DE3144930C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wagenkastenabstützung für Schienenfahrzeuge mit einem Drehgestell ohne Wiege, mit einem am Drehgestell abgestützten Wagenkasten, mit einem elastischen Stützelement, das mit dem Drehgestell verbunden ist, und mit einer pneumatischen Feder zur Abstützung des Wagenkastens an dem Drehgestell, die von einer flexiblen Kammer gebildet ist, die ein unter Druck stehendes Gas enthält, wobei die Enden der flexiblen Kammer einerseits mit dem Boden des Wagenkastens und andererseits mit dem elastischen Stützelement dicht verbunden sind.

Bei einer aus der DE 27 11 348 C2 bekannten Wagenkastenabstützung dieser Art ist die Abstützung nach oben mit dem Wagenkasten und nach unten mit einer Zusatzfeder verbunden. Innerhalb der pneumatischen Abstützung ist ein sich in seiner oberen Hälfte konisch verengendes Bauteil angeordnet, dessen unteres Ende eine zylindrische Gestalt hat und mit einer vertikalen Stützfläche versehen ist, die mit einer Gegenfläche in Kontakt steht. Das andere Ende des Bauteils ist am Wagenkasten angeschlossen. Die Gegenfläche steht dagegen mit dem Drehgestell über Federelemente in Verbindung.

Bei bestimmungsgemäßer Betriebsweise der Abstützung sind die Luftfeder, die Zusatzfeder und die Federelemente gleichzeitig im Einsatz. Dabei dienen die Luftfeder und die Zusatzfeder zur Dämpfung vertikaler Schwingungen, während die Federelemente transversale Bewegungen, also längs bzw. quer zur Bewegungsrichtung des Schienenfahrzeugs auftretende Schwingungen dämpfen.

Ausführungen dieser Art besitzen den Nachteil, daß bei einem Druckverlust in der Luftfeder für die Dämpfung vertikaler Schwingungen ausschließlich die Zusatzfeder zur Verfügung steht, die in der Regel nicht in der Lage ist, vertikale Schwingungen hoher Amplitude zu dämpfen. Die Federelemente dagegen sind auch in dieser Situation ausschließlich in der Lage, nur horizontal auftretende Schwingungen aufzufangen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Wagenkastenabstützung so auszubilden, daß bei einem Druckabfall des Gases in der flexiblen Kammer der pneumatischen Feder und dem dadurch bedingten Aufsitzen des Wagenkastens auf dem elastischen Stützelement nach wie vor eine hinreichend große elastische Abfederung des Wagenkastens gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen einem Hilfsstützelement, das den Wagenkasten bei abgefallenem Druck in der flexiblen Kammer trägt, und einem rohrförmigen starren Stützelement, das auf dem elastischen Stützelement angebracht ist, eine Hilfsfederung angeordnet ist, die die Form einer Muffe hat und deren vertikale Steifigkeit kleiner ist als die des elastischen Stützelements, wobei die Hilfsfederung sich normalerweise in nicht deformiertem Zustand befindet und nur bei Druckabfall der flexiblen Kammer mit dem elastischen Stützelement zusammen wirksam ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Eisenbahnfahrzeugs in teilweiser und schema­ tischer Darstellung,

Fig. 2 den Querschnitt durch das Eisenbahnfahrzeug entlang der Linie II-II nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist allgemein mit 10 ein Eisenbahnfahrzeug bezeichnet, welches ein Drehgestell 12 ohne Wiege und einen Wagenkasten 14 aufweist, von dem nur ein Teil schematisch dargestellt ist, und der unter Zwi­ schenschaltung einer nachgeordneten Stützvorrichtung 16 am Drehgestell 12 aufgehängt ist.

Die nachgeordnete Stützvorrichtung 16 befindet sich zwischen dem Wagenkasten 14 und dem Mittelteil des Rahmens 12a des Drehgestells 12 und umfaßt ein Paar voneinander getrennter pneumatischer Federn 18, von welchen eine in Fig. 2 detailliert dargestellt ist.

Die pneumatische Feder 18 wird von einer röhrenför­ migen Kammer 20, zum Beispiel aus Gummigewebe, ge­ bildet, die in dem in der Zeichnung dargestellten Betriebszustand eine ringförmige Gestalt mit offenem Querschnitt aufweist. Das eine Ende der flexiblen Kammer 20, mit 20a bezeichnet, ist luftdicht mit einem Metallring 22 verbunden, der starr am Boden des Wagenkastens 14 befestigt ist. Das andere Ende der Kammer 20, mit 20b bezeich­ net, ist mittels eines Spannrings 24 luftdicht mit dem oberen Ende eines rohrförmigen, metallischen Stützelements 26 verbunden. Das untere Ende des rohr­ förmigen Elements 26 ist mit Schrauben 27 an einem äußeren Flanschring 28 eines metallischen Schalen­ körpers 30 befestigt, dessen konkave Fläche dem Wagenkasten 14 zugewandt ist. Der Schalenkörper 30 ist seinerseits koaxial mittels Bolzen 32 am oberen Ende eines elastischen zylindrischen Stützelements 34 befestigt, das an seiner Unterseite mit einer An­ schlußplatte 36 versehen ist, die starr mit dem Rah­ men 12a des Drehgestells 12 verbunden ist. Das elasti­ sche Stützelement 34 besteht aus einer zylindrischen Muffe mit vertikaler Achse, die aus einer Anzahl von aufeinanderliegenden Ringen 38 aus elastomerem Werk­ stoff besteht, deren Planflächen mit einer Anzahl entsprechender metallischer Zwischenringe 40 verbun­ den sind. Das elastische Stützelement 34 besitzt eine vergleichsweise hohe axiale Steifigkeit.

Das rohrförmige Stützelement 26 hat eine konische Innenwand, die zur Achse des elastischen Stützele­ ments 34 in Richtung des Rahmens 12a des Drehgestells 12 konvergierend verläuft. Diese konische Innenwand ist mit der Außenfläche einer Muffe 41 aus elastome­ rem Werkstoff fest verbunden, deren Innenfläche wie­ derum mit der Außenfläche eines kegelstumpfförmigen Hohlkörpers 42 verbunden ist, der koaxial zum elasti­ schen Stützelement 34 angeordnet, und dessen axiale Steifigkeit kleiner ist als die des elastischen Ele­ ments 34.

Am oberen Ende des kegelstumpfförmigen Hohlkörpers 42, dessen Außenfläche parallel zur Innenfläche des Stützelements 26 verläuft, ist mittels Schrauben 43 ein querliegender Teller 44 befestigt, der mit einer horizontalen Aufnahmeplatte 46 versehen ist. Die Auf­ nahmeplatte 46 besteht aus einem Material mit einem geringen Reibungskoeffizienten, wie zum Beispiel Poly­ tetrafluoräthylen oder ähnlichem.

Im in der Zeichnung dargestellten normalen Betriebs­ zustand der nachgeordneten Federung, d. h. wenn die Kammer 20 der Luftfeder 18 ordnungsgemäß mit Druckgas versorgt ist, befindet sich die Muffe 41 aus elastomerem Werkstoff in einem nichtdeformier­ ten Ruhezustand, in welchem ihre entsprechend mit 41a und 41b gekennzeichneten Endflächen konische bzw. parallele Flächen darstellen, die zum Wagenkasten 14 hin konvergierend verlaufen. In diesem Betriebszustand ist der Hohlkörper 42 frei zwischen dem Wagenkasten 14 und dem Boden des Scha­ lenkörpers 30 gehalten, wobei der Teller 44 in den Raum der Kammer 20 hineinragt und die Auf­ nahmeplatte 46 dem Boden des Wagenkastens 14 nicht anliegt. Während des Betriebs des Eisenbahnfahrzeugs 10 arbeitet die pneumatische Feder 18 sowohl axial wie transversal gemeinsam mit dem elastischen Stütz­ element 14.

Im Falle eines Defekts in der Gaszuführung der pneu­ matischen Feder 18 mit der Folge des Nachgebens der flexiblen Kammer 20 kommt der Boden des Wagenkastens 14 in Kontakt mit der Aufnahmeplatte 46 und der Hohl­ körper 42 verlagert sich in Richtung zum Boden des Schalenkörpers 30, wodurch die aus elastomerem Werk­ stoff bestehende Muffe 41 zusammengepreßt wird. In diesem Zustand übernimmt die Muffe 41 die Funktion einer Hilfsfederung, die nachgeordnet zum elasti­ schen Stützelement 34 sowohl die vertikale Bewegung des Wagenkastens 14, wie auch die in ihrer Größe re­ duzierten Querbewegungen des Wagenkastens 14 auf­ nimmt. Sofern die Steifigkeit der Muffe 41 geringer ist als die des elastischen Stützelements 34, ist in Notfällen eine ordnungsgemäße vertikale Elasti­ zität der nachgeordneten Federung 16 gewährleistet.

Im Falle größerer Querverschiebungen des Wagenkastens 14, zum Beispiel während der Fahrt des Eisenbahnfahr­ zeugs 10 durch Kurven mit engem Krümmungsradius, kann der Wagenkasten 14 sich frei auf der Aufnahmeplatte 46 bewegen.

Im übrigen kann die Hilfsfederung konstruktiv von der beschriebenen Ausführungsform abweichen, und zum Beispiel aus einer Gummifeder, einer Metallfeder oder Ähnlichem bestehen.

Claims (7)

1. Wagenkastenabstützung für Schienenfahrzeuge mit einem Drehgestell (12) ohne Wiege, mit einem am Drehgestell (12) abgestützten Wagenkasten (14), mit einem elastischen Stützelement (34), das mit dem Drehgestell (12) verbunden ist, und mit einer pneumatischen Feder (18) zur Abstützung des Wagenkastens (14) an dem Drehgestell (12), die von einer flexiblen Kammer (20) gebildet ist, die ein unter Druck stehendes Gas enthält, wobei die Enden (20a und 20b) der flexiblen Kammer (20) einerseits mit dem Boden des Wagenkastens (14) und andererseits mit dem elastischen Stützelement (34) dicht verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Hilfs-Stützelement (Hohlkörper 42 und Teller 44), das den Wagenkasten (14) bei abgefallenem Druck in der flexiblen Kammer (20) trägt, und einem rohrförmigen starren Stützelement (26), das auf dem elastischen Stützelement (34) angebracht ist, eine Hilfsfederung (Muffe 41) angeordnet ist, die die Form einer Muffe hat und deren vertikale Steifigkeit kleiner ist als die des elastischen Stützelements (34), wobei die Hilfsfederung sich normalerweise in nicht deformiertem Zustand befindet und nur bei Druckabfall der flexiblen Kammer (20) mit dem elastischen Stützelement (34) zusammen wirksam ist.

2. Wagenkastenabstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfederung (Muffe 41) auf dem elastischen Stützelement (34) ruht und axial in den Hohlraum der flexiblen Kammer (20) der pneumatischen Feder (18) hineinragt.

3. Wagenkastenabstützung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfs-Stützelement (Hohlkörper 42 und Teller 44) an der dem Boden des Wagenkastens (14) zugewandten Seite mit einer Aufnahmeplatte (46) aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten versehen ist.

4. Wagenkastenabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da die Hilfsfederung (Muffe 41) von einer Feder aus elastomerem Werkstoff gebildet ist.

5. Wagenkastenabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsflächen zwischen der Muffe (41) aus elastomerem Werkstoff einerseits und dem rohrförmigen starren Abstützelement (26) bzw. dem Hilfs-Stützelement (Hohlkörper 42 und Teller 44) andererseits konische Flächen darstellen, die in Richtung zum Drehgestell (12) hin konvergieren.

6. Wagenkastenabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen (41a und 41b) der Muffe (41) im nichtdeformierten Ruhezustand konisch verlaufende Flächen darstellen, die in Richtung zum Wagenkasten (14) hin konvergieren.

7. Wagenkastenabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Stützelement (34) von einer Reihe von aufeinander liegenden Ringen (38) aus elastomerem Werkstoff und von einer Vielzahl von zwischen diesen Ringen (38) angeordneten metallenen Zwischenringen (40) gebildet ist und daß an diesem elasischen Stützelement (34) ein Ringflansch befestigt ist, mit dem das rohrförmige starre Stützelement (26) fest verbunden ist.