-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Übergangsvorrichtung zwischen zwei Eisenbahn- oder Straßenfahrzeugen,
die relative Drehbewegungen um eine senkrechte und eine
waagrechte Achse zwischen den Fahrzeugen erlaubt und ein
Übergangsabteil von einem in das andere Fahrzeug definiert,
mit zwei über eine nachgiebige Verbindung miteinander
verbundenen Elementen, die je an einem der benachbarten
Fahrzeuge um eine gemeinsame senkrechte Achse mit diesem
Fahrzeug angelenkt sind.
-
Eine solche Vorrichtung soll den übergang für
Fahrgäste zwischen zwei gekoppelten Fahrzeugen eines
Eisenbahnzugs, Straßenbahnzugs oder einer Untergrundbahn herstellen.
Die Vorrichtung soll zerlegbar sein und die Trennung der
beiden Fahrzeuge erlauben, zwischen denen sie angeordnet
ist. Weiter soll sie die freie Auslenkung der Fahrzeuge beim
Durchfahren von Kurven (mit oder ohne Kurvenlage), beim
Überfahren von Hügeln oder Durchfahren von Vertiefungen
erlauben sowie bei Relativbewegungen eines Fahrzeugs
bezüglich des anderen, und zwar unabhängig vom
Belastungszustand der verschiedenen Fahrzeuge.
-
Die bei solchen Übergangsvorrichtungen auftretenden
Probleme betreffen die Sicherheit dieser Vorrichtungen
gegenüber Fahrgästen, die von einem in ein anderes Fahrzeug
gelangen möchten. Es ist bekannt, daß diese Vorrichtungen
zum Übergang zwischen Fahrzeugen komplex sind, da sie
einerseits eine hohe Sicherheit bieten sollen und andererseits
sichernd wirken sollen.
-
Die Druckschrift FR-A-2 581 016 zeigt eine
Übergangsvorrichtung bestehend aus zwei Halbchassis und einem Boden,
die um ein gemeinsames Scharnier mit waagrechter Achse
gelenkig gelagert sind. Jedes Halbchassis enthält einen
Zapfen mit vertikaler Achse, an die ein benachbarter Waggon
gelenkig gekoppelt ist. Ein anderer Zapfen gleicher
senkrechter
Achse verbindet in einem oberen Bereich einen
Längsbalken eines Halbchassis und einen Längsbalken des
benachbarten Waggons.
-
Eine solche Vorrichtungen bedingt eine gewisse
Überlagerung der Bodenstrukturen und eine Abdeckung der
Verbindung zwischen einem Halbchassis und dem zugeordneten
Waggon.
-
Die Druckschrift FR-A-2 610 269 betrifft eine
Übergangsvorrichtung mit zwei Halbchassis. Die gelenkige
Kopplung zwischen jedem Halbchassis und dem zugeordneten Waggon
erfolgt mit einer Kugel im oberen Bereich und mit einem
konvexen Sektor am Ende des Waggons im unteren Bereich, der
in einem konkaven Sektor am Ende des Halbchassis gleitet.
-
Ein Nachteil dieser bekannten Übergangsvorrichtungen
besteht in dem erheblichen Raumbedarf, da sie ein
Übergangsabteil definieren.
-
Die Druckschrift FR-A-2 450 731 zeigt eine
Übergangsvorrichtung mit einem zwei Plattformen verbindenden
Verbindungsteil, das auf beweglichen Hülsen mindestens von drei
Teleskoprohren befestigt ist, wobei ein Teleskoprohr in der
zentralen Längsebene und die beiden anderen symmetrisch
bezüglich des ersten angeordnet sind.
-
Die vorderen Bereiche der drehbaren Plattformen, die
durch Dichtungen vom Verbindungsteil getrennt sind, liegen
vertikal beweglich auf den Stangen von Teleskoprohren und
stützen sich gleitend in Längsrichtung auf dem
Verbindungsteil ab, und die in Höhe des Bodens drehenden Plattformen
sind im Chassis des entsprechenden Fahrzeugs über gleitende
Bauteile angeordnet.
-
Zusätzliche zu den erwähnten Nachteilen ergibt eine
Analyse der bekannten Übergangsvorrichtungen, daß sie nicht
geeignet sind, um die durch die verschiedenen Bewegungen
zwischen zwei Eisenbahn- oder Stadtbahnfahrzeugen
existierenden Bewegungen gestellten Probleme zu lösen.
-
Diese Bewegungen zwischen Fahrzeugen sind durch
verschiedene Auslenkungen gekennzeichnet.
-
Eine erste Auslenkung zwischen Fahrzeugen ergibt sich
beim Bremsen oder beim Anfahren des Fahrzeugs. Diese
Auslenkung erfolgt in Längsrichtung des Fahrzeugs, die auch die
Fahrtrichtung ist.
-
Eine zweite Auslenkung ergibt sich bei einer
vertikalen Versetzung eines Fahrzeugs bezüglich eines anderen.
Diese Versetzung erfolgt gemäß einer Achse senkrecht zur
Längsachse des Fahrzeugs.
-
Eine dritte Auslenkung ergibt sich bei abwechselnden
transversalen Verschiebungen der Fahrzeuge, die
Rollbewegungen genannt werden. Diese Rollbewegungen zwischen Fahrzeugen
ergeben sich bei einer Drehung der Fahrzeuge um die
Längsachse. Diese Drehung der Fahrzeuge ist nicht für jedes
Fahrzeug unbedingt die gleiche. Diese Auslenkung beruht im
Fall eines Schienenfahrzeugs auf einer Gleisverwerfung.
-
Eine vierte Auslenkung ergibt sich beim Überfahren
von Hügeln oder Durchfahren von Tälern und ist durch eine
abwechselnde Bewegung der Fahrzeuge gekennzeichnet, die
Nickbewegung genannt wird. Diese Nickbewegung zwischen
Fahrzeugen ergibt sich aufgrund einer Drehung der Fahrzeuge
um ihre jeweilige Querachse.
-
Eine fünfte Auslenkung ergibt sich beim Durchfahren
von Kurven und ist durch eine Transversalbewegung der
Fahrzeuge gekennzeichnet, die Gierbewegung genannt wird. Diese
Auslenkung ergibt sich bei einer Drehung der Fahrzeuge um
eine Achse, die senkrecht zur Längsachse der Fahrzeuge
liegt.
-
Ziel der Erfindung ist es, eine Übergangsvorrichtung
zwischen zwei Fahrzeugen anzugeben, die die
Auslenkfunktionen erlaubt.
-
Dieses Ergebnis wird erfindungsgemäß durch eine
Übergangsvorrichtung zwischen zwei Fahrzeugen erreicht,
deren Chassis über mindestens eine Kupplungsstange verbunden
sind,
-
- mit einer ersten halbkreisförmigen Plattform, die gelenkig
um eine bezüglich des ihr zugeordneten Fahrzeugs
längsgerichtete zentrale Achse an einen ersten Orientierungskranz
mit senkrechter Drehachse gekoppelt ist,
-
- mit einer zweiten halbkreisförmigen Plattform, die
gelenkig um eine bezüglich des ihr zugeordneten Fahrzeugs
längsgerichtete zentrale Achse an einen zweiten
Orientierungskranz mit senkrechter Drehachse gekoppelt ist,
wobei der halbkreisförmige Bereich jeder Plattform mit einem
halbkreisförmigen Bereich in jedem Boden der Fahrzeugchassis
so zusammenwirkt, daß sie gegeneinander schwenken,
-
- mit einem ersten Querbalken, der mit dem vom
halbkreisförmigen Bereich entfernten Ende der ersten halbkreisförmigen
Plattform fest verbunden ist,
-
- mit einem zweiten Querbalken, der mit dem vom
halbkreisförmigen Bereich entfernten Ende der zweiten
halbkreisförmigen Plattform fest verbunden ist,
-
- mit mindestens einer Längs-Gelenkstange, die mit einem
Ende am ersten Querbalken und mit dem anderen Ende am
zweiten Querbalken angelenkt ist,
-
wobei die Gelenkstangen um 180º gegeneinander gedreht sind
und eine der Gelenkstangen in einem am ersten oder zweiten
Querbalken befestigten Lager gelenkig befestigt ist, während
das andere Ende in einem gelenkigen Träger gleitend montiert
ist, der am zweiten bzw. ersten Querbalken befestigt ist;
-
- und mit einem Verbindungsrahmen bestehend aus zwei
Halbrahmen, deren querliegende Basis sich auf jeder
Gelenkstange abstützt
-
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ihr
geringer Raumbedarf.
-
Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen
Übergangsvorrichtung liegt darin, daß Auslenkbewegungen mit großer
Amplitude zwischen Fahrzeugen zugelassen sind.
-
Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen
Übergangsvorrichtung besteht darin, daß die Zug- und Kompressions
kräfte durch die Kupplungsstange übertragen werden können.
-
Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, daß ihre Breite im wesentlichen der Breite
des Fahrzeugs gleicht.
-
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen
Übergangsvorrichtung besteht darin, daß sie sich in Höhe des Bodens der
Fahrzeuge befindet und einen einfachen und sicheren Übergang
für die Fahrgäste erlaubt.
-
Ein besonders hinsichtlich der Druckschrift FR-A-2
450 731 geltend zu machender Vorteil der erfindungsgemäßen
Übergangsvorrichtung besteht darin, daß die Querbalken und
damit die Rechts-Links-Rahmen sich auf dem Chassis der
Fahrzeuge nur über ein Rotationselement abstützen, d.h. über
eine oder die andere der Orientierungskränze.
-
Ein wichtiges Merkmal der Übergangsvorrichtung gemäß
der Erfindung besteht darin, daß sie auch in S-förmigen
Kurven betriebsfähig ist mit einer ersten Kurve mit einem
Krümmungsradius von etwa 30 m gefolgt von einer geraden
Strecke von etwa 9,93 m und dann einer zweiten Kurve mit
einem Krümmungsradius von etwa 40 m. Daraus ergibt sich, daß
diese Betriebsbedingungen weit über die Betriebsbedingungen
hinausgehen, die von den bekannten Vorrichtungen (siehe
Druckschrift FR-A-2 450 731, Seite 2, Zeilen 8 und 9)
erreicht werden.
-
Ein anderer Vorzug der erfindungsgemäßen
Übergangsvorrichtung besteht darin, daß die Belastung durch der
Fahrgäste unmittelbar durch das Chassis des Waggons über
Orientierungskränze aufgenommen wird. Außerdem übernehmen
die Gelenkstangen je nach der Ausführungsform keine oder nur
eine geringe Last.
-
Andere Probleme, Merkmale und Vorzüge der
vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden
Zeichnungen hervor.
-
Figur 1 zeigt von der Seite im Schnitt eine
erfindungsgemäße
Übergangsvorrichtung.
-
Figur 2 zeigt die Übergangsvorrichtung von oben im
Schnitt.
-
Figur 3 zeigt im Schnitt eine Gelenkstange gemäß der
Erfindung.
-
Figur 4, 5 und 6 zeigen im einzelnen
Schnittdarstellungen in Höhe der Enden der Gelenkstange.
-
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform, die in den
Figuren 1 und 2 gezeigt ist, enthält die
Übergangsvorrichtung zwischen einem ersten Schienenfahrzeug 1 und einem
zweiten Schienenfahrzeug 2 eine erste halbkreisförmige
Plattform 4 bzw. eine zweite halbkreisförmige Plattform 5,
einen ersten Orientierungskranz 6 und einen zweiten
Orientierungskranz 7, einen ersten Querbalken 10 und einen
zweiten Querbalken 11, zwei Gelenkstangen 12 und 13 in
Längsrichtung und einen Verbindungsrahmen 16.
-
Die Waggons der Fahrzeuge 1 und 2 sind über
mindestens eine Kupplungsstange 3 verbunden. Außerdem ist die
erste Plattform an ihrer zentralen Längsachse beztiglich des
ihr zugeordneten Fahrzeugs 1 an den ersten
Orientierungskranz 6 mit einer senkrechten Drehachse 6a gelenkig
angekoppelt.
-
Die zweite halbkreisförmige Plattform 5 schwenkt
ebenfalls in ihrer waagrechten Ebene. Die zweite Plattform
ist mit ihrer zentralen Längsachse bezüglich des ihr
zugeordneten Fahrzeugs 2 an den zweiten Orientierungskranz 7
mit senkrechter Drehachse 7a gelenkig angekoppelt.
-
Die beiden Orientierungskränze 6 und 7 bestehen je
aus einem im wesentlichen dreieckigen Element 6b, 7b und
einem im wesentlichen rechteckigen Element 6c, 7c, die so
zusammenwirken, daß die Drehung der Fahrzeuge ermöglicht
wird. Die im wesentlichen dreieckigen Elemente 6b, 7b sind
fest mit je einem der Querbalken 10, 11 verbunden. Die im
wesentlichen rechteckigen Elemente 6c, 7c sind je mit einem
der Böden 8, 9 der Waggons der Fahrzeuge fest verbunden.
-
Der halbkreisförmige Bereich 4a bzw. 5a jeder
Plattform 4, 5 wirkt mit einem halbkreisförmigen Bereich 8a, 9a
in jedem Boden 8, 9 der Fahrzeuge 1, 2 so zusammen, daß sie
gegeneinander schwenken können.
-
Der erste Querbalken 10 ist mit dem anderen Ende des
halbkreisförmigen Teils 4a der ersten halbkreisförmigen
Plattform 4 fest verbunden.
-
Der zweite Querbalken 11 ist mit dem anderen Ende des
halbkreisförmigen Teils 5a der zweiten halbkreisförmigen
Halbplattform 5 verbunden.
-
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform, die in den
Figuren 1 und 2 beschrieben ist, gibt es zwei Gelenkstangen
12, 13 in Längsrichtung. Diese Gelenkstangen sind mit einem
Ende am ersten Querbalken 10 und mit dem anderen Ende am
zweiten Querbalken 11 gelenkig angekoppelt.
-
Die Gelenkstangen 12 und 13 sind gegeneinander um
180º gedreht. Eines der Enden jeder Gelenkstange ist
gelenkig in einem Lager 14a bzw. 14b gelagert, das am ersten bzw.
zweiten Querbalken 10, 11 befestigt ist. Das andere Ende
jeder Gelenkstange ist gleitend in einem schwenkbaren Träger
isa bzw. 15b montiert, der am zweiten bzw. ersten Querbalken
11, 10 befestigt ist.
-
Der Verbindungsrahmen 16 besteht aus zwei Halbrahmen
17, 18. Die Querbasis 16a des Verbindungsrahmens 16 ruht auf
jeder Gelenkstange 12, 13 über einem Gleitfuß 16b.
-
Das Schwenken der Übergangsvorrichtung gegenüber dem
Fahrzeugchassis erfolgt um senkrechte Drehachsen 6a, 7a der
Orientierungskränze 6, 7. Ein wesentlicher Vorteil der
Orientierungskränze der erfindungsgemäßen
Übergangsvorrichtung besteht darin, daß kein Rotationselement im oberen
Bereich der Fahrzeugchassis erforderlich ist.
-
Die beidem Halbrahmen 17, 18 definieren eine
vertikale Entkopplungsebene 17, 18. Die beiden Halbrahmen
zentrieren sich gegenseitig so, daß sie sich zur Bildung des
Verbindungsrahmens 16 verriegeln.
-
Die Führung des Bodens 8, 9 der Fahrzeugchassis und
der halbkreisförmigen Plattformen 4, 5 ohne vertikale
Auslenkung ergibt eine starre Einheit, die jeden Schwenk oder
jede Längsverschiebung ausschließt.
-
Die Versetzung in der äußersten Ecke eines Fahrzeugs
verringert sich, so daß die Fahrzeuge sich besser in die
Kurven einfügen und die Fahrzeugabmessungen die Grenzmaße
optimal nutzen können. Die Auslenkung der Abdichtungsbälge
25, 26 und der Schutzklappen erfolgt in Längsebenen parallel
zu den Seiten der Fahrzeugchassis. Daraus ergibt sich eine
Durchlaßbreite im Inneren der Übergangsvorrichtung, die auch
bei extremer Kurvenfahrt im wesentlichen der Breite bei
Geradeausfahrt äquivalent ist.
-
Diese Auslenkung aufgrund einer Gierbewegung der
Fahrzeuge erfolgt nur beim Anfahren und Bremsen. Die Seiten
und das Dach der Fahrzeugchassis werden also beim Betrieb
der Abdichtungsbälge und Schutzklappen der
Übergangsvorrichtung keinen Kräften ausgesetzt.
-
Die Figuren 1 und 2 zeigen auch Verbindungstafeln 19,
20, die durch Anschlüsse 21, 22 mit einem Baig an den
Verbindungsrahmen 16 angeschlossen sind. Die Verbindungstafeln
19, 20 sind mit linken bzw. rechten senkrechten Rahmen 10a,
11a fest verbunden, in denen der erste bzw. zweite
Querbalken 10, 11 jeweils die Basis bildet. Die Querbalken 10, 11
sind auf den Orientierungskränzen 6, 7 befestigt. Auf dem
Strukturgerüst befindet sich eine Innenverkleidung.
-
Die Verkleidung der Übergangsvorrichtung setzt sich
aus den Verbindungstafeln 19, 20, den Böden 4, 5 und den
Decken 27, 28 zusammen. Die Ränder der Verbindungstafeln 19,
20 sind an die Ränder der Verkleidung der Fahrzeugchassis
über bewegliche Klappen 23, 24 angeschlossen, die auf den
Verbindungstafeln gelenkig befestigt sind.
-
Eine Brücke bestehend aus zwei Sätzen 29, 30 von je
fünf rechteckigen Platten aus Metallblech ist in
Querrichtung angelenkt. Eines der Enden jedes Satzes ist auf dem
einen bzw. dem anderen Querbalken gelenkig gelagert, während
das andere Ende des einen Satzes auf der Basis des
Verbindungsrahmens und das andere Ende des anderen Satzes auf dem
beweglichen Ende der Platten des vorhergehenden Satzes
beweglich ist.
-
Der Verbindungsrahmen 16 wird in senkrechter
Mittellage durch drei Ausgleichsysteme mit Stangen gehalten. Ein
erstes und ein zweites Ausgleichsystem 31a bis c und 32a bis
c liegen seitlich unter dem Verbindungsrahmen 16, während
ein drittes Ausgleichsystem 33a bis c im oberen Bereich des
Verbindungsrahmens in der Längsachse angeordnet ist. Jedes
Ausgleichssystem enthält eine erste Gelenkstange 31a, 32a,
33a, die am Verbindungsrahmen angelenkt ist, sowie eine
zweite Gelenkstange 31b, 32b, 33b und eine dritte
Gelenkstange 33a, 33b, 33c mit einem Drehkopf am Ende.
-
Gemäß einer anderen Ausführungsform als in den
Figuren 1 und 2 gezeigt sind die Verkleidungstafeln über
eine Anschlußverbindung mit einem einzigen Balg
angeschlossen.
-
In einer solchen Ausführungsform existiert der
Verbindungsrahmen aus zwei Halbrahmen nicht mehr.
-
Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform
besteht darin, daß die Gelenkstangen nicht die Last der
Fahrgäste aufnehmen.
-
Figur 3 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäße
Gelenkstange 12.
-
Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen im Schnitt den ersten
Lagerbock 34 bzw. seine Muffe 35 bzw. den zweiten Lagerbock
37, die an je einem Ende der Gelenkstangen sitzen.
-
Die dargestellte Ausführungsform entspricht dem Fall,
bei dem eine Anschlußverbindung mit einem einzigen Baig
verwendet wird und verwendet damit keinen Verbindungsrahmen.
-
Gemäß obiger Ausführungen gibt es zwei Gelenkstangen
in der Übergangsvorrichtung. Diese Gelenkstangen halten die
beiden Plattformen 4 und 5 einander gegenüberliegend.
-
Die Gelenkstangen erlauben die Verschiebung des
Fahrzeugs entlang der Längsachse, die Verschiebung eines
Fahrzeugs bezüglich des anderen in vertikaler Richtung und
die Verschiebung aufgrund einer Drehung um die Längsachse.
-
Die beiden Gelenkstangen sind einander
entgegengesetzt angeordnet. Ein Ende jeder der Gelenkstangen ist mit
Hilfe eines ersten Lagerbocks 37 und einer Drehachse 38
unter der Plattform 4 gelenkig gelagert, während das andere
Ende mit Hilfe einer Muffe 35 geführt wird, die in einem
zweiten Lagerbock 34 unter der anderen Plattform 5 befestigt
ist.
-
Im gleitenden Bereich der Muffe 35 ist eine
transversale Elastizität vorgesehen, um jede Blockierung zu
vermeiden. Diese Elastizität wird mit Hilfe von Gummipuffern 36
realisiert, die Gleitplatten 39 zugeordnet sind, welche in
der Muffe 35 (siehe Figuren 4 und 5) gehalten werden.
-
In der beschriebenen Ausführungsform der
Übergangsvorrichtung stützt sich eine zentrale Brücke 37' auf einer
der Plattformen ab und ist auf der anderen gelenkig
gelagert. In diesem Fall übernehmen die Gelenkstangen wie oben
angegeben keinerlei Last. Daher haben die Gelenkstangen
nicht die Aufgabe, die Brücke in der Mittelstellung zu
positionieren.
-
Bei einer Ausführungsform der Übergangsvorrichtung,
die einen Verbindungsrahmen mit einer transversalen Basis
verwendet, stützt sich der Verbindungsrahmen auf den beiden
Gelenkstangen ab. In diesem Fall brauchen die Gelenkstangen
den Verbindungsrahmen nicht in der Mittelstellung zu
positionieren.