EP0523210B1

EP0523210B1 - Personenübergangseinrichtung von schienenfahrzeugen

Info

Publication number: EP0523210B1
Application number: EP92903199A
Authority: EP
Inventors: Josip Soltic
Original assignee: Schweizerische Industrie Gesellschaft
Current assignee: Schweizerische Industrie Gesellschaft
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2012-01-28
Also published as: EP0523210A1; JPH05505580A; WO1992013744A1; DK0523210T3; ATE112526T1; ES2062888T3; DE59200588D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Personenübergangseinrichtung von Schienenfahrzeugen.
Infolge der immer grösser werdenden Reisegeschwindigkeiten der Eisenbahnzüge und der stets noch steigenden Bequemlichkeitsanforderungen ist bei den Neukonstruktionen auch auf die Schlinger- und Wankbewegungen der miteinander verbundenen Wagen ein spezielles Augenmerk zu lenken, insbesondere dann, wenn die Fahrzeuge lediglich eine Mittelkupplung aufweisen und auf Seitenpuffer verzichtet wird.
Es ist ein Personenübergang bekannt geworden (US-A 3 610 166), welcher stabilisiert wird mittels Schwingungen dämpfenden Mitteln, um ein Ausrichten zweier sich gegenüberliegender Wagenenden sicherzustellen, d.h. deren relative Schrägstellung zu verhüten.
Zum Stande der Technik gehören ferner Uebergangstunnel zwischen zwei miteinander kuppelbaren Hochgeschwindigkeitsreisezugwagen, welche aus zwei kuppelbaren Faltenbälgen aus Gummi oder gummiähnlichem Material bestehen, welche jeweils über einen U-Rahmen mit dem Ende eines Wagens dauerhaft befestigt sind. Jeder Faltenbalg besteht aus einem zweischaligen Profilkörper mit Verankerungsfüssen und aus einer Gleitleiste als Kupplungsfläche, wobei sich zwischen den beiden sich nicht berührenden Profilhälften ein dimensionierbarer Gasdruckstossdämpfer befindet (DE-A-35 23 939).
Die vielen bei dieser Konstruktion angebrachten Gasdruckstossdämpfer sind alle zueinander parallel und in Fahrtrichtung wirkend angeordnet. Sie bewirken daher keine direkte Dämpfung von schlingernden und/oder wankenden Wagen, sondern wirken über die beiden durch die Stossdämpfer gegeneinander gepressten Gleitleisten und erhöhen damit, wie dies bei den Pufferfahrzeugen der Fall ist, insbesondere die Querreibung.
Die durch diese Gleitreibung verursachte Dämpfung ist bezüglich ihrer Charakteristik sehr unbestimmt, äusserst schwierig veränderbar und in bezug auf das Schlingern der Wagen unwirksam. Auch müssen bei Verschleiss die entsprechenden Gleileisten ausgewechselt werden, was bedeutend zeitraubender ist als die Auswechslung beispielsweise eines derartigen Gasdruckstossdämpfers.
Es ist im Eisenbahnbau ferner bekannt, zwischen zwei gekuppelten Fahrzeugen Teleskopdämpfer einzubauen, welche in Fahrtrichtung wirken und für die Dämpfung von Längsbewegungen vorgesehen sind (DE-A-33 33 440).
Es ist im weiteren ein Uebergangsschutz aus Gummi oder gummiartigem Kunststoff zwischen zwei gelenkig miteinander gekuppelten Fahrzeuggliedern, bestehend aus einem gegebenenfalls mehrteiligen Wulst, der den Uebergang tunnelförmig umgibt, bekannt geworden. Dieser Wulst ist hohl. Er stabilisiert die Relativbewegungen zwischen den beiden Fahrzeuggliedern dämpfend. Zu diesem Zwecke sind in den hohlen Wulst Formteile eingelegt (DE-A-2 259 714).
Diese Lösung erlaubt keine variable Einstellung der gewünschten Dämpfungskräfte, da die Dämpfungselemente gleichzeitig zwei unterschiedlichen Funktionen dienen müssen, nämlich dem Dämpfen einerseits und dem Dichten anderseits.
Bei Uebergangsverbindungen zwischen zwei miteinander gekuppelten Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, ist zur Dämpfung der Schlingerbewegungen der miteinander gekuppelten Wagen ein im Aufbau kompliziertes System bekannt geworden, bei welchem die zweiteilige Uebergangsverbindung mittels einer pneumatischen Anlage geschlossen und geöffnet wird, wobei diese pneumatische Anlage gleichzeitig eine Dämpfungsfunkton versieht. Auch hier dienen die Dämpfer, ausgebildet als Kolben/Zylinderaggregate, mit den beiden Funktionen Schliessen und Oeffnen der Uebergangshälften einerseits und Dämpfen der Schlingerbewegungen anderseits, zwei unterschiedlichen Aufgaben, was durch eine entsprechend kostspielige und wenig eisenbahntaugliche Konstruktion verwirklicht wird (DE-A-690 101).
Es ist ferner eine andere Vorrichtung zum Dämpfen der Relativbewegungen von durch eine Fahrzeugkupplung miteinander gekuppelten Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, bekannt geworden, bei welcher die Kolbenstange des seitlich der Fahrzeugkupplung angeordneten hydraulischen Teleskopdämpfers in üblicher Weise einteilig ausgebildet ist. Dieser Teleskopdämpfer ist in einer Parallelebene zur Längsmittelebene der gekuppelten Fahrzeuge angeordnet und dämpft daher insbesondere in dieser Richtung auftretende Stösse.
Die Dämpfungscharakteristik ist derart, dass die Dämpfung in der Querverschiebung der beiden gekuppelten Fahrzeuge vom Wert Null mit zunehmender Querverschiebung ansteigt und damit Dämpfungseigenschaften aufweist, welche den heutigen Anforderungen in bezug auf Querreibung bei pufferlosen Fahrzeugen zu wenig Rechnung tragen (DE-A-29 32 314).
Die vorliegende Erfindung bezweckt daher aufgrund dieser Sachlage die Schaffung einer begehbaren Uebergangseinrichtung, welche mit leicht ein- und ausbaubaren sowie ebenso einfach einstellbaren Dämpfungsmitteln ausgerüstet ist, um insbesondere bei pufferlosen Fahrzeugen eine Querreibungskomponente zu erzeugen und Schlinger- und/oder Wankbewegungen zu dämpfen.
Diese Aufgabe löst die begehbare Uebergangseinrichtung, wie sie im Anspruch 1 erläutert ist.
Derartige begehbare Uebergangseinrichtungen werden in der Folge beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht zweier gekuppelter Wagenenden mit einer zweiteiligen Uebergangseinrichtung und zwei Dämpfern,
Fig. 2: eine Aufsicht auf die Ausführung gemäss Fig. 1,
Fig. 3: eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung einer einteiligen Uebergangseinrichtung zwischen zwei über eine nicht geteilte Kupplung verbundene Wagenenden und spezifischen Dämpfungsmitteln,
Fig. 4: eine Aufsicht auf die Ausführung gemäss Fig. 3,
Fig. 5: eine kombinierte Ausführung im Sinne der Fig. 1 bis 4, in Seitenansicht,
Fig. 6: die Ausführung nach Fig. 5 in Aufsicht,
Fig. 7: eine Aufsicht auf eine weitere Konstruktion mit einer anderen Art von Dämpfungsmitteln.

Fig. 1 zeigt zwei Wagenenden 1 und 2, welche über eine zweiteilige Uebergangseinrichtung mit den Balgteilen 3 und 4 verbunden sind. Die Balgteile 3 und 4 tragen an ihren freien Enden Uebergangsrahmen 5 und 6, an welchen oben Dämpfungselemente 8 und 9 in Form von Zylinder/Kolben-Flüssigkeitsdämpfern angeordnet sind. Die Wirkungslinie der beiden Dämpfer schneidet in jeder Lage der beiden Wagenenden 1 und 2 die Längsmittelebene 10 unter einem Winkel φ, welcher > 0 und < 90° ist. Es ist möglich, zwei weitere derartige Dämpfungselemente 8, 9 an den unteren Enden der Uebergangsrahmen 5 und 6 vorzusehen, was aber in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt ist.
Die beiden Wagenenden 1 und 2 besitzen keine Seitenpuffer und sind mittels einer Wagenkupplung mit den Kupplungsteilen 11 und 12 verbunden.
Die Dämpfungselemente 8 und 9 sind quer zur Fahrtrichtung der Wagen angeordnet und wirken bei Normallage der Wagenenden 1 und 2 ungefähr in einer gemeinsamen Wirkungslinie, welche von der einen Wagenecke des einen Wagenendes 1 zur quer gegenüberliegenden Wagenecke des anderen Wagenendes 2 führt. Die Dämpfungselemente 8 und 9 sind über Supporte 14 und Schwenklagerungen 15 und 16 mit ihren Wagenenden 1 und 2 bzw. ihren Uebergangsrahmen 5 und 6 verbunden. Bei Verschiebung der beiden Wagenenden 1 und 2 relativ zueinander, beispielsweise beim Ueberfahren von Weichen oder in Kurven, werden allfällige Schlingerbewegungen durch die Relativbewegung von Kolben und Zylinder der Dämpfungselemente 8 und 9 gedämpft. Die Dämpfungscharakteristik kann mit Hilfe eines einstellbaren Durchflussquerschnittes für die vom Kolben verdrängte Flüssigkeit auf einfachste Weise den Umständen angepasst werden. Auch ist eine Auswechslung dieser Dämpfungselemente 8 und 9 äusserst einfach. Diese Schräganordnung der Dämpfungselemente 8 und 9 bewirkt Dämpfungskräfte zumindest in horizontalen Ebenen, bei Kugelgelenkschwenklagerungen 15 und 16 zusätzlich auch in vertikalen Ebenen.
Die Ausführung gemäss den Fig. 3 und 4 weist einen einteiligen Uebergang mit den beiden Balgteilen 3, 4 auf, die durch einen gemeinsamen Uebergangsrahmen 21 miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausführung kann anstelle der zwei Dämpfungselemente beim zweiteiligen Uebergang nur ein Dämpfer 22 vorgesehen werden, welcher als hydraulischer Dämpfer ebenfalls mit einem Zylinder 23 und einem Kolben 24 ausgerüstet ist. Die beiden pufferlosen Wagen 1 und 2 besitzen eine durchgehende Kupplung 25, welche, wie übrigens auch die beiden Teile 11 und 12 der Wagenkupplung in Fig. 1, in Schwenklagern 26, 27 der Wagenenden 1 und 2 gelagert ist.
Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, ist es möglich, auch bei einem einteiligen Uebergang zwei Dämpfungselemente 8 und 9 vorzusehen, wenn die beiden pufferlosen Wagen 1 und 2 eine einteilige Kupplung 25 im Sinne der Fig. 3 und 4 besitzen.
In der Fig. 7 ist eine grundsätzlich andere Form der Dämpfung vorgesehen. Bei dieser Konstruktion ist der die beiden Wagenenden 1 und 2 verbindende Uebergang als einteiliger Uebergang dargestellt, kann aber auch im Sinne der Fig. 1 und 2 als zweiteiliger Uebergang ausgebildet sein.
Dementsprechend besteht der Uebergang aus den beiden Balgteilen 3, 4 und deren Uebergangsrahmen 5, 6 oder einem gemeinsamen Uebergangsrahmen 21 sowie je einer Dämpfungsvorrichtung 31, 32. Zu dieser Dämpfungsvorrichtung 31, 32 gehören je ein Längsträger 33, 34, der mit seinem einen Ende am Wagenende 1, 2 in Horizontalrichtung schwenkbar in einem auf Torsion wirkenden Dämpfungselement 35, 36 gelagert ist und mit seinem zum Uebergangsrahmen hin zeigenden Ende frei schwenkbar zwischen zwei Begrenzungsanschlägen 37, 37', 38, 38' angeordnet sind. Hierzu sind am Uebergangsrahmen 5, 6 (21) entsprechende Begrenzungsanschläge 37, 37', 38, 38' beidseits zum Längsträger 33, 34 angeordnet, und jedes Wagenende 1, 2 ist mit einem vierkantigen Dorn 39, 40 für das Verdrehen der Dämpfungselemente 35, 36 versehen.
Wenn sich die beiden Wagenenden 1 und 2 relativ zueinander quer verschieben und/oder verdrehen, so findet im Dämpfungselement 35, 36 gegenüber dem Vierkantdorn 38, 39 eine Verdrehbewegung statt. Wenn sich die beiden Wagenenden 1, 2 relativ zueinander quer verschieben und/oder in Form einer Wankbewegung zueinander verdrehen, kommen die Längsträger 33, 34 zwischen den Begrenzungsanschlägen 37, 37', 38, 38' zur Anlage und verdrehen dabei das Dämpfungselement 35, 36 gegenüber dem jeweiligen Vierkantdorn 39, 40. Somit werden Gegenkräfte erzeugt, welche ein Schlingern bzw. Querausschwingen oder Wanken der Wagenenden 1 und 2 dämpfen. Dabei bleiben die Wagenendflächen 1 und 2 und der Uebergangsrahmen 5, 6 bzw. 21 im wesentlichen parallel zueinander.
Es ist natürlich möglich, den Grundgedanken dieser Dämpfungsvorrichtung 31, 32 durch andere Formen von Längsträgern 33, 34 und Innendorn 39, 40 zu erreichen, z.B. durch Vieleckformen oder Exzenterscheiben. Ferner kann diese Dämpfungsvorrichtung 31, 32 nicht nur oben an einer einteiligen oder zweiteiligen Uebergangseinrichtung vorgesehen werden, sondern auch unten am Uebergangsrahmen 5, 6 (21), womit die Dämpfungswirkung verstärkt wird.
Auch diese Dämpfungsvorrichtung kann mühelos bezüglich ihrer Charakteristik verändert werden durch Auswechseln der Dämpfungsorgane oder deren entsprechendes Vorspannen im Ruhezustand.
Die beschriebenen Dämpfer sind ausschliesslich zur Dämpfung von Relativbewegungen zwischen Wagenenden mit Uebergangseinrichtungen vorgesehen. Sie sind daher einfach in ihrem Aufbau, leicht auswechselbar und eisenbahntauglich konzipiert.
Es ist aber festzuhalten, dass auch die Balgteile 3 und 4 einer Uebergangseinrichtung eine dämpfende Wirkung ausüben, welche um so grösser ist, je grösser die Hysteresis des Balgmaterials ist. Da bisher für diese Teile eine kleine Reibung verlangt war, hatte dieses Material eine kleine Hysteresisfläche. Für eine gute Dämpfung sieht die vorliegende Erfindung zusätzlich eine grosse Hysterese vor.

Claims

Personenübergang zwischen zwei Schienenfahrzeugen (1, 2), welche mit Schlingerbewegungen dämpfenden Mitteln und/oder mit Relativbewegungen der beiden Fahrzeuge dämpfenden Mitteln ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese Dämpfungsmittel wenigstens ein Dämpfungselement (8, 9) aufweisen, dessen Wirkungslinie der dämpfenden Kraft in jeder Lage der beiden Fahrzeuge die Mittellängsfläche (10) schneidet oder bekannterweise in der Mittellängsfläche (10) liegt und letztere Ausführung mit einer Dämpfungsvorrichtung (31, 32) versehen ist, welche zwei relativ zueinander drehbar angeordnete Glieder (33, 39; 34, 40) aufweist, und diese mit Dämpfungselementen (35, 36) wirkverbunden sind.
Personenübergang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement als z.B. hydraulisches oder pneumatisches Zylinder/Kolbenaggregat (8, 9) ausgebildet ist.
Personenübergang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Normallage der Schienenfahrzeuge (1, 2) die Wirkungslinie des Dämpfungselementes (22) bezüglich der Wagenmittellängsebene (10) symmetrisch verläuft, indem z.B. das eine freie Ende des Dämpfungselementes im Bereich der einen Wagenecke (1) befestigt (14, 15) ist und das andere Ende im Bereich der quer gegenüberliegenden Ecke des anderen Wagens (2).
Personenübergang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, insbesondere in Ruhelage die gleiche Wirkungslinie aufweisende Dämpfungselemente (8, 9) vorgesehen sind.
Personenübergang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente, gegebenenfalls paarweise (8, 9), oben und/oder unten am Personenübergang (3 bis 6) angeordnet sind.
Personenübergang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsmittel mindestens einen Torsionsdämpfer (31, 32) aufweisen, welcher insbesondere auf Relativbewegungen der beiden Wagenenden (1, 2) anspricht, welcher eine Drehbewegung im wesentlichen rechtwinklig zur Fahrtrichtung ausführt und dessen Drehachse in der Mittellängsfläche (10) der beiden Wagenenden (1, 2) liegt.
Personenübergang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dämpfungsvorrichtung (31, 32) angeordnet ist, welche zwei im Querschnitt gleiche, koaxiale, ineinander angeordnete reguläre Vieleckformelemente aufweisen, welche bei n Ecken im Ruhezustand um den Winkel von 360/n° zueinander verdreht sind, wobei im Raum zwischen den Organen eine der Eckenzahl n entsprechende Anzahl von Dämpfungselementen (35, 36) angeordnet ist, welche bei relativer Verdrehung der beiden inneren und äusseren Elemente zueinander die nötigen Dämpfungskräfte erzeugt.