DE3407574C2

DE3407574C2 - Vorrichtung zur Erhöhung der Wankstabilität von Schienenfahrzeugen mit Luftfederung

Info

Publication number: DE3407574C2
Application number: DE3407574A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Buchholz; Sandor Dr.-Ing. Mohácsi; Gerd Dipl.-Ing. Potel (Fh)
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN GHH Immobilien GmbH
Priority date: 1984-03-01
Filing date: 1984-03-01
Publication date: 1986-07-03
Also published as: GR850514B; DE3407574A1; FR2560575B1; GB8502805D0; BR8500683A; AU3949485A; IT1183175B; KR850006348A; GB2157247A; CA1222414A; AU562511B2; FR2560575A1; KR880001162B1; CH666866A5; ES540653A0; GB2157247B; ZA851512B; US4665835A; IT8519379A0; ES8606156A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wankstabilisierung von Schienenfahrzeugen mit Luftfederung. Zu diesem Zweck werden zwei Luftfederbälge 2a, 2b eines ersten Drehgestelles 3a getrennt von je einem Niveauregelventil 4a, 4b gesteuert und zusätzlich zu den Federbälgen 2a, 2b eine Wankstütze 7 vorgesehen, so daß im Bereich des Drehgestelles 3a ein Wagenkasten in horizontaler Richtung gesehen nahezu parallel zum Drehgestell 3a geführt wird. Um bei Gleisverwindungen dem zweiten Drehgestell 3b die Möglichkeit zur Verwindung gegenüber dem Wagenkasten zu geben, wird dort nur ein Luftfederbalg 2c von einem in Wagenmitte liegenden dritten Niveauregelventil 12 angesteuert, während der vierte Luftfederbalg 2d über eine Ausgleichsleitung 13 mit dem Luftfederbalg 2b des ersten Drehgestelles 3a verbunden ist. Damit wird erreicht, daß die Wagenmitte auf gleichem Niveau über dem zweiten Drehgestell 3b gehalten wird, jedoch Drehbewegungen des Wagenkastens gegenüber dem zweiten Drehgestell 3b zum Durchfahren von Gleisverwindungen möglich sind.

Description

a) daß ein Wagenkasten gegenüber einem ersten Drehgestell durch zwei seitliche Luftfederbälge abgestützt ist, wobei jedem Luftfederbalg ein eigenes erstes und zweites Niveauregelventil zugeordnet ist und ein zweites Drehgestell gegenüber dem Wagenkasten über ebenfalls seitlich Luftfederbälge abgefedert ist, wobei einer der Luftfederbälge jedoch über ein im Bereich einer Wagenmitte liegendes drittes Niveauregelventil steuerbar ist, und daß der andere Luftfederbalg des zweiten Drehgestelles mit dem Luftfederbalg des ersten Drehgestelles auf der gleichen Wagenseite über eine Ausgleichsleitung verbunden ist:

b) daß das erste Drehgestell eine Wankstütze aufweist, welche zwischen dem Wagenkasten und einem Drehgestellrahmen angeordnet ist:

c) daß eine Notabstützung an drei Punkten vorgesehen ist, wobei das erste Drehgestell Zwei Notfedern aufweist, welche als Gummi-Metall-Verbundfedern ausgebildet sind und mit den Luftfederbälgen eine bauliche Einheit bilden, und daß das zweite Drehgestell eine zentrale Notfeder aufweist,

welche einen Drehzapfen des Drehgestelles konzentrisch umgibt

Durch die Dreipunktsteuerung mit Längsausgleich kann das zweite Drehgestell zwanglos Gleisverwindungen folgen. Dadurch wird die Entgleisungssicherheit voll gewahrt, selbst bei torsionssteifen Wagenkasten. Die Wankstütze des ersten Drehgestelles verhindert übermäßiges Wanken. Da der Wagenkasten ausreichend torsionsiteif sein soll genügt eine Wankstütze, eine zweite Wankstütze würde die Drehfähigkeit des zweiten Drehgestelles behindern. Die an drei Punkten vorgesehene Notabstützung gewährt ebenfalls zusammen mit der Wankstütze Wankstabilitäi bei gleichzeitiger Entgleisungssicherheit.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Wankstütze zeichnet sich dadurch aus, daß die Wankstütze aus einem Torsionsstab besteht, welcher horizontal und quer zur Fahrtrichtung liegend im Drehgestellrahmen gelagert ist, und daß der Torsionsstab an seinen Enden waagrecht liegende zur Fahrtrichtung parallele Hebel aufweist, an deren freien Enden senkrecht stehend Stangen angebracht sind, über weiche der Wagenkasten gegen die Hebel abgestützt ist Für den Unteranspruch wird nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch Schutz gesucht

In Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur Erhöhung der Wankstabilität dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 Draufsicht auf einen Wagenkasten mit Luftfederung, sowie einer Schaltung der Niveauregelventile,

Fig. 2 Schnitt 11—II durch ein erstes Drehgestell mit Wankstütze und Niveauregelventilen,

Fig.3 Schnitt ΙΙΙ-ίΙΙ durch ein zweites Drehgestell mit Notabstützung in Wagenmitte und mittig gelegenem Niveauregelventil.

Einen Wagenkasten 1, welcher sich über vier Luftfcderbälge 2a bis 2c/ gegen nicht näher dargestellte Drehgestelle abstützt, gibt F i g. 1 wieder. Dabei ist der Wagenkasten 1 über Luftfederbälge 2a und 26 gegen ein erstes Drehgestell 3a und über die Luftfederbälge 2c und 2c/gegen ein zweites Drehgestell 36 abgefedert.

Das Niveau der Luftfederbälge 2a und 2b wird über je ein erstes und zweites Niveauregelventil 4a und 4b gesteuert, welche mit einer Luftleitung 5 in Verbindung stehen. Die Niveauregelventile 4a und 4b sind dabei mit dem Wagenkasten 1 verbunden und werden über ein Gestänge 6a und 66 zwischen den Niveauregelventilen 4a und 4b und erstem Drehgesteil 3a gesteuert. Dadurch wird der Wagenkasten 1 stets parallel zum ersten Drehgestell auf vorgegebenem Niveau gehalten. Als Folge der flachen Kennlinie der Luftfederbälge neigt der Wagenkasten 1 gegenüber dem ersten Drehgestell 3a zum Wanken, insbesondere bei geringen Spurweiten, wie z. B. der Kapspur, da dann die Stützweite der Luftfederbälge sich zwangsläufig verringert. Dem wird dadurch begegnet, daß das erste Drehgestell 3a eine Wankstütze 7 erhält, welche beispielsweise aus einem Torsionsstab 8 besteht, welcher in einem Drehgestellrahmen 9 drehbar gelagert ist und an seinen freien Enden mit waagrecht, zur Fahrtrichtung parallel liegenden Hebeln 10a und 106 drehfest verbunden ist, uno die Hebel 10a und 106 nach F i g. 2 über senkrechte Stangen 11a bzw. Wb mit dem Wagenkasten 1 verbunden sind.

Die Federbälge 2c und 2d des zweiten Drehgestelles 3b (F i g. 3) werden zum einen von einem in Wagenmitte liegenden dritten Niveauregelventil 12 gesteuert, zum anderen wird der Luft'ederbalg 2d über eine Ausgleichsleitung 13, welche den Luftfederbalg 2d mit dem Luftfederbalg 2b des ersten Drehgestelles verbindet, gesteuert Dadurch, daß nur der Luftfederbalg 2c unmittelbar niveaugeregelt ist kann sich das zweite Drehgestell 3b um seine Längsachse gegenüber dem Wagenkasten 1 verdrehen. Die Höhe des Wagenkastens 1 bleibt dabei jedoch konstant Durch diese Maßnahmen kann der Wagen Gleisverwindungen durchfahren, ohne daß es zur Entlastung einzelner Räder und damit zum Entgleisen kommt.

Für den Fall, daß einer der Luftfederbälge undicht wird oder aus dem Federsystem Luft entweicht ist eine Notabstützung vorgesehen. Diese Notabstützung wird aus drei Notfedern 14a bis 14c gebildet von denen die Notfedern 14a und 146 in die Luftfederbälge 2a und 2b integriert sind, während die dritte Notfeder 14c in Wagenmitte zwischen den Luftfederbälgen 2c und 2d angeordnet ist Durch diese in drei Punkten durchgeführte Notabstützung wird wieder die Drehfähigkeit des zweiten Drehgestelles 36 um seine Längsachse gewährleistet und zugleich durch Auflage des Wagenkastens 1 auf die Notfedern 14a und 14ö die Wankneigurg unterdrückt, unterstützt von der Wankstütze 7.

Den Querschnitt H-II im Bereich des ersten Drehgesteiles 3a zeigt F i g. 2. Der Wagenkasten 1 ist über die beiden seitlichen Luftfederbälge 2a und 2b gegen den Drehgestellrahmen 9 abgefedert Sowohl der Luftfederbalg 2a als auch der Luftfederbalg 2b wird durch ein erstes bzw. zweites Niveauregelventil 4a bzw. 4b gesteuert. Die Niveauregelventile 4a und 46 sind einerseits mit dem Wagenkasten 1 verbunden, andererseits über Gestänge 6a bzw. 6b am Drehgestellrahmen 9 befestigt. Durch diese Maßnahme wird die Distanz zwischen Wagenkasten 1 und Drehgestellrahmen 9 konstant gehalten, so daß der Drehgestellrahmen 9 annähernd parallel zum Wagenkasten 1 gehaften wird.

Die zu Wankbewegung neigenden Luftfederbälge 2s und 2b werden im ersten Drehgestell 3a durch die Wankstütze 7 unterstützt. Diese besteht aus a=m im Drehgestellrahmen 9 drehbar gelagerten Torsionsstab 8 mit dessen Enden Hebel 10a und 106 drehfest verbunden sind. Die horizontal liegenden Hebel 10a und 106 sind über Stangen 11a bzw. 116 mit dem Wagenkasten 1 verbunden. Die Neigung des Wagenkastens 1 beispielsweise auf die linke Seite veranlaßt über die Stange 116 und den Hebel 106 den Torsionsstab 8 zu einer Drehung, was bewirkt, daß der Hebel 10a und Stange 11a der rechten Seite eine Rückstellkraft nach unten ausüben und somit der Wankbewegung zur linken Seite entgegenwirken.

Als Notfederung sind im ersten Drehgestell 3a die Notfedern 14a und 146 vorgesehen, welche im Abstand »x« unterhalb von Balgplatten 15a und 156 der Luftfed^p.rbilgv; 2a und 2b angeordnet sind. Beim Versagen der Luftfederbälge 2a und 26, oder beim Versagen der Luftversorgung setzen die Balgplatten 15a und 356 auf die Notfedern 14a bzw. 146 auf.

Ein zweites Drehgestell 36 ist im Schnitt III-III in Fig.3 gezeigt Der Wagenkasten 1 ist über die seitlichen Luftfederbälge 2c und 2d abgefedert. Die Notabstützung auf dem zweiten Drehgestell 36 erfolgt über die zentrale Notfeder 14c, die in Wagenmitte uvn einen Drehzapfen 16 herum angeordnet ist. Diese Notfeder 14c ist in einem Abstand »y« unterhalb eines mit dem Wagenkasten 1 verbundenen Anschlags 17 angeordnet. Der Abstand »y« entsprich! größenmäßig dem Spiel ».v« der Notfederung 14;) und 146 des ersten Drehgestelles 3.7. Die Luftfcderbälge 2c und 2c/weisen ebenfalls Not-

abstützungen 18a und [8b auf, welche jedoch ein Spiel »z« aufweisen, welches größer als Abstand »y« der Notfeder 14c ist, so daß nur Notfeder 14c beim Versagen der Luftfederbälge trägt und somit das Drehgestell 3b zwanglos Drehbewegungen um seine Längsachse zum 5 Durchfahren von Gleisverwindungen ausführen kann.

Zur Regelung der Höhe des Wagenkastens 1 ist der
Luftfederbalg 2c oder 2c/(hier 2c) mit dem dritten Niveauregelventil 12 verbunden, welches in Wagenmiue
angeordnet ist, um bei Niveauänderung tätig zu werden, io jt-doch bei Drehbewegungen des Drehgestelles 3b gegenüber dem Wagenkasten 1 beim Durchfahren von
Gleisverwindungen nicht anspricht. Die Luftfederbälge
2b und 2<J sind wie aus F i g. 1 hervorgeht, durch die
Ausgleichsleitung 13 verbunden und werden gemein- 15 sam von zweiten Niveauregelventil 4b gesteuert.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung erlaubt das zwangsfreie, somit entgleisungssichere Durchfahren von Gleisverwindungen bei gleichzeitiger Entgleisungssicherheit, unabhängig von der Torsionsweich- 20 heit oder Torsionssteifigkeit des Wagenkastens 1.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erhöhung der Wankstabilität von Schienenfahrzeugen mit Luftfederung, gekennzeichnet durch die Kombination folgender für sich bekannter Merkmale:

a) daß ein Wagenkasten (1) gegenüber einem ersten Drehgestell (3a) durch zwei seitliche Luftfederbälge (2a und 2b) abgestützt ist, wobei jedem Luftfederbalg ein eigenes erstes und ein zweites Niveauregelventil (4a bzw. 4b) zugeordnet ist und ein zweites Drehgestell (3b) gegenüber dem Wagenkasten (t) über ebenfalls seitliche Luftfederbälge (2c und 2d) abgefedert ist, wobei einer der Luftfederbälge (2c) jedoch über ein im Bereich einer Wagenmitte liegendes drittes Niveauregelventil (12) steuerbar ist und der andere Luftfederbalg @d) des zweiten Drehgestelles (3b) mit dem Luftfederbalg (2b) des ersten Drehgestelles (3a) auf der gleichen Wagenseite über eine Ausgleichsleitung (13) verbunden ist;

b) daß das erste Drehgestell (3a^ eine Wankstütze (7) aufweist, welche zwischen dem Wagenkasten (1) und einem Drehgestellrahmen (9>) angeordnet ist;

c) daß eine Notabstützung des Wagenkastens an drei Punkten vorgesehen ist, wobei das erste Drehgestell (3a) zwei Notfedern (14a und i4b) aufweist, welche als Gummi-Metall-Verbundfedern ausgebildet und undi/iit den Luftfederbälgen (2a bzw. 2b) eice bauliche Einheit bilden, und daß das zweite Drehges »11 (3b) eine zentra-Ie Notfeder (14c) aufweist, welche einen Drehzapfen (16) des Drehgestelles (3b) konzentrisch umgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wankstütze (7) des ersten Drehgestells aus einem Torsionsstab (8) besteht, welcher horizontal und quer zur Fahrtrichtung liegend im Drehgestellrahmen (9) gelagert ist, und daß der Torsionsstab (8) an seinen Enden waagerecht liegende zur Fahrtrichtung parallele Hebel (10a bzw. \0b) aufweist, an deren freien Enden senkrecht stehend Stangen (Ha bzw. Wb)angebracht sind, über welche der Wagenkasten (1) gegen die Hebel (10a und \0b) abgestützt ist. se-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erhöhung der Wankstabilität von Schienenfahrzeugen mit Luftfederung.

Es ist bekannt, Luftfederbälge, welche der Sekundärfederung von Schienenfahrzeugen dienen so zu steuern, daß Gleisverwindungen trotz Torsionssteifigkeit eines Wagenkastens nicht die Entgleisungssicherheit beeinträchtigen. Zu diesem Zweck werden die seitlichen Luftfederbälge eines ersten Drehgestelles durch separate Niveauregelventile gesteuert, so daß der Wagenkasten stets annähernd parallel zum darunter liegenden Drehgestell liegt. Die Luftfederbälge eines zweiten Drehgestelles werden dagegen von nur einem in der Mitte zwischen den Luftfederbälgen gelegenen Niveauregclventil gesteuert, so daß zwar das Höhenniveau im Mittel dem der Luftfederbälge des ersten Drehgestelles entspricht, jedoch Pendelbewegungen des zweiten Drehgestelles um seine Längsachse unter dem Wagenkasten möglich sind, so daß Gleisverwindungen durchfahren werden können, ohne daß eine Torsion des Wagenkastens erforderlich wird. Damit ist zwar deren Entgleisungssicherheit genüge getan, jedoch wird durch solche Maßnahmen die Wankstabilität im bestimmten Fällen nir-ht ausreichend gewährleistet, insbesondere bei Fahrzeugen auf verringerter Spurweite, bei denen die Abstützbreite der Luftfederbälge verringert ist (DE-OS 28 30 359).

Es ist ferner bekannt (DE-AS 22 18 089), daß beide Drehgestelle eines Wagenkastens über Wankstützen Verfügen. Dabei ist es üblich, daß die Wankstütze als Torsionsstab ausgebildet ist, der drehbar in einem Drehgestellrahmen gelagert ist und an beiden Enden über waagerecht liegende Hebel und senkrecht stehende Stangen mit dem Wagenkasten verbunden ist. Eine solche Vorrichtung ist zwar geeignet Wankbewegungen zu begrenzen, jedoch wird zwangsläufig die Drehfähigkeit beider Drehgestelle um ihre Längsachse so behindert, daß diese Gleisverwindungen nicht mehr im gewünschten Umfang folgen können und daher bei torsionssteifen Wagenkasten zur Entgleisung neigen.

Bei Drehgestellen mit Luftfederung ist es bekannt, eine Notabstützung über drei Punkte vorzusehen. Dabei ist die Notabstützung eines ersten Drehgestelles in die Luftfederbälge als eine Gummi-Metall-Verbundfeder integriert. Die Notabstützung des zweiten Drehgestells erfolgt über eine im Drehpunkt liegende Notfeder. Diese Notfeder kann als Schraubenfeder oder als Feder mit elastomerem Material ausgeführt sein. Das Spiel dieser Notabstützung gegenüber dem vertikalen Spiel der Notfeder dieses Drehgestelles ist so gewählt, daß in jedem Fall die Notfeder zuerst trägt, und daß die Drehfähigkeit dieses Drehgesteiies um seine Längsachse ausreicht, den üblichen Gleisverwindungen ohne Zwang folgen zu können. Nachteil dieser Vorrichtung ist die mangelnde Wankstabilität der Luftfeaerbälge (DE-GM 81 37 758).

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, die Wankbewegung zu begrenzen, ohne gleichzeitig die Entgleisungssicherheit zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,