DE2711348C2 - Abstützung des Wagenkastens eines Schienenfahrzeuges auf einem Drehgestell - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Abstützung des Wagenkastens eines Schienenfahrzeuges auf einem Drehgestell mit einer in Drehgestellmitte konzentrisch zur Drehachse angeordneten Luftfeder, auf deren oberer Felge sich der Wagenkasten abstützt und deren untere Felge mit dem Drehgestellrahmen verbunden ist, wobei in Querrichtung des Drehgestells zu beiden Seiten der Luftfeder zwischen Wagenkasten und Drehgestellrahmen zusätzliche Abstützelemente angeordnet sind.

Eine derartige Abstützung ist beispielsweise durch die DE-OS 21 37 123 bekannt.

Die der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die bekannte Abstützung in der Weise zu verbessern, daß möglichst wenig Bauteile, insbesondere auch für die Längs- und Queranlenkung zwischen Wagenkasten und Drehgestell, benötigt werden, die auf engstem Raum angeordnet sein sollen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Abstützung der obengenannten Bauart erfindungsgemäß dadurch, daß die Luftfeder im Bereich ihrer Mittelachse einen mindestens an seiner Oberseite offenen Innenraum aufweist, in den ein an der Unterseite des Wagenkastens in vertikaler Richtung angeordneter Mitnehmer hineinragt, dessen unteres Ende mit vertikal angeordneten Stützflächen verbunden ist, die mit entsprechenden mit dem Drehgestellrahmen verbundenen Gegenflächen in Längs- und Querrichtung des Drehgestells zusammenwirken.

Als besonders vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, wenn der Mitnehmer als Zapfen ausgebildet ist, der in ein rohrförmiges oder nahezu rohrförmiges, im Innenraum der Luftfeder angeordnetes, an seinem oberen Ende mit der oberen Felge eier Luftfeder verbundenes Bauteil hineinragt, wobei er mindestens im Bereich seines unteren Endes mit seiner Mantelfläche an der Innenwand des rohrförmigen Bauteils geführt ist

und die vertikalen Stützflächen an der Außenseite dieses Bauteils angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Abstützung hat den Vorteil, daß Luftfeder und Mitnehmer zur Längs- und Qiieranlenkung in einer Baugruppe zusammengefaßt sind. Hierdurch ist es möglich, alle für die Abstützung und Anlenkung wesentlichen Bauteile auf engstem Raum zusammenzufassen, was vor allem bei beschränkten Platzverhältnissen, z. B. bei innengelagerten Di ehgestellen, von großem Vorteil ist

Es werden auch insgesamt weniger Bauteile benötigt und die Drehgestelle werden hierdurch leichter und kostengünstiger.

Weiterhin ist es durch die Anordnung des Mitnehmers in einem Innenraum möglich, die Bauteile für die Längs- und Queranlenkung sowie — wie weiter unten gezeigt wird — auch die Bauteile zur Längs- und Querabfederung gegen Umwelteinflüsse, insbesondere gegen Schmutz, Eis und Schnee, geschützt, anzuordnen. Die Lebensdauer dieser Bauteile ist daher größer, der Verschleiß und damit die Wartungsarbeiten sind geringer.

Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abstützung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

So kann in an sich bekannter Weise zwischen der unteren Felge der Luftfeder und dem Drehgestellrahmen eine Zusatzfeder aus elastomerem Material angeordnet sein. Diese Zusatzfeder hat hauptsächlich die Aufgabe, für eine Notabfederung des Wagenkastens in vertikaler Richtung zu sorgen, wenn die Luftfeder undicht oder zerstört wird, oder die Luftzufuhr ausgefallen ist. Die Zusatzfeder kann aber auch einen Anteil des Ausdrehwinkels zwischen Drehgestell und Wagenkasten übernehmen, wenn die Luftfederbälge nicht in der Lage sind, allein den gesamten Ausdrehwinkel aufzunehmen.

Die Gegenflächen für die Längs- und Queranlenkung können direkt an der unteren Felge der Luftfeder angeordnet sein, wobei die Zusatzfeder so ausgebildet ist, daß sie auf die Gegenflächen wirkende Schubkräfte aufnimmt Die Gegenflächen können aber auch über eigene Federelemente aus elastomerem Material mit dem Drehgestellrahmen verbunden sein. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn mindestens ein Teil der Federelemente eine progressiv ansteigende Kennlinie aufweist.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abstützung stützt sich der Wagenkasten direkt auf der oberen Felge der Luftfeder ab, und an der Außenseite des rohrförmigen oder nahezu rohrförmigen Bauteils ist eine drehbar gelagerte Buchse angeordnet, an deren Außenseite die als ebene Flächen ausgebildeten Gegenflächen angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform kann der Innenraum der Luftfeder mit dem Druckraum in Verbindung stehen, wobei die Luftzuführung durch den Mitnehmer hindurch erfolgt, der abgedichtet in den Innenraum hineingeführt ist Damit ist eine direkte Luftversorgung der Luftfederung über den Mitnehmerzapfen möglich.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abstützung ist das rohrförmige Bauteil an seinem unteren Ende geschlossen und der Wagenkasten stützt sich über den Mitnehmerzapfen auf einer horizontal über dem Abschluß des rohrförmigen Bauteils angeordneten Gleitfläche ab. Die als ebene Flächen ausgebildeten Stützflächen sind in diesem Falle an der Außenseite des rohrförmigen Bauteils angeordnet.

Als zusätzliche Abstützelemente können in an sich bekannter Weise zu beiden Seiten der in der Mitte des Drehgestells angeordneten Luftfeder weitere Luftfedern angeordnet sein. Es können zur zusätzlichen Abstützung aber auch an sich bekannte Wankstützen dienen.

Im folgenden werden anhand der Figuren zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert Es zeigt

ίο Fig. 1 in stark schematisierter Darstellung ein Schienenfahrzeug in Vorderansicht mit in Drehgestellmitte angeordneter Luftfeder und zusätzlicher Abstützung durch Wankstützen;

F i g. 2 in einer Darstellung analog F i g. i ein Schienenfahrzeug, bei dem die zusätzliche Abstützung durch zusätzliche Luftfedern erfolgt;

Fig.3 im Schnitt in Drehgestell-Längsrichtung im Bereich der Drehachse eine Ausführungsform einer Abstützung;

Fig.4 Im Schnitt in Drehgestell-Querrichtung die Abstützung nach F i g. 3;

F i g. 5 in einer Darstellung analog F i g. 3 eine andere Ausführungsform der Abstützung und

Fig.6 in einer Darstellung analog Fig.4 die Abstützung nach F i g. 5.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, stützt sich ein Wagenkasten 1 eines Schienenfahrzeuges über eine konzentrisch zur Drehachse Z des Drehgestells angeordnete Luftfeder 3 auf einem Drehgestellrahmen 2 ab. In den Innenraum der Luftfeder 3 ragt wie weiter unten ausführlicher beschrieben, zur Längs- und Queranlenkung zwischen Wagenkasten und Drehgestell ein Mitnehmer 4. Die bei Anordnung einer Luftfeder in Drehgestellmitte notwendige zusätzliche Abstützung geschieht bei der Ausführungsform nach F i g. 1 durch eine an beiden Seiten des Drehgestelles angeordnete Wankstütze bekannter Bauart mit einer in Drehgestellquerrichtung angeordneten Drehstabfeder 5, an deren Enden horizontale Hebel 6 angeordnet sind, die über Verbindungsstangen 7 mit dem Wagenkasten 1 verbunden sind. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 geschieht die zusätzliche Abstützung über zwei Luftfedern 8 und 9. Bei dieser Ausführungsform können auch noch zusätzlich Wankstützen vorgesehen sein.

Bei der in den Fig.3 und 4 dargestellten Ausführungsform einer Abstützung zwischen Wagenkasten 1 und Drehgestell 2 stützt sich der Wagenkasten 1 unmittelbar auf der oberen Felge 11 der Luftfeder 3 ab. Die untere Felge 12 der Luftfeder 3 stützt sich über eine Zusatzfeder 13 aus elastomerem Material mit Metalleinlagen auf einer Zwischenkonsole 23 ab, die ihrerseits über Beilagscheiben 24 höhenverstellbar auf dem Drehgestellrahmen 2 aufsitzt.
Am inneren Rand der oberen Felge 11 ist ein nach unten gerichtetes rohrförmiges oder nahezu rohrförmiges, sich in seiner oberen Hälfte konisch verengendes Bauteil 15 angeordnet, in das ein am Wagenkasten 1 angeordneter Mitnehmerzapfen 14 hineingeführt ist Hierbei liegt in der unteren Hälfte des Bauteils 15 und des Mitnehmerzapfens 14 die Mantelfläche des Mitnehmerzapfens 14 an der Innenwand des Bauteils 15 an. An dieser Stelle sind in der Mantelfläche des Mitnehmerzapfens 14 Nuten 14a vorgesehen, in die Dichtungsringe 26 eingelegt sind. Auf diese Weise ist der unterhalb des Bauteils 15 und des Mitnehmerzapfens 14 angeordnete Raum, der nach unten durch eine Platte 25 abgeschlossen ist und der, wie aus Fig.4 ersichtlich, mit dem Druckraum der Luftfeder 3 in Verbindung steht, eeeen

Luftaustritt nach außen abgedichtet. Wie aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich, ist das Bauteil 15 durch den zentralen Bereich des Innenraums der Luftfeder 3 und der Zusatzfeder 13 hindurchgeführt, so daß der Mitnehmerzapfen 14 in Richtung der Drehachse Z durch die Luftfeder 3 und die Zusatzfeder 13 hindurchragt.

Die Längs- und Queranlenkung zwischen Wagenkasten 1 und Drehgestell 2 erfolgt im unteren Bereich des Mitnehmerzapfens 14 bzw. des Bauteils 15. Zu diesem Zweck ist am unteren Ende des Bauteils 15 eine Buchse 16 drehbar angeordnet An der Außenseite der Buchse 16 sind als ebene Flächen ausgebildete, vertikal angeordnete Stützflächen 17 und 18 angeordnet, wobei die Stützflächen 17 in Drehgestell-Längsrichtung und die Stützflächen 18 in Drehgestell-Querrichtung wirksam werden. Gegenüber den Stützflächen 17 sind Gegenflächen 19 angeordnet, die über Federelemente

21 mit der Innenwand der Zwischenkonsole 23 verbunden sind. Die aus den Stützflächen 17, den Gegenflächen 19 und den Federelementen 21 bestehende Anlenkung in Drehgestell-Längsrichtung sorgt für eine elastische Zugkraftübertragung und für eine Entkopplung zwischen Wagenkasten 1 und Drehgestell 2 in senkrechter Richtung.

Gegenüber den Stützflächen 18 sind Gegenflächen 20 in einem Abstand Ar angeordnet, die über Federelemente

22 wiederum mit der Innenseite der Zwischenkonsole 23 verbunden sind. Die Stützflächen 18 zusammen mit den Gegenflächen 20 und den Federelementen 22 bewirken die Anlenkung zwischen Wagenkasten und Drehgestell in Querrichtung. Die Querabfederung des Wagenkastens wird je nach der Größe des zugelassenen max. Querfederweges, der in einem Bereich zwischen ±10 mm und ±25 mm liegt von dem Luftfederbalg 3 und der Zusatzfeder 13 übernommen. Entsprechend wird der Abstand χ zwischen den Stützflächen 18 und den Gegenflächen 20 ausgewählt Nach Überschreitung dieses Querspiels χ werden die Federelemente 22 wirksam, die eine progressiv ansteigende Kennlinie aufweisen. Alle für die Längs- und Queranlenkung zwischen Wagenkasten und Drehgestell notwendigen Bauteile 16 bis 22 befinden sich innerhalb eines gegen die Außenluft abgeschlossenen Raumes, der mit dem Druckraum der Luftfeder 3 in Verbindung steht

Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel stützt sich der Wagenkasten 1 nicht direkt auf der oberen Felge 31 der Luftfeder 3 ab. Die untere Felge 32 der Luftfeder stützt sich über eine Zusatzfeder 33 auf dem Drehgestellrahmen 2 ab. Mit dem inneren Rand der oberen Felge 31 der Luftfeder 3

ist UO3 irucic uiuc eines ι will im !tilgen düuicus ^ verbunden, das nach unten gerichtet ist und in seiner oberen Hälfte trichterförmig, in der unteren Hälfte

zylinderförmig ausgebildet ist. In dieses Bauteil ragt konzentrisch zur Drehachse Z ein am Wagenkasten 1 angeordneter Mitnehmer 34 in Form eines Zapfens, der in seiner unteren Hälfte von der Innenwand des rohrförmigen Bauteils 35 geführt ist. Das rohrförmige Bauteil 35 ist an seinem unteren Ende durch eine Platte 36 verschlossen. Auf dieser Platte stützt sich über ein Gleitstück 44 der Mitnehmer 34 ab. Die Abstützung des Wagenkastens 1 auf dem Drehgestellrahmen 2 erfolgt also bei dieser Ausführungsform über den Mitnehmer 34, das Bauteil 35, die obere Felge 31, die Luftfeder 3, die untere Felge 32 und die Zusatzfeder 33. Das Ausdrehen des Drehgestelles gegenüber dem Wagenkasten erfolgt zwischen der Unterseite des Mitnehmerzapfens 34 und dem Gleitstück 44, sobald der Luftfederbalg 3 und die Zusatzfeder 33 das entsprechende, relativ kleine Drehmoment aufgebracht haben, das zur Überwindung der Reibung an der Abstützstelle notwendig ist.

Zur Längs- und Queranlenkung zwischen Wagenkasten und Drehgestell sind in der unteren Hälfte des Bauteils 35 an seiner Außenseite als ebene Flächen ausgebildete Stützflächen 37 und 38 angeordnet, von denen die Stützfläche 37 in Drehgestell-Längsrichtung und die Stützfläche 38 in Drehgestell-Querrichtung wirksam werden. Der Stützfläche 37 gegenüber liegt eine Gegenfläche 39, welche an einer Verlängerung 43 der unteren Felge 32 der Luftfeder 3 angeordnet ist. Gegenüber der Stützfläche 38 liegt eine Gegenfläche 40, die ebenfalls an der Verlängerung 43 der unteren Felge

32 angeordnet ist Die Zusatzfeder 33 weist ^!n ihrem oberen Bereich eine Versetzung 41 in Längrichtung und eine Versetzung 42 in Querrichtung des Drehgestelles auf und ist an diesen Stellen mit der Verlängerung 43 der unteren Felge 32 der Luftfeder 3 verbunden. Dies hat zur Folge, daß die Zusatzfeder 33 beispielsweise die in Fahrtrichtung bei normaler Beschleunigung oder Verzögerung auftretenden Kräfte auf Schub übernehmen kann, ohne daß das freie Spiel y aufgebraucht wird. Erst bei selten auftretenden harten Rangierstößen in Fahrtrichtung kommt der äußere Mantel der Verlängerung 43 mit dem Drehgestellrahmen 2 in Berührung. Die Querabfederung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell wird von der Luftfeder 3, der Zusatzfeder

33 an der Versetzung 42 sowie von zwischen den Gegenflächen 40 und der Verlängerung 33 angeordneten zusätzlichen Federelementen 46 übernommen.

Auch bei der Ausführungsform nach Fig.5 und 6 dient die Zusatzfeder 33 als vertikale Notfeder, wenn der Luftfederbalg 3 drucklos ist In diesem Falle drückt die Unterseite des Bauteils 35 auf eine an der Unterseite der Verlängerung 43 angeordnete Abächlußplaüe 45, bevor das Spiel Vzwischen der oberen Felge 31 und der unteren Felge 32 aufgebraucht ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Abstützung des Wagenkastens eines Schienenfahrzeuges auf einem Drehgestell mit einer in DrehgesteUmitte konzentrisch zur Drehachse angeordneten Luftfeder, auf deren oberer Felge sich der Wagenkasten abstützt und deren untere Felge mit dem Drehgestellrahmen verbunden ist, wobei in Querrichtung des Drehgestells zu beiden Seiten der Luftfeder zwischen Wagenkasten und Drehgestellrahmen zusätzliche Abstützelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfeder (3) im Bereich ihrer Mittelachse einen mindestens an seiner Oberseite offenen Innenraum aufweist, in den ein an der Unterseite des Wagenkastens (1) in vertikaler Richtung angeordneter Mitnehmer (4 bzw. 14 und 34) hineinragt, dessen unteres Ende mit vertikal angeordneten Stützflächen (17 und 18 bzw. 37 und 38) verbunden ist, die mit entsprechenden mit dem Drehgestellrahmen (2) verbundenen Gegenflächen (19 und 20 bzw. 39 und 40) in Längs- und Querrichtung des Drehgestells zusammenwirken.

2. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (14 bzw. 34) als Zapfen ausgebildet ist, der in ein rohrförmiges oder nahezu rohrförmiges, im Innenraum der Luftfeder (3) angeordnetes, an seinem oberen Ende mit der oberen Felge (11 bzw. 31) der Luftfeder (3) verbundenes Bauteil (IS bzw. 3S) hineinragt, wobei er mindestens im Bereich seines unteren Endes mit seiner Mantelfläche an der Innenwand des rohrförmigen Bauteils (15 bzw. 35) geführt ist und die vertikalen Stützflächen (17 und 18 bzw. 37 und 38) an der Außenseite dieses Bauteils angeordnet sind.

3. Abstützung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen der unteren Felge (12 bzw. 32) der Luftfeder (3) und dem Drehgestellrahmen (2) eine Zusatzfeder (13 bzw. 33) aus elastomerem Material angeordnet ist

4. Abstützung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenflächen (39 und 40) an der unteren Felge (32) der Luftfeder (3) angeordnet sind, wobei die Zusatzfeder (33) so ausgebildet ist, daß sie auf die Gegenflächen (39 und 40) wirkende Schubkräfte aufnimmt.

5. Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenflächen (19 und 20 bzw. 39 und 40) über eigene Federelemente (21 und 22 bzw. 46) aus elastomerem Material mit dem Drehgestellrahmen (2) verbunden sind.

6. Abstützung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Federelemente (21 und 22 bzw. 46) der Gegenflächen eine progressiv ansteigende Kennlinie aufweist.

7. Abstützung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagenkasten (1) sich direkt auf der oberen Felge (11) der Luftfeder (3) abstützt, und an der Außenseite des rohrförmigen oder nahezu rohrförmigen Bauteils (15) eine drehbar gelagerte Buchse (16) angeordnet ist, an deren Außenseite die als ebene Flächen ausgebildeten Gegenflächen (19 und 20) angeordnet sind.

8. Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Luftfeder (3) mit dem Druckraum in Verbindung steht, wobei die Luftzuführung durch den Mitnehmer

(14) hindurch erfoigt, der abgedichtet in den Innenraum hineingeführt ist

9. Abstützung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung durch zwischen dem Mitnehmer (14) und der Innenwand des rohrförmigen Bauteils (15) in Nuten (14aj angeordnete Dichtungsringe (26) erfolgt

10. Abstützung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Bauteil (35) an seinem unteren Ende geschlossen ist und sich der Wagenkasten (1) über den Mitnehmer (34) auf einer horizontal über einer Abschlußplatte (36) des rohrförmigen Bauteils (35) angeordneten Gleitfläche (44) abstützt und an der Außenseite des rohrförmigen Bauteils die als ebene Flächen ausgebildeten Stützflächen (37 und 38) angeordnet sind.

11. Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Abstützelemente in an sich bekannter Weise zu beiden Seiten der Luftfeder (3) weitere Luftfedern (8 und 9) angeordnet sind.

12. Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Abstützelemente an sich bekannte Wankstützen (Drehstabfeder 5, Hebel 6, Verbindungsstange 7) dienen.