EP1317368B1 - Pendelstütze zur abstützung eines wagenkastens an einem drehgestell - Google Patents

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EP1317368B1
EP1317368B1 EP01969639A EP01969639A EP1317368B1 EP 1317368 B1 EP1317368 B1 EP 1317368B1 EP 01969639 A EP01969639 A EP 01969639A EP 01969639 A EP01969639 A EP 01969639A EP 1317368 B1 EP1317368 B1 EP 1317368B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frame
support
support part
central axis
pendulum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01969639A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1317368A1 (de
Inventor
Werner Ebel
Wilfried KÜBERT
Martin Laube
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Bosch Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Rexroth AG filed Critical Bosch Rexroth AG
Publication of EP1317368A1 publication Critical patent/EP1317368A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1317368B1 publication Critical patent/EP1317368B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/14Side bearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies

Definitions

  • the invention relates to a pendulum support, which is provided for supporting a car body on a bogie, in particular on a bogie of a rail vehicle, and having the features of the preamble of claim 1.
  • Such a pendulum support is known from DE 198 42 145 A1 (see embodiment of Figure 5) and comprises an upper frame-like support member and a lower frame-like support member and a central support member.
  • the two frame-like support parts are different in shape from each other.
  • the one frame-like support member engages as an inner support member in the direction of a central axis in the other, outer support member axially into it.
  • the upper and lower support member can extend axially beyond a horizontal median plane of the pendulum support and thereby made particularly dimensionally stable.
  • the middle support part is also formed like a frame in the considered known pendulum support, but may optionally, as shown in DE 198 42 145 A1 also consist of two with respect to the central axis oppositely arranged individual support parts.
  • Both frame-like support members each have with respect to the central axis opposing first rolling surfaces for rolling on mating surfaces of a non-pivoting first and second support member and offset by 90 degrees thereto, second rolling surfaces for rolling on counter surfaces of the central support member.
  • the invention has the object of further developing a pendulum support with the features of the preamble of claim 1 so that the shape stability is still improved with limited size.
  • a pendulum support with the features of the preamble is additionally equipped with the features of the characterizing part of patent claim 1.
  • the frame-like support members in a section parallel to the central axis and parallel to the generatrices of the first rolling surfaces are each L-shaped with an extending in the direction of the central axis upright leg which axially overlaps the upright leg of the respective other frame-like support member, and with a perpendicular to Center axis extending lying leg formed.
  • lying leg high dimensional stability of the frame-like support members is obtained without the expansion of the pendulum support would increase in the direction of the central axis.
  • the first rolling surfaces are located substantially in extension of the upright legs of the frame-like support members, so that the burden is taken advantage of by the weight of the car body.
  • the lying leg of the outer frame-like support member inwardly toward the central axis and the lying leg of the inner frame-like support member outwardly away from the central axis.
  • the pendulum support according to the invention also does not build large in a direction perpendicular to the central axis.
  • the middle support member is advantageously formed by two identical single support members according to claim 5, which are arranged axially between the lying legs of the frame-like support members and are in two pockets formed with respect to the central axis diametrically opposite locations between the upright legs of the frame-like support members are.
  • the two frame-like support parts are guided by themselves laterally of the pockets for the individual support parts of the central support part surfaces in the direction of the rolling movement between them and the central support part to each other.
  • this training compared to a guide by investing the individual support parts both on the inner and on the outer frame-like support member less tolerances in the leadership.
  • the mobility between the frame-like support parts and the individual support parts of the central support part is not restricted by the guide.
  • the generatrices of the rolling surfaces are straight, high stresses in the material may occur at the lateral edges of the rolling elements having rolling surfaces, since the rolling elements are not equal over their entire width due to tolerances and changes in shape of the components of a pendulum support caused by different loads more or less always wear on the side edges. High material stresses are avoided if according to claim 9, the generatrices of rolling surfaces are slightly convex curved. For example, the radius of curvature of a generatrix may be 500 mm or 800 mm. It is sufficient if only one rolling surface of a Abroll vomschreib slightly curved generatrices. The generatrices of the other rolling surface may be straight.
  • the embodiment according to claim 9 is also connected in conjunction only with the features of the preamble of claim 1 with advantages.
  • the pendulum support shown in Figures 1 and 4 to 6 in its entirety for supporting a car body on a bogie of a rail vehicle, for. B of a tram comprises a piston-cylinder unit 10 and a pendulum device 11. Between a bogie and a car body two such pendulum supports are arranged.
  • the piston-cylinder unit 10 comprises a cylinder 12 which is open towards the car body, and a plunger 13, which is guided in the cylinder 12 pressure-tight manner, in the direction of the car body to the cylinder 12 protrudes and in its outer end face has an annular groove 14 which receives a corresponding counterpart of the car body.
  • the cylinder 12 has a cylinder head 15, which constitutes the upper support part for the shuttle 11. Through the axis of the piston-cylinder unit, a central axis 16 of the pendulum support is defined.
  • Their pendulum device 11 comprises an upper support member 21, a lower support member 22 which cooperates with lower, fixedly connected to the bogie support members 24, and a central support member 23 which consists of two individual support members 25 extending between the upper and lower support member are located.
  • two hardened rollers are used, as one is shown in perspective in Figure 8.
  • At the upper support member 15 are two flat, hardened Wälzplatten 28 and at each of the two lower support members 24, a flat, hardened Wälzplatte 28 is attached.
  • the two upper Wälzplatten are just like the two lower Wälzplatten with respect to the central axis 16 diametrically opposite, wherein the distance between the two upper Wälzplatten is smaller than between the two lower Wälzplatten and all Wälzplatten 28 are with their center in the same axial plane.
  • the two support members 21 and 22 are frame-shaped and surround the cylinder 12 radially at such a distance that the shuttle 11 can perform the required deflections without obstruction by the piston-cylinder unit 10. Overall, the support members 21 and 22 about an axis which coincides in the neutral position of the shuttle 11 with the central axis 16, formed twice symmetrical.
  • the frame shape for the support members 21 and 22 results from the fact that the support member 21 has a frame-like base body 26 and the support member 22 has a frame-like base body 27. Both main body are integrally formed and have a substantially rectangular shape.
  • the main body 27 of the lower support member 22 has an extending in the direction of the central axis 16 of the pendulum device jacket 29, to which at the lower end an inwardly toward the central axis 16 facing out flange 30 is formed.
  • a section through one side of the main body 27 results in most places an L-shape with an upright, lying in the mantle, long leg and with a lying, located in the flange, short leg.
  • the rolling surface is in the direction of the generatrices 47, as shown in Figure 7, slightly convex and curved with a constant radius, so that particularly high loads on the Wälzsegments be avoided at the side edges 48. Rather, regardless of slight inclinations of Wälzplatte 28 and Wälzsegment 45 ensures each other that the rolling elements 28 and 45 abut each other with the same size area within the side edges 48 to each other.
  • the radius of curvature of the generatrices 47 of a Wälzsegments 45 is about 500mm.
  • the main body 26 of the upper support member 21 has a in the direction of the central axis 16 of the pendulum device extending sheath 56 whose outer dimensions are circumferentially smaller than the inner dimensions of the main body 27 of the support member 22 and which is located within the main body 27.
  • a flange 57 pointing away from the central axis 16 is integrally formed on the upper end, which protrudes beyond the upper edge of the jacket 29 of the support part 22.
  • toothed elements 40 and 42 are at the upper support member 21 with respect to the central axis 16 outside and the lower support member 22 within the Wälzsegmente 45.
  • the Wälzsegmente 45 themselves are substantially above or below the shell 56 and 29, respectively, so that a deformation of the corresponding side walls of the support members 21 and 22 is largely avoided by the recorded from the pendulum support load.
  • the four Wälzsegmente 45 of the two support members 21 and 22 are with their center in the same axial plane as the Wälzplatten 28th
  • the main body 26 closes with two opposite walls 58, the pockets 36 of the body 27 inwardly so that a roller 25 is received by a pocket 36 with little play in the direction of its axis.
  • Laterally of the pockets are located in each wall 58 of the base body 26, two shallow recesses 59, are glued into the sliding linings 60. These project slightly beyond the remaining outer surface of the walls 58 and bear against the inwardly directed surfaces 61 of the accumulations of material 31.
  • the two support parts 21 and 22 in the predetermined direction by rollers 25 direction of movement not over the rollers 25, but led directly to each other. In the guide game thus go the dimensional tolerances of only a few components, so that the guide can be made very narrow.
  • the pressure chamber of the piston-cylinder unit is connected in a manner not shown with a hydraulic accumulator.
  • the hydraulic accumulator and the piston-cylinder unit form a hydropneumatic spring, wherein the level of the car body can be changed or kept constant despite a changing weight by supplying and discharging pressure fluid from the system.
  • the various positions of cylinder 12 and piston 13 to each other have no effect.
  • the shuttle 11 acting on the carbody a force in the transverse direction, the shuttle 11 moves from its center position shown in Figures 1 and 4 to 6, wherein the rolling surfaces 46 of the two Wälzsegmente 45 on the upper support member 21 on the Wälzplatten 28 of the support member 15 and the rolling surfaces 46 of the two Wälzsegmente 45 roll on the lower support member 22 on the Wälzplatten 28 of the support members 24.
  • the pendulum device 11 gets into an inclined position, which is due to the selected dimensions for the curvatures of the circular cylindrical rolling surfaces 46 and for the distance between the Wälzplatten 28 in the neutral position - radius of curvature is greater than half the distance - the distance between the Wälzplatten 28 increases so the carbody is raised. As a result, one enters the car body in the direction of the neutral position of the shuttle acting restoring force. In a longitudinal displacement of the car body relative to the bogie roll the rollers 25 on the Wälzplatten 38 along. At the same time, the level of the car body does not change. In a movement of the car body relative to the bogie, which also has a component in the transverse direction and in the longitudinal direction, all rolling surfaces roll off each other.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pendelstütze, die zur Abstützung eines Wagenkastens an einem Drehgestell, insbesondere an einem Drehgestell eines schienengebundenen Fahrzeugs, vorgesehen ist und die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist.
  • Eine solche Pendelstütze ist aus der DE 198 42 145 A1 (siehe Ausführungsbeispiel nach Figur 5) bekannt und umfaßt ein oberes rahmenartiges Stützenteil und ein unteres rahmenartiges Stützenteil und ein mittleres Stützenteil. Die beiden rahmenartigen Stützenteile sind von ihrer Form her verschieden voneinander. Das eine rahmenartige Stützenteil greift als inneres Stützenteil in Richtung einer Mittelachse in das andere, äußere Stützenteil axial hinein. Auf diese Weise können sich das obere und das untere Stützenteil axial jeweils über eine horizontale Mittelebene der Pendelstütze hinauserstrecken und dadurch besonders formstabil gemacht werden. Das mittlere Stützenteil ist bei der betrachteten bekannten Pendelstütze ebenfalls rahmenartig ausgebildet, kann jedoch gegebenenfalls, wie in der DE 198 42 145 A1 auch gezeigt, aus zwei bezüglich der Mittelachse gegenüberliegend angeordneten Einzelstützteilen bestehen.
  • Beide rahmenartigen Stützenteile weisen jeweils bezüglich der Mittelachse einander gegenüberliegende erste Abrollflächen zum Abrollen auf Gegenflächen eines unverschwenkbaren ersten bzw. zweiten Auflageteils und, um 90 Grad dazu versetzt, zweite Abrollflächen zum Abrollen auf Gegenflächen des mittleren Stützenteils auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pendelstütze mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß bei begrenzter Baugröße die Formstabilität noch verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Pendelstütze mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff zusätzlich mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ausgestattet ist. Danach sind die rahmenartigen Stützenteile in einem Schnitt parallel zur Mittelachse und parallel zu den Mantellinien der ersten Abrollflächen jeweils L-förmig mit einem in Richtung der Mittelachse verlaufenden aufrechten Schenkel, der den aufrechten Schenkel des jeweils anderen rahmenartigen Stützenteils axial übergreift, und mit einem senkrecht zur Mittelachse verlaufenden liegenden Schenkel ausgebildet. Durch den liegenden Schenkel wird eine hohe Formstabilität der rahmenartigen Stützenteile erhalten, ohne daß sich die Ausdehnung der Pendelstütze in Richtung der Mittelachse vergrößern würde. Die ersten Abrollflächen befinden sich im wesentlichen in Verlängerung der aufrechten Schenkel der rahmenartigen Stützenteile, so daß die Belastung durch das Gewicht des Wagenkastens günstig aufgenommen wird.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Pendelstütze kann man den Unteransprüchen entnehmen.
  • Bevorzugt zeigt gemäß Patentanspruch 2 der liegende Schenkel des äußeren rahmenartigen Stützenteil nach innen zur Mittelachse hin und der liegende Schenkel des inneren rahmenartigen Stützenteil nach außen von der Mittelachse weg. Dadurch baut die erfindungsgemäße Pendelstütze auch in eine Richtung senkrecht zur Mittelachse nicht groß.
  • Um das Abrollen zwischen den rahmenartigen Stützenteilen und den Auflageteilen mit hoher Sicherheit zu gewährleisten, greifen diese Teile mit Verzahnungselementen ineinander. Zur Begrenzung der Baugröße trägt nun auch bei, wenn die Verzahnungselemente gemäß Patentanspruch 3 angeordnet sind und sich am inneren Stützenteil radial außerhalb und am äußeren Stützenteil radial innerhalb der ersten Abrollflächen befinden.
  • Das mittlere Stützenteil ist gemäß Patentanspruch 5 vorteilhafterweise durch zwei identische Einzelstützteile gebildet ist, die axial zwischen den liegenden Schenkeln der rahmenartigen Stützenteile angeordnet sind und sich in zwei Taschen befinden, die an sich bezüglich der Mittelachse diametral gegenüberliegenden Stellen zwischen den aufrechten Schenkeln der rahmenartigen Stützenteile ausgebildet sind.
  • Es ist besonders günstig, wenn gemäß Patentanspruch 7 die beiden rahmenartigen Stützenteile durch sich seitlich der Taschen für die Einzelstützteile des mittleren Stützenteils befindliche Flächen in Richtung der Abrollbewegung zwischen ihnen und dem mittleren Stützenteil aneinander geführt sind. Bei dieser Ausbildung gehen im Vergleich zu einer Führung durch Anlage der Einzelstützteile sowohl am inneren als auch am äußeren rahmenartigen Stützenteil weniger Toleranzen in die Führung ein. Außerdem wird durch die Führung die Beweglichkeit zwischen den rahmenartigen Stützenteilen und den Einzelstützteilen des mittleren Stützenteils nicht eingeschränkt.
  • Sind die Mantellinien der Abrollflächen Geraden, so können an den seitlichen Kanten der die Abrollflächen aufweisenden Wälzteile hohe Spannungen im Material auftreten, da die Wälzteile aufgrund von Toleranzen und aufgrund von durch unterschiedliche Belastungen verursachte Formänderungen der Bauteile einer Pendelstütze nicht über ihre gesamte Breite gleich, sondern mehr oder weniger immer an den Seitenkanten tragen. Hohe Materialspannungen werden vermieden, wenn gemäß Patentanspruch 9 die Mantellinien von Abrollflächen leicht konvex gekrümmt sind. Zum Beispiel kann der Krümmungsradius einer Mantellinie 500 mm oder 800 mm betragen. Es genügt, wenn von einem Abrollflächenpaar nur eine Abrollfläche leicht gekrümmte Mantellinien aufweist. Die Mantellinien der anderen Abrollfläche können Geraden sein. Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 9 ist auch in Verbindung nur mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruch 1 mit Vorteilen verbunden.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pendelstütze ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
  • Es zeigen
  • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht des ein oberes, ein unteres und ein zwei Einzelstützteile umfassendes, mittleres Stützenteil aufweisenden Ausführungsbeispiels schräg auf seine Oberseite ,
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht auf den bloßen Grundkörper des oberen Stützenteils aus Figur 1,
    Figur 3
    eine perspektivische Ansicht auf den bloßen Grundkörper des unteren Stützenteils aus Figur 1,
    Figur 4
    in vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel in einer Ebene, in der die Mittelachse liegt,
    Figur 5
    in vereinfachter Darstellung ein Schnitt in einer zu der Schnittebene nach Figur 4 parallelen Ebene,
    Figur 6
    einen Schnitt entlang der Linie VI-VI aus Figur 4,
    Figur 7
    eine perspektivische Ansicht eines am oberen oder unteren Stützenteil zu befestigenden Wälzsegments und
    Figur 8
    eine perspektivische Ansicht eines durch eine Rolle realisierten Einzelstützteils des mittleren Stützenteils.
  • Die in den Figuren 1 und 4 bis 6 in ihrer Gesamtheit gezeigte Pendelstütze zur Abstützung eines Wagenkastens an einem Drehgestell eines schienengebundenen Fahrzeugs, z. B einer Straßenbahn, umfaßt eine Kolben-Zylinder-Einheit 10 und eine Pendelvorrichtung 11. Zwischen einem Drehgestell und einem Wagenkasten sind zwei derartige Pendelstützen angeordnet.
  • Die Kolben-Zylinder-Einheit 10 umfaßt einen Zylinder 12, der nach oben zum Wagenkasten hin offen ist, und einen Plungerkolben 13, der in dem Zylinder 12. druckmitteldicht geführt ist, in Richtung auf den Wagenkasten zu aus dem Zylinder 12 herausragt und in seiner äußeren Stirnseite eine Ringnut 14 aufweist, die ein entsprechendes Gegenstück des Wagenkastens aufnimmt. Der Zylinder 12 hat einen Zylinderkopf 15, der das obere Auflageteil für die Pendelvorrichtung 11 darstellt. Durch die Achse der Kolben-Zylinder-Einheit ist eine Mittelachse 16 der Pendelstütze definiert.
  • Deren Pendelvorrichtung 11 umfaßt ein oberes Stützenteil 21, ein unteres Stützenteil 22, das mit unteren, fest mit dem Drehgestell zu verbindenden Auflageteilen 24 zusammenwirkt, und ein mittleres Stützenteil 23, das aus zwei Einzelstützteilen 25 besteht, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Stützenteil befinden. Als Einzelstützteile sind zwei gehärtete Rollen verwendet, wie eine in Figur 8 perspektivisch dargestellt ist. Am oberen Auflageteil 15 sind zwei ebene, gehärtete Wälzplatten 28 und an jedem der beiden unteren Auflageteile 24 ist eine ebene, gehärtete Wälzplatte 28 befestigt. Die beiden oberen Wälzplatten liegen sich genauso wie die beiden unteren Wälzplatten bezüglich der Mittelachse 16 diametral gegenüber, wobei der Abstand zwischen den beiden oberen Wälzplatten kleiner als zwischen den beiden unteren Wälzplatten ist und sich alle Wälzplatten 28 mit ihrer Mitte in derselben Axialebene befinden.
  • Die beiden Stützenteile 21 und 22 sind rahmenförmig ausgebildet und umgeben den Zylinder 12 radial in einem solchen Abstand, daß die Pendelvorrichtung 11 ohne Behinderung durch die Kolben-Zylinder-Einheit 10 die geforderten Auslenkungen ausführen kann. Insgesamt sind die Stützenteile 21 und 22 um eine Achse, die in der Neutralstellung der Pendelvorrichtung 11 mit der Mittelachse 16 zusammenfällt, zweifach symmetrisch ausgebildet. Die Rahmenform für die Stützenteile 21 und 22 ergibt sich dadurch, daß das Stützenteil 21 einen rahmenartigen Grundkörper 26 und das Stützenteil 22 einen rahmenartigen Grundkörper 27 aufweist. Beide Grundkörper sind einstückig ausgebildet und haben im wesentlichen eine Rechteckform.
  • Der Grundkörper 27 des unteren Stützenteils 22 hat einen sich in Richtung der Mittelachse 16 der Pendelvorrichtung erstreckenden Mantel 29, an den am unteren Ende ein nach innen zur Mittelachse 16 hin weisender Flansch 30 angeformt ist. In einem Schnitt durch eine Seite des Grundkörpers 27 ergibt sich deshalb an den meisten Stellen eine L-Form mit einem aufrechten, im Mantel liegenden, langen Schenkel und mit einem liegenden, im Flansch befindlichen, kurzen Schenkel.
  • Durch Materialanhäufungen 31 innen am Mantel 29 von den vier Ecken her zur Mitte von zwei Seitenwänden hin sind an zwei gegenüberliegenden Stellen des Grundkörpers 27 Taschen 36 entstanden, von denen jede eine Rolle 25 aufnimmt. Die Tiefe einer Tasche 36 senkrecht zur Mittelachse 16 ist gleich der Erstreckung der Rollen 25 in Richtung ihrer Achse. Nach unten sind die Taschen 36 durch einen Boden 37 mit einer flachen Vertiefung 35 verschlossen, in der eine ebene, gehärtete Wälzplatte 38 befestigt ist, auf der eine Rolle 25 aufsteht. Die Höhe der Taschen 36 in Richtung der Mittelachse 16 von der Wälzplatte 38 aus bis zum oberen Rand des Mantels 29 ist etwas geringer als der Durchmesser einer Rolle 25. Die Breite der Taschen 36 von einer Materialanhäufung 31 zur anderen ist um den maximalen Verschiebeweg der beiden Stützenteile 21 und 22 aus der Neutralstellung heraus größer als der Durchmesser einer Rolle 25.
  • Mittig der beiden anderen Seitenwände befindet sich im Flansch 30 des Grundkörpers 27 eine nach innen hin offene und axial durchgehende Aussparung 39, in der ein Verzahnungselement 40 befestigt ist, das den Grundkörper 27 nach unten überragt und das eine nach unten offene Zahnlücke 41 aufweist. In jede Zahnlükke 41 greift ein an einem Auflageteil 24 befestigtes Verzahnungselement 42 mit einem Zahn 43 ein. Außerhalb der Aussparung 39 und damit im wesentlichen unterhalb des aufrechten Schenkels und damit des Mantels 29 des Grundkörpers 27 befindet sich in diesem eine flache Vertiefung 44, in der ein nach unten über den Grundkörper 27 vorstehendes und auf einer Wälzplatte 28 aufliegendes gehärtetes Wälzsegment 45 befestigt ist. Dessen der Wälzplatte 28 zugekehrte Abrollfläche 46 ist im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet. Allerdings ist die Abrollfläche in Richtung der Mantellinien 47, wie eine in Figur 7 eingezeichnet ist, leicht konvex und mit konstantem Radius gekrümmt, so daß besonders hohe Belastungen des Wälzsegments an den Seitenkanten 48 vermieden werden. Vielmehr ist unabhängig von leichten Schrägstellungen von Wälzplatte 28 und Wälzsegment 45 zueinander gewährleistet, daß die Wälzteile 28 und 45 jeweils mit gleich großer Fläche innerhalb der Seitenkanten 48 aneinander anliegen. Der Radius der Krümmung der Mantellinien 47 eines Wälzsegments 45 beträgt etwa 500mm.
  • In Entsprechung zur Form der Wälzsegmente 45 haben auch die Rollen 25 keine vollkommen kreiszylindrische Abrollfläche 49. Diese ist Vielmehr entlang den Mantellinien 50, von denen eine in Figur 8 gestrichelt eingezeichnet ist, konvex und mit konstantem Radius gekrümmt. Hier betragt der Radius der Krümmung entsprechend der maximal möglichen Schrägstellung einer Rolle 25 zu den Wälzplatten 38 etwa 800 mm.
  • Der Grundkörper 26 des oberen Stützenteils 21 hat einen sich in Richtung der Mittelachse 16 der Pendelvorrichtung erstreckenden Mantel 56, dessen Außenabmessungen umlaufend kleiner sind als die Innenabmessungen des Grundkörpers 27 des Stützenteils 22 und der sich innerhalb des Grundkörpers 27 befindet. An den Mantel 56 ist am oberen Ende umlaufend ein nach außen von der Mittelachse 16 weg weisender Flansch 57 angeformt, der über den oberen Rand des Mantels 29 des Stützenteils 22 ragt. In einem Schnitt durch eine Seite des Grundkörpers 26 ergibt sich somit eine L-Form mit einem aufrechten, im Mantel liegenden, langen Schenkel und mit.einem liegenden, im Flansch befindlichen, kurzen Schenkel.
  • An zwei sich bezüglich der Mittelachse 16 gegenüberliegenden Stellen in der Mitte zweier Seitenwände befinden sich in der Unterseite des Flansches 57 flache Vertiefungen 35, in denen jeweils eine ebene, gehärtete Wälzplatte 38 befestigt ist. Mit den beiden Wälzplatten 38 liegt das Stützenteil 21 auf den Rollen 25 auf. In der Neutralstellung der Pendelvorrichtung 11 befinden sich die vier Wälzplatten 38 mit ihrer Mitte in einer Axialebene, die auf der Axialebene für die Wälzplatten 28 senkrecht steht.
  • Mittig der beiden anderen Seitenwände befindet sich im Flansch 57 des Grundkörpers 26 eine nach außen hin offene und axial durchgehende Aussparung 39, in der ein Verzahnungselement 40 befestigt ist, das den Grundkörper 26 nach oben überragt und dessen Zahnlücke 41 nach oben offen ist. In jede Zahnlücke 41 greift ein am Auflageteil 15 befestigtes. Verzahnungselement 42 mit einem Zahn 43 ein. Von der Aussparung 39 nach innen zu und damit im wesentlichen oberhalb des aufrechten Schenkels und damit des Mantels 56 des Grundkörpers 26 befindet sich in diesem eine flache Vertiefung 44, in der ein mit der Abrollfläche 46 auf einer Wälzplatte 28 des Auflageteils 15 von unten anliegendes Wälzsegment 45 befestigt ist. Es wird deutlich, daß sich die Verzahnungselemente 40 und 42 beim oberen Stützenteil 21 bezüglich der Mittelachse 16 außerhalb und beim unteren Stützenteil 22 innerhalb der Wälzsegmente 45 befinden. Die Wälzsegmente 45 selbst sind im wesentlichen oberhalb bzw. unterhalb des Mantels 56 bzw. 29 angeordnet, so daß eine Verformung der entsprechenden Seitenwände der Stützenteile 21 und 22 durch die von der Pendelstütze aufgenommenen Last weitgehend vermieden wird.
  • In der Neutralstellung der Pendelvorrichtung 11 befinden sich die vier Wälzsegmente 45 der beiden Stützenteile 21 und 22 mit ihrer Mitte in derselben Axialebene wie die Wälzplatten 28.
  • Der Grundkörper 26 schließt mit zwei einander gegenüberliegenden Wänden 58 die Taschen 36 des Grundkörpers 27 nach innen so ab, daß eine Rolle 25 von einer Tasche 36 mit geringem Spiel in Richtung ihrer Achse aufgenommen ist. Seitlich der Taschen befinden sich in jeder Wand 58 des Grundkörpers 26 zwei flache Vertiefungen 59, in die Gleitbeläge 60 eingeklebt sind. Diese stehen geringfügig über die übrige Außenfläche der Wände 58 vor und liegen an den nach innen gerichteten Flächen 61 der Materialanhäufungen 31 an. Somit sind die beiden Stützenteile 21 und 22 in der durch Rollen 25 vorgegebenen Bewegungsrichtung nicht über die Rollen 25, sondern unmittelbar aneinander geführt. In das Führungsspiel gehen somit die Maßtoleranzen von nur wenigen Bauteilen ein, so daß die Führung sehr eng gestaltet werden kann.
  • Nach dem Einbau der Pendelstütze stimmt die durch die Rollen 25 vorgegebene Bewegungsrichtung bei Geradeausfahrt mit der Längsrichtung des Wagenkastens und der Fahrrichtung eines Schienenfahrzeugs überein. Die durch die Wälzsegmente 45 definierte Schwenkebene steht senkrecht auf der Längsrichtung des Wagenkastens.
  • Der Druckraum der Kolben-Zylinder-Einheit ist in nicht näher dargestellter Weise mit einem Hydrospeicher verbunden. Der Hydrospeicher und die Kolben-Zylinder-Einheit bilden eine hydropneumatische Feder, wobei durch Zuführen und durch Ablassen von Druckflüssigkeit aus dem System das Niveau des Wagenkastens verändert oder trotz eines sich verändernden Gewichts konstant gehalten werden kann.
  • Auf das Verhalten der Pendelvorrichtung haben die verschiedenen Positionen von Zylinder 12 und Kolben 13 zueinander keine Auswirkungen. Wirkt auf den Wagenkasten z.B. eine Kraft in Querrichtung, bewegt sich die Pendelvorrichtung 11 aus ihrer in den Figuren 1 und 4 bis 6 gezeigten Mittelstellung, wobei die Abrollflächen 46 der beiden Wälzsegmente 45 am oberen Stützenteil 21 an den Wälzplatten 28 des Auflageteils 15 und die Abrollflächen 46 der beiden Wälzsegmente 45 am unteren Stützenteil 22 an den Wälzplatten 28 der Auflageteile 24 abrollen. Die Pendelvorrichtung 11 gerät in eine Schrägstellung, wobei sich aufgrund der gewählten Maße für die Krümmungen der kreiszylindrischen Abrollflächen 46 und für den Abstand zwischen den Wälzplatten 28 in der Neutralstellung - Radius der Krümmung ist größer als der halbe Abstand - der Abstand zwischen den Wälzplatten 28 vergrößert, der Wagenkasten also angehoben wird. Dadurch tritt eine auf den Wagenkasten in Richtung auf die Neutralstellung der Pendelvorrichtung wirkende Rückstellkraft auf. Bei einer Längsverschiebung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell rollen die Rollen 25 an den Wälzplatten 38 entlang. Dabei ändert sich das Niveau des Wagenkastens nicht. Bei einer Bewegung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell, die zugleich eine Komponente in Querrichtung als auch in Längsrichtung hat, rollen alle Abrollflächen aufeinander ab.

Claims (9)

  1. Pendelstütze, die zur Abstützung eines Wagenkastens an einem Drehgestell, insbesondere an einem Drehgestell eines schienengebundenen Fahrzeugs vorgesehen ist und die ein oberes rahmenartiges Stützenteil (21) und ein unteres rahmenartiges Stützenteil (22) und ein gegebenenfalls mehrteiliges, mittleres Stützenteil (23) umfaßt, wobei das eine rahmenartige Stützenteil (21) als inneres Stützenteil in Richtung einer Mittelachse (16) in das andere, äußere Stützenteil (22) axial hineingreift und beide rahmenartige Stützenteile (21, 22) jeweils bezüglich der Mittelachse (16) einander gegenüberliegende erste Abrollflächen (46) zum Abrollen auf Gegenflächen (28) eines unverschwenkbaren ersten bzw. zweiten Auflageteils (15, 24) und, um 90 Grad dazu versetzt, zweite Abrollflächen (38) zum Abrollen am mittleren Stützenteil (23) aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet, daß die rahmenartigen Stützenteile (21, 22) in einem Schnitt parallel zur Mittelachse (16) und an einer Seite derselben und parallel zu den Mantellinien (47) der ersten Abrollflächen (46) jeweils L-förmig mit einem in Richtung der Mittelachse (16) verlaufenden aufrechten Schenkel, der den aufrechten Schenkel des jeweils anderen rahmenartigen Stützenteils (22, 21) axial übergreift, und mit einem senkrecht zur Mittelachse (16) verlaufenden liegenden Schenkel ausgebildet sind und daß sich die ersten Abrollflächen (46) im wesentlichen in Verlängerung der aufrechten Schenkel der rahmenartigen Stützenteile (21, 22) befinden.
  2. Pendelstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der liegende Schenkel des äußeren rahmenartigen Stützenteils (22) nach innen zur Mittelachse (16) hinzeigt und der liegende Schenkel des inneren rahmenartigen Stützenteil (21) nach außen von der Mittelachse (16) wegzeigt.
  3. Pendelstütze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes rahmenartige Stützenteil (21, 22) und das jeweilige Auflageteil (15, 24) über ineinandergreifende Verzahnungselemente (40, 42) gegen ein Gleiten an den Abrollflächen (28, 46) blockiert sind, daß sich die Verzahnungselemente (40, 42) am inneren rahmenartigen Stützenteil (21), radial zur Mittelachse (16) gesehen, außerhalb der ersten Abrollflächen (46) des inneren rahmenartigen Stützenteils (21) im Bereich von dessen nach außen gerichteten liegendem Schenkel befinden und daß sich die Verzahnungselemente (40, 42) am äußeren rahmenartigen Stützenteil (22), radial zur Mittelachse (16) gesehen, innerhalb der ersten Abrollflächen (46) des äußeren rahmenartigen Stützenteils (22) im Bereich von dessen nach innen gerichteten liegendem Schenkel befinden.
  4. Pendelstütze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungselemente (40) der rahmenartigen Stützenteile (21, 22) separate Bauteile sind, die in Ausnehmungen (39) in den liegenden Schenkeln befestigt sind.
  5. Pendelstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Stützenteil (23) durch zwei identische Einzelstützteile (25) gebildet ist, die axial zwischen den liegenden Schenkeln der rahmenartigen Stützenteile (21, 22) angeordnet sind und daß an sich bezüglich der Mittelachse (16) diametral gegenüberliegenden Stellen zwischen den aufrechten Schenkeln der rahmenartigen Stützenteile (21, 22) zwei Taschen (36) ausgebildet sind, von denen jede ein Einzelstützteil (25) aufnimmt.
  6. Pendelstütze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tasche (36) im äußeren rahmenartigen Stützenteil (22) ausgebildet ist.
  7. Pendelstütze nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden rahmenartigen Stützenteile (21, 22) durch sich seitlich der Taschen (36) für die Einzelstützteile (25) des mittleren Stützenteils (23) befindliche Flächen (60, 61) in Richtung der Abrollbewegung zwischen ihnen und dem mittleren Stützenteil (23) aneinander geführt sind.
  8. Pendelstütze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Aussparungen (59) des einen rahmenartigen Stützenteils (21) Gleitbeläge (60) eingelegt sind, an denen das andere rahmenartige Stützenteil (22) anliegt.
  9. Pendelstütze nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien (47, 50) von Abrollflächen (46, 49) leicht konvex gekrümmt sind.
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