgestellrahmen eines Schienenfahrzeugs und F i g. 2 in ähnlicher Darstellung wie in F i g.1 eine andere Ausführungsform der Seitenträgeranordnung. Der Wagenkasten (vgl. F i g. 1) ist mit 5 und der Fahrgestellrahmen bzw. Drehgestellrahmen im ganzen mit 6 bezeichnet. Das Drehgestell hat Längsträger 7 und zwei Querträger 8, von denen einer in der Zeichnung sichtbar ist. Der Drehschemel des Rahmens des Wagenkastens 5 ist mit 9 bezeichnet; er hat einen nach unten abgehenden Pfosten 10, der mit einer Querstrebe des Drehgestells 6 durch eine bekannte Lenkereinrichtung 13 verbunden ist, durch welche die in Längsrichtung wirkenden Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte zwischen dem Wagenkasten 5 und dem Drehgestell 6 übertragen werden.
Auf jeder Seite des Drehgestellrahmens 6 ist eine im ganzen mit 11 bezeichnete Anordnung von Seitenträgern (Seitenstützen) vorgesehen, die den Wagenkasten 5 auf dem Drehgestellrähmen 6 abstützen. Die Seitenstützen 11 liegen zwischen den Trägern 12 des Rahmens des Wagenkastens 5 und den Längsträgern 7.
Jede Seitenstützenanordnung enthält einen auf Druck beanspruchten Gummifederkörper, der aus zwei Teilen gebildet ist, die mit 14 und 15 bezeichnet sind. Zwischen diesen Teilen 14 und 15 der Gummidruckfeder sind zwei kegelstumpfförmige Gummiringe 16 und 17 angeordnet. Die Ringe 16 und 17 haben äußere, ringförmige Metallteile 18 und innere, becherförmige Metallteile 20. Die Wände der becherförmigen Teile 20 und die Metallteile 18 sind mit dem Gummi verbunden, z. B. verklebt oder anvulkanisiert. Jede Ringfeder 16 bzw. 17 hat eine ringförmige metallene Zwischenplatte 21.
Die Ringfedern 16 und 17 sind so angeordnet, daß ihre äußeren Metallteile 18 »Rücken an Rücken« gegeneinander liegen. Der untere Ring trägt den oberen. Die Ringe sind in geeigneter Weise miteinander verbunden.
Der Federteil 15 ist mit seiner unteren Endplatte am Rahmenlängsträger 7 und mit seiner oberen Endplatte am Boden des becherförmigen Metallteils 20 der Ringfeder 17 befestigt; der becherförmige Metallteil 20 ist nach unten offen. Der Federteil 15 liegt ganz innerhalb der Ringfeder 17 und auch innerhalb des nach unten offenen becherförmigen Metallteils 20.
Der Federteil 14 ist in entsprechender Weise innerhalb des becherförmigen Metallteils 20 der oberen Ringfeder 16 angeordnet und am Boden des becherförmigen Teils 20, der nach oben offen ist, befestigt. Auf dem oberen Ende des Federteils 14 ruht der Rahmenträger 12. Die obere Endplatte des Federteils 14 ist an dem Träger 12 befestigt. Das untere Ende des Federteils 14 ruht auf der Ringfeder 16, die ihrerseits von der Ringfeder 17 getragen wird. Die Ringfeder 17 liegt auf dem oberen Ende des Federteils 15, der seinerseits auf dem Längsträger 7 des Drehgestellrahmens 6 abgestützt ist. Die Federteile 14 und 15 haben Zwischenplatten 24. Diese Federteile bzw. die Ringfedern 16 und 17 haben die gleichen Abmessungen und sind gleichachsig angeordnet; ihre gemeinsame Achse verläuft, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, senkrecht.
Die Ringfedern 16 und 17 begrenzen zusammen mit den Böden der becherförmigen Teile 20 einen Hohlraum 26, der so abgedichtet ist, daß er als Druckluftkammer dienen kann. Die Federteile 14 und 15 tragen je eine mittige Ausnehmung 28. Die Ausnehmung 28 im Federteil 15 ist durch eine Scheibe 29 abgeschlossen. Die Ausnehmung 28 im oberen Federteil 14 verbindet den Raum 26 mit einem (nicht dargestellten) Druckluft-Vorratbehälter am Wagenkasten 5, der auch die Leitungsrohre trägt, welche diesen Vorratsbehälter mit einer Druckluftquelle verbinden, z. B. mit einem besonderen Druckluftspeicher, der am Wagenkasten 5 angebracht ist und über ein Rückschlagventil von dem Luftdruck-Bremssystem aufgefüllt wird, sobald der Luftdruck in diesem System einen unteren Sicherheitswert übersteigt. Zusätzlich kann eine bekannte Steuereinrichtung in Verbindung mit der Druckluft-Aufhängung verwendet werden. Dadurch, daß alle Teile des Luftdrucksystems am Wagenkasten 5 angebracht sind, treten keine Schwierigkeiten auf, wenn der Wagenkasten 5 von den Drehgestellen 6 abgehoben wird. Auch entfällt die Verwendung flexibler Verbindungen innerhalb des Luftdrucksystems.
Die Querstabilität der Seitenstützen kann erhöht werden, wenn man die beiden Metallteile 18 jeder Fahrzeugseite durch ein starres, querverlaufendes Teil verbindet. Diese Verbindung ist in F i g. 2 dargestellt.
In F i g. 2 ist diese Querverbindung mit 30 bezeichnet. Sie ist als Hohlkörper ausgebildet und in zwei Kammern 31 und 32 unterteilt, die jeweils mit den mit Druckluft gefüllten Räumen 26 der beiden Seitenstützen 11 durch Öffnungen 34 in Verbindung stehen. Die Kammern 31 und 32 sind abgedichtet, so daß sie Luftspeicher bilden. Jeder Seitenstütze 11 ist ein eigener Luftspeicher zugeordnet, so daß die Druckluft-Federung auf jeder Seite unabhängig wirkt und imstande ist, dem Rollen des Wagenkastens 5 auf dem Drehgestell 6 wie auch einer senkrechten Auslenkung des Wagenkastens 5 im Verhältnis zum Drehgestell 6 entgegenzuwirken.
Die übrigen Teile des Druckluftsystems der Anordnung nach F i g. 2 sind am Wagenkasten 5 angebracht, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Drucklufträume 26 stehen an der Oberseite mit einer Druckluftquelle durch Ausnehmungen 28 in den Gummifederteilen 14 und 15 in Verbindung.
Durch die Verwendung eines Paares kegelstumpfförmiger Ringfedern 16, 17 (im Gegensatz zur Verwendung nur eines einzigen kegelstumpfförmigen Ringes zwischen den Teilen 14 und 15) kann der Gesamtdurchmesser der Anordnung bei einer gegebenen Auslenkung in senkrechter Richtung verringert werden. Auch wird die zusätzliche Zugbeanspruchung im Gummi durch den Luftdruck verringert. Wenn der Durchmesser eines einzelnen Gummirings eine bestimmte Größe übersteigt, wird die entsprechende Kolbenfläche des Ringes zu groß für eine erfolgreiche Anwendung des Luftdrucks. Eine Verringerung des Luftdrucks kann in mancher Beziehung Vorteile haben, aber sie erfordert ein größeres Volumen des Speicherbehälters, um eine bestimmte Steifigkeit zu erzielen.
Statt einer einzigen Querverbindung, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, können die beiden Metallteile 18 untereinander durch ein Paar rohrförmiger Teile verbunden sein, die in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind, wobei die Seitenstützen zwischen ihnen liegen. Der Innenraum des einen Rohres steht in Verbindung mit dem Druckluftraum 26 der einen Seitenstütze, und der Innenraum des anderen Rohres steht mit dem Druckluftraum 26 der anderen Seitenstütze in Verbindung. Auf diese Weise kann das Volumen der Luftbehälter vergrößert werden.
Die Richtungsangaben »waagerecht« und »senkrecht« gelten unter der Voraussetzung, daß das Fahrzeug auf Schienen steht oder fährt, die in einer waagerechten Ebene liegen.
An Stelle von Gummi kommt auch gummiähnliches Material für die Federn in Betracht.

Claims

Patentansprüche: 1. Schienenfahrzeug mit federnden Seitenstützen für den Wagenkasten, die aus kombiniert wirkenden Gummifedern bestehen, von denen die eine ein hauptsächlich auf Druck beanspruchter Gummikörper ist, der auf einer ringförmigen, auf Schub beanspruchten Gummifeder abgestützt ist, die senkrechte Bewegungen des Wagenkastens zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Druck beanspruchte Gummikörper in bekannter Weise aus zwei Teilen (14 und 15) gebildet ist und die stumpfkegelig ausgebildete Gummiringfeder (16,17) zwischen diesen beiden Teilen angeordnet ist, wobei der eine Teil (15) die Gummiringfeder trägt und die Ringfeder den anderen Teil (14) der Gummidruckfeder trägt.
2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiringfeder gleichfalls aus zwei Teilen (16 und 17) gebildet ist.
3. Schienenfahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (15) der Gummidruckfeder mindestens zum Teil in der einen Gummiringfeder (17) und der andere Teil (14) der Gummidruckfeder mindestens zum Teil in der anderen Gummiringfeder (16) liegt.
4. Schienenfahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gummiringfedern (16 und 17) einen Raum (26) begrenzen, welcher unter Luftdruck gesetzt werden kann.
5. Schienenfahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführung in den Raum (26) durch eine mittige Ausnehmung (28) in einem Teil (14 oder 15) der Gummidruckfeder vorgesehen ist.
6. Schienenfahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführung durch den oberen Teil (14) der Gummidruckfeder erfolgt und die Druckluftquelle am Wagenkasten (5) des Fahrzeugs angebracht ist.
7. Schienenfahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stumpfkegeligen Gummiringfedern (16,17) eines Paares von Seitenstützen (11) durch eine starre Querverbindung (30) verbunden sind und in dieser Verbindung zwei Luftkammern (31 und 32) vorgesehen sind, von denen die eine mit dem Luftraum der einen Seitenstütze und die andere mit dem Luftraum der anderen Seitenstütze in Verbindung steht.