DE19546007A1 - Schienenfahrzeug mit Schraubenradsatzfedern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit Schraubenradsatzfedern mit mindestens zwei Radsätzen, deren Radsatzachse in Radsatzlagern gelagert ist welche in einem Radsatzlagergehäuse angeordnet sind, wobei das Radsatzlagerge­ häuse über mindestens eine Schraubenradsatzfeder mit dem Rahmen des Laufwer­ kes oder mit dem Fahrzeugkasten verbunden ist.

Ein solches Schienenfahrzeug ist beispielsweise aus der EP 0360 782 A2 bekannt.

Schraubenradsatzfedern ermöglichen neben der Vertikalfederung auch eine horizon­ tale Auslenkung des Radsatzlagergehäuses gegenüber dem Rahmen des Laufwer­ kes (z. B. Drehgestellrahmen) oder dem Fahrzeugkasten sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung zur Fahrzeughauptachse. Dies wird nachfolgend mit Queraus­ lenkung, Quersteifigkeit bzw. Querrückstellkraft bezeichnet. Es ist allgemein be­ kannt, die Längsführung (in Fahrtrichtung) mit Hilfe von Lenkern zu bewirken, wäh­ rend die Querführung (rechtwinklig zur Fahrtrichtung) über die Querrückstellkräfte der Schraubenradsatzfedern erfolgt. Vielfach erfolgen sowohl Längs- als auch Querführung auch allein über die Querrückstellkräfte der Schraubenradsatzfedern. Es hat sich als nachteilig herausgestellt, daß die Quersteifigkeit der Schraubenrad­ satzfedern für manche Anwendungen, beispielsweise bei kleinerer gewünschter ver­ tikaler Federsteifigkeit (größere Federweichheit) zu niedrig ist. Eine Vergrößerung der Schraubenradsatzfederdimensionen ist jedoch aus Raumgründen nicht möglich.

Ferner hat es sich als nachteilig herausgestellt, daß eine gezielte unterschiedliche Gestaltung der Quersteifigkeit der Schraubenradsatzfedern in Längs- und Querrich­ tung zur Fahrzeughauptachse nicht möglich ist. Dies hat seinen Grund darin, daß die Feder rund gewickelt und somit ihre Steifigkeit in allen Richtungen von etwa gleicher Größenordnung ist.

Lösungen über Zusatzbauteile, wie bei der EP 0360 782 A2 vorgeschlagen, sind relativ aufwendig und lohnen sich nur, wenn darüber hinaus noch weitere Funktio­ nen gewünscht sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schienenfahrzeug mit Schraubenrad­ satzfedern der eingangs genannten Art anzugeben bei dem eine Erhöhung der Quersteifigkeit von Schraubenradsatzfedern in einer oder mehreren gewünschten Richtungen ohne größeren Bauaufwand möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit den Merkmalen des Ober­ begriffes dadurch gelöst, daß zur Erhöhung der Quersteifigkeit der Schraubenrad­ satzfedern die Querauslenkung einer oder mehrerer Windungen mindestens einer Schraubenradsatzfeder begrenzt ist.

Zur Begrenzung der Auslenkung einer oder mehrerer Windungen der Schrauben­ radsatzfeder können alternativ der Radsatzlagergehäusekragen mit einer Kragenver­ längerung versehen sein, der Rahmen des Laufwerkes oder der Fahrzeugkasten mit einem Stützteil versehen sein, die mit dem Radsatzlagergehäuse verbundene untere Federführung mit einer Federführungsverlängerung versehen sein oder die mit dem Rahmen des Laufwerkes oder mit dem Fahrzeugkasten verbundene obere Federfüh­ rung mit einer Federführungsverlängerung versehen sein.

Zur Begrenzung der Auslenkung einer oder mehrerer Windungen der Schrauben­ radsatzfeder können alternativ ein Führungsteil aus Metall oder eine Metallgrund­ platte mit Kunststoffauflage bzw. Formteil oder ein Schubelement, insbesondere Gummischubelement herangezogen werden, welches Reibbewegungen und höhere örtliche Flächenpressungen zwischen Schraubenradsatzfeder und Führungsteil vermeidet bzw. verringert.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine gezielte unterschiedliche Gestaltung der Quersteifigkeit in Längs- und Querrichtung zur Fahrzeughauptachse möglich ist. Die für manche Anwendungen gewünschte Erhöhung der Quersteifigkeit auf das gewünschte Maß und in gewünschten Rich­ tungen ist auch ohne Vergrößerung der Schraubenradsatzfedern möglich. Dabei sind die vorgeschlagenen Maßnahmen weder aufwendig noch kostenintensiv, da vorzugsweise vorhandene Baukomponenten wie Federführung und/oder Radsatzla­ gergehäusekragen benutzt werden. Auch ist die Erhöhung der gefederten und unge­ federten Massen relativ gering.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Fig. 1 bis 9 erläuterten Aus­ führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung mit Schraubenradsatzfeder und einer Verlängerung des Radsatzlagergehäusekragens,

Fig. 2 eine Anordnung mit Schraubenradsatzfeder und einem Stützteil am Drehgestellrahmen,

Fig. 3 eine Anordnung mit Schraubenradsatzfeder und einer unteren Fe­ derführungsverlängerung,

Fig. 4 eine Anordnung mit Schraubenradsatzfeder und einer oberen Feder­ führungsverlängerung,

Fig. 5 bis 9 Varianten bei der Ausgestaltung des Führungsteils für die Schrau­ benradsatzfeder,

Fig. 10, 11 weitere Varianten zu den Anordnungen gemäß Fig. 1 bis 4.

In Fig. 1 ist eine Anordnung mit Schraubenradsatzfeder und Kragenverlängerung des Radsatzlagergehäusekragens dargestellt. Es ist eine zwischen Radsatzlagerge­ häuse 2 und einem Drehgestellrahmen 3 angeordnete Schraubenradsatzfeder 1 zu erkennen. Zur Arretierung der Feder 1 dienen eine mit dem Drehgestellrahmen 3 verbundene obere Federführung 5 und eine mit dem Radsatzlagergehäuse 2 ver­ bundene untere Federführung 6. Ein Radsatzlagergehäusekragen 4 trägt ebenfalls zur Arretierung der Feder 1 am Radsatzlagergehäuse 2 bei.

Um die Querauslenkung einer oder mehrerer Windungen der Schraubenradsatzfe­ der 1 zu begrenzen, ist der Radsatzlagergehäusekragen 4 mit einer Kragenverlän­ gerung 7 versehen. Ein Führungsteil 8 an der Kragenverlängerung 7 ermöglicht die vertikale Federbewegung bei gleichzeitiger Begrenzung der Querauslenkung.

In Fig. 2 ist eine Anordnung mit Schraubenradsatzfeder und einem Stützteil am Drehgestellrahmen dargestellt. Bei dieser Variante übernimmt ein mit dem Drehge­ stellrahmen 3 verbundenes Stützteil 9 mit Führungsteil 8 die seitliche Abstützung einer oder mehrerer Windungen der Schraubenradsatzfeder 1.

In Fig. 3 ist eine Anordnung mit Schraubenradsatzfeder und einer unteren Federfüh­ rungsverlängerung dargestellt. Bei dieser Variante ist die untere Federführung 6 mit einer zur seitlichen Abstützung einer oder mehrerer Windungen der Schraubenrad­ satzfeder 1 geeigneten Federführungsverlängerung 10 mit Führungsteil 8 versehen.

In Fig. 4 ist eine Anordnung mit Schraubenradsatzfeder und einer oberen Federfüh­ rungsverlängerung dargestellt. Bei dieser Variante ist die obere Federführung 5 mit einer zur seitlichen Abstützung einer oder mehrerer Windungen der Schraubenrad­ satzfeder geeigneten Federführungsverlängerung 11 mit Führungsteil 8 versehen.

Bei allen Ausführungsvarianten gemäß den Fig. 1 bis 4 muß die Einschränkung der Querauslenkung der Feder erfolgen, ohne dabei die Vertikalfederung selbst zu be­ einträchtigen. Hierzu dient das Führungsteil 8, gegen das sich die Windungen der Schraubenradsatzfeder bei Vertikalfederung abstützen. Die Gefahr einer Oberflä­ chenbeschädigung der Feder während der Vertikalfederung ist dabei auszuschlie­ ßen. Die Fig. 5 bis 9 zeigen Varianten bei der Ausgestaltung des Führungsteils 8.

Gemäß Fig. 5 ist ein Führungsteil 12 aus Metall eingesetzt, während gemäß Fig. 6 eine Metallgrundplatte 13 mit Kunststoffauflage 14 die Führung und Abstützung der federnden Windungen bewirkt. Die Lösung gemäß Fig. 6 schont die Oberfläche der Schraubenradsatzfeder. Gemäß Fig. 7 dient ein Schubelement 15, vorzugsweise ein Gummischubelement als Führungsteil 8. Das Schubelement 15 vermeidet vorteilhaft Reibbewegungen auf der Oberfläche der Feder 1, da es vertikal beweglich ist. Durch Formgebung der Anlagefläche des Schubelementes 15 an die Schraubenradsatzfe­ der 1 oder durch plastisch verformbares Anlagematerial kann vorteilhaft die örtliche Flächenpressung verringert werden, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Gemäß Fig. 8 ist ein starres Führungsstück (Formteil 16) mit der Schraubenfederoberfläche ange­ paßter Anlagefläche vorgesehen. Gemäß Fig. 9 dient ein plastisch verformbares Führungsstück 17 zur Reduzierung der örtlichen Flächenpressung zwischen Schraubenradsatzfeder 1 und Schubelement 15.

Jede der Varianten gemäß den Fig. 5 bis 9 eignet sich für jede Ausführungsvariante gemäß den Fig. 1 bis 4 und ist keinesfalls auf die Kragenverlängerung 7 beschränkt.

Mehrere der Ausführungsvarianten nach den Fig. 1 bis 4 können auch gleichzeitig bei einer einzigen Anordnung eingesetzt werden. Beispielsweise ist eine Kombinati­ on der Varianten gemäß Fig. 1 und Fig. 3 sinnvoll, wenn eine verstärkte Begrenzung der Querauslenkung der Feder erforderlich ist. Fig. 10 zeigt ein derartiges Ausfüh­ rungsbeispiel, bei dem sowohl eine Kragenverlängerung 7 als auch eine untere Fe­ derführungsverlängerung 10 zum Einsatz kommen.

In ähnlicher Art und Weise ist es auch möglich, eine Begrenzung der Querauslen­ kung der Feder nicht nur in einer Richtung, sondern in entgegengesetzten Richtun­ gen zu bewirken, indem die Maßnahme einer Variante an entgegengesetzten Stellen zum Einsatz gelangt. Fig. 11 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel, bei dem zwei untere Federführungsverlängerungen 10 an entgegengesetzten Seiten der unteren Federführung 6 vorgesehen sind.

Claims (10)

1. Schienenfahrzeug mit mindestens zwei Radsätzen, deren Radsatzachse in Radsatzlagern gelagert ist, welche in einem Radsatzlagergehäuse (2) angeordnet sind, wobei das Radsatzlagergehäuse über mindestens eine Schraubenradsatzfeder (1) mit dem Rahmen des Laufwerkes (3) oder mit dem Fahrzeugkasten verbunden ist, dadurch gekennzeichnet daß zur Erhöhung der Quersteifigkeit der Schrauben­ radsatzfeder (1) die Querauslenkung einer oder mehrerer Windungen mindestens einer Schraubenradsatzfeder (1) in wenigstens einer Querauslenkungsrichtung be­ grenzt ist.

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radsatzlagergehäusekragen (4) mit einer Kragenverlängerung (7) versehen ist, wel­ che die Querauslenkung einer oder mehrerer Windungen der Schraubenradsatzfe­ der (1) begrenzt (Fig. 1).

3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen des Laufwerkes (3) oder der Fahrzeugkasten mit einem Stützteil (9) versehen ist, welches die Querauslenkung einer oder mehrerer Windungen der Schraubenradsatzfeder (1) begrenzt (Fig. 2).

4. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit dem Radsatzlagergehäuse (2) verbundene untere Federfüh­ rung (6) mit einer Federführungsverlängerung (10) versehen ist, welche die Quer­ auslenkung einer oder mehrerer Windungen der Schraubenradsatzfeder (1) be­ grenzt (Fig. 3).

5. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit dem Rahmen des Laufwerkes (3) oder mit dem Fahrzeugka­ sten verbundene obere Federführung (5) mit einer Federführungsverlängerung (11) versehen ist, welche die Querauslenkung einer oder mehrerer Windungen der Schraubenradsatzfeder (1) begrenzt (Fig. 4).

6. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das die Querauslenkung einer oder mehrerer Windungen der Schrau­ benradsatzfeder begrenzende Bauteil (7,9,10,11) mit einem Führungsteil (12) aus Metall versehen ist, welches die Führung der Schraubenradsatzfeder (1) bei Verti­ kalfederung bewirkt (Fig. 5).

7. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das die Querauslenkung einer oder mehrerer Windungen der Schrau­ benradsatzfeder begrenzende Bauteil (7, 9, 10, 11) mit einer Metallgrundplatte (13) mit Kunststoffauflage (14) versehen ist, welche die Führung der Schraubenradsatz­ feder (1) bei Vertikalfederung bewirkt (Fig. 6).

8. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das die Querauslenkung einer oder mehrerer Windungen der Schrau­ benradsatzfeder begrenzende Bauteil (7, 9, 10, 11) mit einem Schubelement (15), vor­ zugsweise einem Gummischubelement, versehen ist, welches die Führung der Schraubenradsatzfeder (1) bei Vertikalfederung bewirkt (Fig. 7).

9. Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein starres Führungsstück (16) mit der Schraubenfederoberfläche angepaßter Anlage­ fläche zwischen Schubelement (15) und Schraubenradsatzfeder (1) angeordnet ist (Fig. 8).

10. Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein plastisch verformbares Führungsstück (17) zwischen Schubelement (15) und Schraubenradsatzfeder (1) angeordnet ist (Fig. 9).