DE3701424A1 - Luftfederdrehgestell, insbesondere fuer schnellauffaehige schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftfederdrehgestell, ins­ besondere für schnellauffähige Schienenfahrzeuge, bei dem ein Wagenkasten über einen konzentrisch zu einer Drehachse des Luftfederdrehgestelles angeordneten Luftfederbalg auf einem Querträger eines Drehgestellrahmens abgestützt ist und der Wagenkasten durch eine Wankstütze gegen Wankbewegungen ge­ sichert ist, wobei die Wankstützen aus einem Torsionsstab ge­ bildet wird, welcher in Langträgern des Drehgestellrahmens quer zur Fahrtrichtung und horizontal liegend drehbar gelagert ist und der an seinen Enden drehfest mit Hebeln und vertikalen Pendelstützen mit Langträgern des Wagenkastens verbunden ist.

Für die Abstützung von Wagenkästen auf Drehgestellen wiegen­ loser Bauart ist es bekannt, als Sekundärfederung einen zentral gelegenen Luftfederbalg vorzusehen, der die Drehachse des Drehgestelles konzentrisch umgibt. Der Luftfederbalg ist einerseits mit einem Boden des Wagenkastens und andererseits mit dem Querträger des Drehgestellrahmens verbunden. Um das Wanken des Wagenkastens bei Anwendung nur eines mittig ge­ legenen Luftfederbalges zu verhindern, verwendet man eine Wankstütze. Diese besteht aus einem Torsionsstab, der drehbar in Mittelquerebene des Drehgestelles in Langträgern gelagert ist und der an seinen freien Enden Hebel und senkrechte Pendel­ stützen aufweist, welche mit den Langträgern des Wagenkastens verbunden sind. Eine solche Abstützung verfügt weder über eine definierte Mitnahmevorrichtung, welche die Zug- und Stoß­ kräfte vom Drehgestell auf den Wagenkasten überträgt, noch ist eine Vorrichtung zur Dämpfung derZuckschwingungen und eine Begrenzung der Längs- und Querbewegungen vorhanden (DE-OS 21 37 123).

Es ist ferner bekannt, einen Luftfederbalg mit einer Gummi-Metall- Verbundfeder als Notfeder in Reihe zu schalten, wobei die Not­ feder eine zentrale Bohrung aufweist.

Ausgehend von einer Abstützung gemäß dem Gattungsbegriff liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlenkung des Drehge­ stelles an den Wagenkasten zu schaffen, die eine definierte Über­ tragung der Zug- und Stoßkräfte bei gleichzeitiger Dämpfung der Zuckschwingungen erlaubt und die zu einer wesentlichen Ver­ einfachung der Gesamtkonstruktion des Drehgestelles beiträgt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Wagen­ kasten über einen Drehzapfen und ein Dämpfungsglied, sowie eine Mitnahmevorrichtung mit dem Querträger des Drehgestellrahmens verbunden ist, daß dabei das Dämpfungsglied ein freies Ende des Drehzapfens mit dem Querträger verbindet, daß die Mitnahme­ vorrichtung als erste und zweite Gummipuffer und erste und zweite Festanschläge ausgebildet ist, welche den Drehzapfen mit Spiel x und y umgeben, und daß der Drehzapfen den Querträger des Drehgestellrahmens in einer Aussparung durchdringt.

Durch das Dämpfungsglied werden die Zuckschwingungen gedämpft, gleichzeitig wird durch die Gummipuffer eine Mitnahme des Dreh­ gestelles erreicht. Zur Aufnahme von Kräften, die die normalen Betriebskräfte überschreiten, sind Festanschläge vorgesehen. Durch den zentral gelegenen Luftfederbalg wird eine Abkröpfung der Langträger des Drehgestellrahmens vermieden, wie dies bei seitlichen Luftfederbälgen notwendig ist. Durch die erfindungs­ gemäßen Merkmale wird somit eine erhebliche konstruktive Ver­ einfachung des gesamten Drehgestelles erreicht, was sich vor allem in einer Reduzierung der Herstellungskosten niederschlägt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen 2 bis 9 entnommen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Zeichnungen dar­ gestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Drehgestell im Bereich eines Drehzapfens,

Fig. 2 einen Schnitt II-II im Bereich des Drehzapfens.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Wagenkasten 1 über einen Luftfederbalg 2 gegen einen Querträger 3 eines Luftfederdreh­ gestelles abgestützt. Der Luftfederbalg 2 stützt sich dabei über eine in Reihe geschaltete Notfeder 4 gegen den Querträger 3 ab. Die Notfeder 4 ist als Gummi-Metall-Verbundfeder ausgebildet und weist eine zentrale Bohrung 5 auf, die von einem mit dem Wagenkasten 1 fest verbundenen Drehzapfen 6 durchdrungen wird. Die Abdichtung zwischen der Notfeder 4 und dem Drehzapfen 6 kann durch eine Gummimanschette 7 erfolgen. Alternativ kann die Abdichtung durch einen Deckel 8 erfolgen, welcher eine Aus­ sparung 9 des Querträgers 3 verschließt. Die Mitnahme des Dreh­ gestelles erfolgt durch eine Mitnahmevorrichtung, die aus ersten Gummipuffern 10 und zweiten Gummipuffern 11 gebildet wird. Die ersten Gummipuffer 10 umgeben den Drehzapfen 6 in Fahrtrichtung mit Spiel x, welches üblicherweise 5 bis 10 mm betragen kann. Die ersten Gummipuffer 10 sind im oberen Teil des Querträgers 3 angeordnet, um den Hebelarm zwischen ihrem Angriffspunkt und dem Wagenkasten 1 möglichst klein zu halten. Für den Fall, daß die Zug- bzw. Stoßkräfte die normalen Be­ triebswerte übersteigen, sind erste Festanschläge 12 vorhanden, die auf der Oberseite des Querträgers 3 angeordnet sind, um den Hebelarm zum Wagenkasten 1 gering zu halten. Die ersten Festanschläge 12 weisen zum Drehzapfen 6 ein Spiel z auf, welches etwa 18 mm beträgt,

Zur Begrenzung der Querbewegungen sind zweite Gummipuffer 11 vorgesehen, die etwa auf gleicher Höhe wie die ersten Gummi­ puffer 10 angeordnet sind und die den Drehzapfen 6 mit Spiel y quer zur Fahrtrichtung umgeben (Fig. 2). Bei Ausschöpfung der Rückstellkräfte der zweiten Gummipuffer 11 sind direkt unterhalb derselben zweite Festanschläge 13 vorhanden. Diese weisen zum Drehzapfen 6 ein Spiel w auf (Fig. 2).

Um die Zuckschwingungen zu dämpfen, ist am freien Ende des Dreh­ zapfens 6 ein Dämpfungsglied 14 angelenkt, welches den Wagen­ kasten 1 mit dem Querträger 3 des Drehgestelles gelenkig ver­ bindet. Das Dämpfungsglied 14 kann als ein handelsüblicher Schwingungsdämpfer mit integriertem Federelement ausgebildet sein. Dieses Dämpfungsglied 14 dämpft Längsschwingungen zwischen Drehgestell und Wagenkasten 1, die sich als lästige Zuckschwin­ gungen bemerkbar machen. Da die am Ende des Drehzapfens 6 vom Dämpfungsglied 14 aufzunehmenden Kräfte im Verhältnis zu den Kräften der zweiten Gummipuffer 10 als Mitnahmevorrichtung ge­ ring sind, wird auch der Drehzapfen entlastet, was zu einer Verringerung seines Querschnitts beiträgt.

Die Anlenkung des Dämpfungsgliedes 14 am Drehzapfen 6 erfolgt über eine Platte 15, die als Abhebesicherung fungiert.

Ein besonderer Vorteil des zentralen Luftfederbalges 2 und der Mitnahmevorrichtung, welche mit ihrem Drehzapfen 6 die Aus­ sparung 9 im Querträger 3 durchdringt, sind die hier nicht dar­ gestellten durchlaufenden Langträger des Drehgestelles, die nicht wie bei zwei seitlich angeordneten Luftfederbälgen in der Mitte abgekröpft sein müssen. Dies führt zu einer wesent­ lich vereinfachten Herstellung und damit verbunden zu einer Kostensenkung.

Ein besonderer Vorzug der erfindungsgemäßen Drehgestell­ mitnahme liegt darin, daß als Folge der nicht abgekröpften Langträger der Querträger 3 höher zu liegen kommt und daher der Nickpunkt des Drehgestelles höhenmäßig in einen Bereich zwischen den Gummipuffern 10 und 11 und dem Dämpfungsglied 14 gelegt werden kann. Dadurch wird eine Anfachung der Nick­ bewegungen des Drehgestelles vermieden und die gefürchtete Überlagerung der Nickfrequenz des Drehgestelles mit den Biegefrequenzen des Wagenkastens kann auf konstruktiv einfachem Weg unterbunden werden. Außerdem wird die Auslegung der Primärfederung wesentlich erleichtert. Besonders tritt dieser Vorteil bei Fahrten auf schlechter Gleislage zutage.

Es darf hier erwähnt werden, daß die gezeigte Mitnahme­ vorrichtung in Verbindung mit dem Dämpfungsglied 14 nicht auf die zentrale Anordnung des Luftfederbalges beschränkt ist. Vielmehr können als Sekundärfederung auch mehrere Luftfederbälge oder auch Schraubenfedern dienen, falls dies aus anderen Gründen geboten erscheint, allerdings treten dann gegenüber der zentralen Anordnung des Luftfederbalges die genannten Nachteile auf.

Eine Draufsicht im Schnitt II-II gibt Fig. 2 wieder. Der Drehzapfen 6 wird von den ersten Gummipuffern 10 mit Spiel x in Fahrtrichtung gesehen zur Übertragung der Zug- und Stoßkräfte umgeben: Nach Ausschöpfung des Federweges der ersten Gummipuffer 10 treten erste Festanschläge 12 in Aktion. Zur Begrenzung der Querbewegungen dienen zweite Gummipuffer 11 und zweite Festanschläge 13. Das Querspiel zwischen Drehzapfen 11 und zweitem Gummipuffer 13 beträgt y. Dieses liegt im Bereich von 20 mm. Die zweiten Festanschläge weisen ein Spiel w auf. Die gesamte Mitnahmevorrichtung liegt in einer Aussparung 9 des Querträgers 3.

Claims (10)

1. Luftfederdrehgestell, insbesondere für schnellauffähige Schienenfahrzeuge, bei dem ein Wagenkasten über einen konzentrisch zu einer Drehachse des Luftfederdrehgestelles angeordneten Luftfederbalg auf einem Querträger eines Dreh­ gestellrahmens abgestützt ist und der Wagenkasten durch eine Wankstütze gegen Wankbewegungen gesichert ist, wobei die Wankstütze aus einem Torsionsstab gebildet wird, welcher in Langträgern des Drehgestellrahmens quer zur Fahrtrichtung und horizontal liegend drehbar gelagert ist und der an seinen Enden drehfest mit Hebeln und vertikalen Pendel­ stützen mit Langträgern des Wagenkastens verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wagenkasten (1) über einen Drehzapfen (6) und ein Dämpfungsglied (14) sowie eine Mitnahmevorrichtung mit dem Querträger (3) des Drehgestell­ rahmens verbunden ist,
daß dabei das Dämpfungsglied (14) ein freies Ende des Drehzapfens (6) mit dem Querträger (3) verbindet,
daß die Mitnahmevorrichtung als erste und zweite Gummipuffer (10 und 11) und erste und zweite Festanschläge (12 und 13) ausgebildet ist, welche den Drehzapfen (6) mit Spiel x und y umgeben, und daß
der Drehzapfen (6) den Querträger (3) des Drehgestellrahmens in einer Aussparung (9) durchdringt.

2. Luftfederdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (14) als ein Schwingungsdämpfer mit integriertem Federelement in Zug- und Druckrichtung ausge­ bildet ist.

3. Luftfederdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfederbalg (2) mit einer Gummi-Metall-Verbundfeder als Notfeder (4) in Reihe geschaltet ist, und daß die Not­ feder (4) eine Bohrung (5) aufweist, die vom Drehzapfen (6) konzentrisch durchdrungen wird, und daß die Bohrung (5) durch Dichtmittel gegen den Außenraum abgedichtet wird.

4. Luftfederdrehgestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtmittel eine Gummimanschette (7) vorgesehen ist, die mit einer oberen Felge der Notfeder (4) einerseits und mit dem Drehzapfen (6) andererseits verbunden ist.

5. Luftfederdrehgestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtmittel eine durch einen Deckel (8) hermetisch verschließbare Öffnung der Aussparung (9) des Querträgers (3) vorgesehen ist.

6. Luftfederdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Gummipuffer (10) den Drehzapfen (6) in Fahrt­ richtung mit Spiel x und die zweiten Gummipuffer (11) den Drehzapfen (6) in Querrichtung mit Spiel y umgeben, und daß dabei das Spiel x kleiner als Spiel y ist.

7. Luftfederdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Festanschlag (12) im Bereich einer Oberseite des Querträgers (3) mit Spiel z in Längsrichtung zum Dreh­ zapfen (6) angeordnet ist und der zweite Festanschlag (13) mit Spiel w zum Drehzapfen (6) in Querrichtung in Höhe der ersten Gummipuffer (10) vorgesehen ist.

8. Luftfederdrehgestell nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung des Dämpfungsgliedes (14) am Drehzapfen (6) über eine Platte (15) erfolgt, und daß diese Platte (15) so dimensioniert ist, daß sie als Ab­ hebesicherung fungiert.

9. Luftfederdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Langträger des Drehgestellrahmens durchlaufend also nicht abgekröpft ausgeführt sind.

10. Luftfederdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Nickpunktes des Drehgestelles in den Bereich zwischen den Gummipuffern (10 und 11) und dem Dämpfungsglied (14) gelegt wird.