DE3528506A1 - Hydraulischer schwingungsdaempfer zum hemmen eines drehgestells fuer ein schnell lauffaehiges schienenfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Schwingungs­ dämpfer zum Hemmen eines Drehgestells für ein schnell lauf­ fähiges Schienenfahrzeug, der in fast waagerechter bzw. waagerechter Anordnung über Befestigungsvorrichtungen einer­ seits mit dem Drehgestell und andererseits mit dem Fahrzeug­ aufbau gelenkig verbunden ist und der mit einem durch einen Boden und einen Deckel abgeschlossenen zylindrischen Gehäuse, einem von dem Gehäuse umgebenen ölgefüllten Arbeitszylinder, einem in dem Arbeitszylinder verschieblichen, den Arbeits­ zylinder in einen deckelseitigen und bodenseitigen bestückten Arbeitskolben, mit einer aus dem Deckel herausgeführten Kol­ benstange, auf der der Arbeitskolben befestigt ist und mit einem zwischen dem Gehäuse und dem Arbeitszylinder ange­ ordneten Ausgleichsraum versehen ist.

Derartige Schwingungsdämpfer werden in fast waagerechter bzw. waagerechter Anordnung eingebaut, um schlingernde Dreh­ bewegungen eines Drehgestells um die Hochachse dämpfen zu können. Bekannte Schwingungsdämpfer (DE-OS 14 55 180, DE-OS 18 03 588) sind in einem Drehgestellrahmen in Fahrt­ richtung auf jeder Seite angeordnet. Jede Seite eines Dreh­ gestells ist dabei mit einem Aggregat versehen, wobei auf­ grund der großen auftretenden Beanspruchungen und der Gewähr­ leistung der entsprechenden Sicherheit ein ausreichend dimensioniertes Aggregat vorgesehen werden muß. Die üblicher­ weise verwendeten Kolbenstangen weisen sehr große Durch­ messer auf und sind damit kostenungünstig. Nachteilig ist dabei weiterhin, daß aufgrund der eintauchenden Kolbenstange das verdrängte Kolbenstangenvolumen nicht mehr ohne weiteres in einem ringförmig um den Schwingungsdämpfer angeordneten Ausgleichsraum aufgefangen werden kann. Es werden daher zu­ sätzliche Ausgleichsgefäße benötigt, um die einwandfreie Funktion des Schwingungsdämpfers zu gewährleisten. Aus­ gleichsgefäße dieser Art, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, benötigen einen entsprechenden Raumbedarf, so daß der begrenzt vorhandene Einbauraum keine zusätz­ lichen Maßnahmen zur Erhöhung der Sicherheit hergeben, wenn das Aggregat beispielsweise in Hochgeschwindigkeits­ zügen eingebaut werden soll. Darüber hinaus ist von Nachteil, daß bei Ausfall eines Aggregates die Haltekraft je Drehge­ stell um 50% reduziert wird.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Schwingungsdämpfer so auszubilden, daß unter Ausnutzung des bestehenden begrenzten Einbauraumes in einem Fahrzeug eine größtmögliche Sicherheit, auch bei Ausfall eines Aggregates erzielt werden kann, dabei soll auch der Aufbau des Schwingungsdämpfers selbst dem erhöhten Sicherheitsbe­ darf Rechnung tragen, so daß ein spezieller Einsatz in einem Hochgeschwindigkeitszug möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mindestens eine der Befestigungsvorrichtungen einen Flansch aufweist, an dem mindestens zwei parallel ange­ ordnete Schwingungsdämpfer befestigt sind.

Vorteilhaft ist hierbei, daß bei bleibendem Bauvolumen die Sicherheit verdoppelt werden kann, denn bei Ausfall eines Aggregates bleiben die drei übrigen Aggregate ein­ satzfähig, so daß nur eine Verminderung der Funktion um 25% eintritt. Diese Funktion gewährleistet der gleiche ursprünglich vorhandene Einbauraum, denn der ursprünglich einzige Schwingungsdämpfer wird in zwei einzelne Schwingungs­ dämpfer aufgeteilt, so daß aufgrund des erfindungsgemäßen Dämpfungssystems mit kleineren Kolbenstangendurchmessern gearbeitet werden kann, wobei der zusätzliche Ausgleichs­ raum auf dem Außenrohr nicht erforderlich ist, da das ver­ drängte Stangenvolumen wieder in dem ringförmig um den Ar­ beitszylinder angeordneten Ausgleichsraum aufgefangen wird. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist die für die vorer­ wähnten Anwendungen erforderliche gleiche Dämpfungscharakte­ ristik in Zug- und Druckrichtung über den gesamten Kenn­ linienverlauf ohne weiteres realisierbar.

Es ist außerdem vorteilhaft, daß die Kolbenstange zweifach geführt ist.

Desweiteren ist von Vorteil, daß bei exakter Ausnutzung des Bauraumes auch ein steigender Dämpfungsbedarf durch Er­ höhung der Dämpfungskräfte ohne Risiko erzielt werden kann. Dieses kann aufgrund des Einbaus von zwei Schwingungsdämpfern dadurch erfolgen, daß die Sicherheitszuschläge bei Auslegung der Bauteile vermindert werden kann und durch eine abge­ magerte Bauweise die Funktion erhöht werden kann. Im Hin­ blick auf die einfache Flanschkonstruktion ist dabei eine sichere Parallelität der Schwingungsdämpfer zueinander ge­ währleistet, so daß durch exakt fluchtende Anordnung keine zusätzlichen Querkräfte aufzufangen sind.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Flansch mit einem die Schwingungsdämpfer abschirmenden Schutzrohr versehen ist. Hierbei dient das Schutzrohr zur Abschirmung der Schwingungsdämpfer gegen Staub, Schmutz und sonstigen Umwelteinflüssen.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß der Flansch rechtwinkelig zur Mittelachse des Schwingungsdämpfers angeordnet ist und eine parallel zur Mittelachse verlaufende, die Befestigungsvorrichtung auf­ nehmende Abwinkelung aufweist. Die so erzielte Konstruktion läßt eine versetzte Anordnung einer oder beider Befesti­ gungsvorrichtungen zu. Dadurch ist eine weitere Variabilität in der Ausnutzung des Einbauraumes gegeben.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Arbeitszylinder einen zylindrischen Zusatzraum aufweist, in den die Kolbenstange durch den Boden hindurch eintauchen kann, dabei entspricht die minimale Länge des Zusatzraumes dem maximalen Hub des Arbeitskolbens. Vorteilhaft ist bei Anwendung von mindestens zwei Schwingungsdämpfern, daß die Aggregate selbst kleiner ausgebildet werden können und ohne weiteres ein Zusatzraum für die eintauchende Kolbenstange geschaffen werden kann. Der Arbeitskolben kann für die Zug- und Druckrichtung mit gleichen Ventilen bestückt werden. Dieses ist gerade in der Anwendung bei Schienenfahrzeugen vorteilhaft.

Zur Erzielung weiterer Sicherheiten durch beispielsweise blockierende Ventile im Arbeitskolben ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß im Bereich des Deckels und/oder im Bereich des Bodens Überlastventile angeordnet sind. Die Überlastventile können auch im Kolben ange­ ordnet werden.

Um die Dämpfungskräfte im mittleren Hubbereich bei hohen Fahrgeschwindigkeiten geradeaus oder in weiten Gleisbögen im Sinne einer Drehhemmung groß und in den Endbereichen in zur Verringerung der Gleisführungskräfte und des Radsatz­ verschleißes in engen Gleisbögen klein auslegen zu können ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß ausgehend von der Mittellage des Arbeitskolbens zu beiden Seiten ein dämpfungsgeminderter Hubbereich vorgesehen werden kann.

Die Möglichkeit einen dämpfungsgeminderten Hubbereich vorzusehen ist nur mit der erfindungsgemäßen Ausführung möglich, da hierbei innerhalb des Arbeitsraumes nur ein Ölaustausch zwischen den beiden Kolbenseiten erfolgt und kein Stangenvolumen verdrängt wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Anordnung von zwei Schwingungsdämpfern teils im Schnitt,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigten Schwingungsdämpfer in Seitenansicht,

Fig. 3 eine Variante der in Fig. 2 gezeigten Anordnung, mit unterschiedlichen Befestigungsvorrichtungen,

Fig. 4 zwei parallel angeordnete Schwingungsdämpfer teils im Schnitt,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des in Fig. 4 dar­ gestellten Schwingungsdämpfers mit einem dämpfungsgeminderten Hubbereich in dessen End­ lage geschnitten.

Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung besteht im wesentlichen aus den Schwingungsdämpfern 5 und 6, die parallel zueinander angeordnet sind und über die Flansche 3 und 4 mit den Be­ festigungsvorrichtungen 1 und 2 verbunden sind. Dabei sind die Schwingungsdämpfer 5 und 6 mit den Flanschen 3 und 4 verschraubt und über ein Schutzrohr 7, welches mit dem Flansch 3 verbunden ist gegenüber äußeren Einflüssen ab­ geschirmt. Die Befestigungsvorrichtung 2 ist versetzt an­ geordnet, wobei die Abwinkelung 8 die Befestigungsvorrich­ tung 2 mit dem Flansch 4 verbindet. Die Befestigungsvor­ richtung 2 kann auch in gleicher Art wie die Befestigung 1 angebracht werden. Durch entsprechende Dimensionierung wird erreicht, daß zwischen den vorgegebenen Befestigungs­ vorrichtungen 1 und 2 eine Anordnung von zwei Stoßdämpfern ausreichend Platz findet.

Fig. 2 zeigt die Anordnung in Seitenansicht, wobei die Befestigungsvorrichtung 1 mit der Mittelachse der Schwingungsdämpfer 5 und 6 fluchtet und die Befestigungs­ vorrichtung 2 über die Abwinkelung 8 mit dem Flansch 2 verbunden ist, jedoch gegenüber der Befestigungsvorrichtung 1 versetzt angeordnet. Die Verwendung von entsprechenden Abwinkelungen 8 lassen weitere variable Anwendungsmöglich­ keiten zu. Das Schutzrohr 7 umgibt dabei die Schwingungs­ dämpfer 5 und 6.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Befestigungsvorrichtung 1 ebenso wie die Befestigungsvor­ richtung 2 über eine Abwinkelung mit dem Flansch 3 ver­ bunden ist, so daß auch hier eine weitere Variabilität im Hinblick auf den vorhandenen Einbauraum wie auch bei der Ausnutzung von entsprechenden Befestigungsmöglichkei­ ten. Durch die im Verhältnis einfache Ausführungsform der Flansche 3, 4 ist sowohl eine günstige Herstellung wie auch der Aus- und Einbau eines einzelnen Schwingungsdämpfers im eingebauten Zustand des Aggregates ohne weiteres möglich.

Die Fig. 4 zeigt einen Schwingungsdämpfer 5 in Ansicht und den parallel dazu angeordneten Schwingungsdämpfer 6 im Schnitt. Dabei wird einerseits die Kolbenstange 11 mit dem Flansch 3 verschraubt, wobei auf der gegenüber­ liegenden Seite das Gehäuse 17 des Schwingungsdämpfers 6 mit dem Flansch 4 über eine Schraubverbindung ebenfalls fixiert ist. Die Kolbenstange 11 trägt einen Arbeitskolben 13, der den Arbeitszylinder 9 in den deckelseitigen 18 und den bodenseitigen Arbeitsraum 19 unterteilt. Der Arbeits­ kolben 13 ist dabei mit Dämpfungsventilen bestückt. Die Kolbenstange 11 wird durch den Boden 12 hindurch in den Zusatzraum 10 geführt. Durch diese Ausbildung wird durch die eintauchende Kolbenstange 11 nur das im Zusatzraum 10 befindliche Volumen verdrängt und über den Kanal 20 in den ringförmigen Ausgleichsraum 21 verdrängt.

Zur weiteren Sicherheit sind im Boden 12 und im Deckel 14 Überlastventile 15 und 16 angeordnet, die bei Blockierung der im Arbeitskolben 13 befindlichen Dämpfungsventile eine Blockierung des Schwingungsdämpfers verhindern. Die Über­ druckventile können auch im Kolben angeordnet sein. Die Auf­ teilung der Funktion eines Schwingungsdämpfers auf zwei einzelne erlaubt es, daß mit kleineren Baueinheiten ge­ arbeitet werden kann, so daß das verdrängte Kolbenstangen­ volumen einer im Durchmesser kleineren Kolbenstange problem­ los in den ringförmigen Ausgleichsraum 21 verdrängt werden kann. Bei Ausfall eines Schwingungsdämpfers bleibt der zweite Schwingungsdämpfer in Betrieb und kann seine Funktion entsprechend erfüllen.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform ist im Prinzip wie die in Fig. 4 bereits dargestellt, mit dem Unterschied, daß der Arbeitszylinder 9 im Bereich der Endlagen des Ar­ beitskolbens 13 Bohrungen 22 aufweist, durch die eine Minderung der Dämpfungskräfte in den Endlagen herbeigeführt wird. Anstelle der Bohrungen 22 können auch Längsnuten im Zylinderrohr vorgesehen werden. In Mittelstellung des Arbeitskolbens 13 wird dabei die größte Dämpfungskraft erzeugt, da bei Geradeausfahrt das Drehgestell stark ge­ dämpft werden soll und im Bereich der Endlagen des Ar­ beitskolbens eine geringe Dämpfung erzielt wird, so daß zum Beispiel eine Leichtgängigkeit des Drehgestells oder ein verminderter Verschleiß der Radsätze bei Kurvenfahrten erzielt werden kann. Die verminderte Dämpfung tritt dann auf, wenn der Arbeitskolben 13 in der jeweiligen Endlage die erste Bohrung 22 überstrichen hat und die zweite Bohrung über die erste Bohrung einen Kurzschluß zwischen dem deckel­ seitigen Arbeitsraum 18 und dem bodenseitigen Arbeitsraum 19 herstellt. In der entgegengesetzten Endstellung ist wiederum der Kurzschluß über die beiden Bohrungen 22 möglich. An­ sonsten ist der Schwingungsdämpfer mit dem in Fig. 1 ge­ zeigten vergleichbar.

• Bezugszeichenliste 1 - Befestigungsvorrichtung
  2 - Befestigungsvorrichtung
  3 - Flansch
  4 - Flansch
  5 - Schwingungsdämpfer
  6 - Schwingungsdämpfer
  7 - Schutzrohr
  8 - Abwinkelung
  9 - Arbeitszylinder
  10 - Zusatzraum
  11 - Kolbenstange
  12 - Boden
  13 - Arbeitskolben
  14 - Deckel
  15 - Überlastventil
  16 - Überlastventil
  17 - Gehäuse
  18 - deckelseitiger Arbeitsraum
  19 - bodenseitiger Arbeitsraum
  20 - Kanal
  21 - ringförmiger Ausgleichsraum
  22 - Bohrungen

Claims (6)

1. Hydraulischer Schwingungsdämpfer zum Hemmen eines Drehgestells für ein schnell lauffähiges Schienen­ fahrzeug, der in fast waagerechter bzw. waagerechter Anordnung über Befestigungsvorrichtungen einerseits mit dem Drehgestell und andererseits mit dem Fahrzeug­ aufbau gelenkig verbunden ist und der mit einem durch einen Boden und einen Deckel abgeschlossenen zylin­ drischen Gehäuse, einem von dem Gehäuse umgebenen ölgefüllten Arbeitszylinder, einem in dem Arbeits­ zylinder verschieblichen, den Arbeitszylinder in einen deckelseitigen und bodenseitigen Arbeitsraum unterteilenden und mit Dämpfungsventilen bestückten Arbeitskolben, mit einer aus dem Deckel herausge­ führten Kolbenstange, auf der der Arbeitskolben befestigt ist und mit einem zwischen dem Gehäuse und dem Arbeits­ zylinder angeordneten Ausgleichsraum versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Befestigungsvorrichtungen (1, 2) einen Flansch (3, 4) aufweist, an dem mindestens zwei parallel angeordnete Schwingungsdämpfer (5, 6) be­ festigt sind.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (3) mit einem die Schwingungsdämpfer (5, 6) abschirmenden Schutzrohr (7) versehen ist.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (4) rechtwinkelig zur Mittelachse des Schwingungsdämpfers (5, 6) angeordnet ist und eine parallel zur Mittelachse verlaufende, die Befestigungs­ vorrichtung (2) aufnehmende Abwinkelung (8) aufweist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (9) einen zylindrischen Zu­ satzraum (10) aufweist, in den die Kolbenstange (11) durch den Boden (12) hindurch eintauchen kann, dabei entspricht die minimale Länge des Zusatzraumes (10) dem maximalen Hub des Arbeitskolbens (13) .

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Deckels (14) und/oder im Bereich des Bodens (12) Überlastventile (15, 16) angeordnet sind.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von der Mittellage des Arbeitskolbens (13) zu beiden Seiten ein dämpfungsgeminderter Hub­ bereich vorgesehen ist.