EP2500234A2 - Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile angeordnete Vorrichtung zur Begrenzung der Nickbewegung der Fahrzeugteile relativ zueinander - Google Patents

Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile angeordnete Vorrichtung zur Begrenzung der Nickbewegung der Fahrzeugteile relativ zueinander Download PDF

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EP2500234A2
EP2500234A2 EP11003354A EP11003354A EP2500234A2 EP 2500234 A2 EP2500234 A2 EP 2500234A2 EP 11003354 A EP11003354 A EP 11003354A EP 11003354 A EP11003354 A EP 11003354A EP 2500234 A2 EP2500234 A2 EP 2500234A2
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EP
European Patent Office
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vehicle parts
roof region
arranged device
articulated vehicle
bearing
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EP11003354A
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EP2500234B1 (de
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Olaf Richter
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Huebner GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/02—Couplings for special purposes not otherwise provided for for coupling articulated trains, locomotives and tenders or the bogies of a vehicle; Coupling by means of a single coupling bar; Couplings preventing or limiting relative lateral movement of vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D3/00—Wagons or vans
    • B61D3/10—Articulated vehicles

Definitions

  • the invention relates to a device arranged in the roof region of two articulated vehicle parts hinged to limit the pitching motion of the vehicle parts relative to each other, in particular a rail vehicle.
  • articulated vehicles also experience a variety of force effects that result in a likewise high number of relative movements of the vehicle parts to each other. So here are the effects of movement, as occurs when such a vehicle drives around a curve, but also movements of the vehicle parts relative to each other when such a vehicle drives through a bump or over a knoll. In addition to such pitching movements, so-called rolling movements of the vehicle parts also occur relative to one another when the vehicle parts are rotated about their longitudinal axis relative to one another.
  • envelope is understood to mean the total radial space required by the vehicle during the occurrence of the driving movements of the vehicle.
  • extreme rolling movements of the vehicle parts relative to each other thus cause a large envelope.
  • Such a large envelope is undesirable in that much more space for the vehicle must then be provided on the rail.
  • the provision of a large space for the driving movement of the vehicle is correspondingly expensive, which is particularly noticeable in the construction of subways.
  • such a device arranged in the ceiling area comprises an arm for connecting the two vehicle parts with each other, wherein the arm is receivable by a respective vertical axis pivotally from the vehicle parts, with a limited roll motion is allowed.
  • the disadvantage here is that the limitation of the rolling motion begins abruptly.
  • the object underlying the invention is therefore to provide a device for limiting the pitching motion of the vehicle parts relative to each other, starting from a vehicle in the roof area of two articulated vehicle parts of a rail vehicle there;
  • a device should be relatively simple and thus inexpensive to design, without any restrictions in terms of functionality are to be feared.
  • the device for limiting the pitching movement comprises two carriers, wherein in each case a carrier is arranged in the roof region of each vehicle part, wherein between the carriers a Kuppelarm is arranged, wherein the dome arm on each carrier by a pivot bearing a vertical axis is fastened, wherein the at least one carrier is movably mounted in the direction of the vehicle longitudinal axis on the vehicle.
  • the dome arm is rigid and connects the two vehicle parts by the carrier in the roof area. It transmits both tensile and compressive forces during pitching movements.
  • the design ensures that, depending on the local conditions of the rail path, pitching movements between the vehicle parts are permitted. This is especially true when the road is extremely uneven, since then the body parts, if you would not allow such pitching would permanently damage, especially if they are claimed in the region of their yield strength.
  • the carrier is movably guided by at least one rail in the direction of the vehicle longitudinal axis to give the vehicle the ability without deformation of the body and such Nick movements, such as occur when sinks or crests are run over or over, give way.
  • the carrier is movably supported on the at least one rail resiliently supported. That is, the limitation of pitching does not abruptly so far. However, a limitation of the pitching motion is still advantageously provided. A stress going beyond the permitted pitching motion is then absorbed by the bodywork of the vehicle parts.
  • At least one pivot bearing of the dome arm is designed as a spherical bearing. Furthermore, it is advantageous for limiting the rolling movement between the carriers arranged tension element is provided, wherein the tension element is held on each support by a bearing block, wherein the distance between the bearing blocks to each other is less than the distance of the pivot bearing for receiving the dome arm, wherein the tension element at least a separate spring element, wherein the bearing block forms the stop for the spring element.
  • the bearing blocks, between which the tension element is mounted have a distance from each other, and on the other hand, the pivot bearing for receiving the dome arm. The size of the difference of the distances determines when the limitation of the rolling motion begins or how high the degree of the permitted rolling motion is. If such a difference does not exist, no limitation of the rolling motion would take place.
  • the tension element connects the two vehicle parts. If the two vehicle parts subjected to a rolling motion, then the tension element is subjected to train. Without admission with a Rolling motion is the tension element force-free. Such a tensile stress, the tension element is able to yield to a limited extent, namely yield resiliently, wherein the spring element is subjected to pressure. However, the spring element in the course of its deformation is getting stiffer, which is why from a certain value, a limitation of the rolling motion begins. In this respect, then the spring element is on block and thus also the tension element indirectly to the bearing block acting as a stop. Forces that occur due to further torsion of the vehicle parts must then be applied through the bodywork of the vehicle parts.
  • the spring element is according to an embodiment with play in the longitudinal direction of the tension element on the bearing block. It follows that the onset of rolling motion initially no resistance is opposed. This starts only at larger roll angles.
  • the tension element is designed as a rod.
  • the traction element designed as a rod is pivotally mounted by at least one spherical bearing in the one bearing block.
  • each bearing block such a spherical bearing in the form of z.
  • the tension element is located locally above the dome arm hinged to the carriers. It has already been pointed out that in the floor area the vehicle parts are connected to each other by a joint, the so-called vehicle joint, wherein a ball joint as a vehicle joint in a rail vehicle permits rotational movements about three axes of rotation.
  • the first bearing block is in alignment with the first pivot bearing, and the first pivot bearing in alignment with the axis of rotation of the articulated connection between the two vehicles in the bottom area.
  • both the first bearing block and the first pivot bearing lie in alignment or in a plane with the axis of rotation, for example, with the ball joint. If both the first bearing block and the first pivot bearing in a plane with the axis of rotation of the pivot bearing, the rotational movement is not limited, d. H. the limitation of the rolling motion takes place without restriction during the rotational movement of the vehicles.
  • the spring element is designed as an elastomeric pad.
  • Such an elastomer cushion is extremely inexpensive and quite robust.
  • a stop member is provided, which may be formed as a pot in which the spring element, ie in particular the elastomeric pad is mounted.
  • the edge of the pot wall in the neutral state of the vehicles to each other at a distance from the bearing block.
  • the tension member can be provided to form the tension member as a one-dimensional, limp continuum as a rope or as a chain.
  • the spherical bearings in the pedestals are unnecessary.
  • the designated with 1 rail vehicle consists of five vehicle parts 2, 3, 4, 5 and 6.
  • the vehicle parts 2, 4 and 6 each have a bogie, whereas the vehicle parts 3 and 5 are formed as sedan chairs.
  • the lower vehicle parts are connected by an articulated connection z. B. coupled by a ball joint 8 with each other, which allows a movement by three degrees of freedom. In severely worn railways, it may happen that when the individual vehicle parts of the rail vehicle 1 are substantially rigidly connected to each other, that then preferably a wheel flange of the middle bogie so that of the vehicle part 4 is lifted from the rails.
  • the device according to the invention serves to limit the rolling and pitching movements.
  • the two vehicle parts are denoted by 4 and 5.
  • a designated 10 and 20 carrier On the roof of the two vehicle parts is in each case a designated 10 and 20 carrier.
  • the carrier 10, 20 is Z-shaped in side view, wherein the one leg 11, 21 rests on the roof of the vehicle part 4, 5.
  • the legs 12, 22 of the respective carrier forms, in conjunction with the bracket 13, 23, a first console 14, 24 for receiving the bearing block 15, 25.
  • the two bearing blocks 15, 25 are connected by the rod-shaped tension member 30 with each other, wherein the pivotally receiving of the rod-shaped pulling element 30, the bearing blocks 15, 25 each have a spherical bearing 17, 27 have.
  • the bearing block 25 also serves as a stop for the designated 33 spring element, which is designed as an elastomeric pad.
  • the spring element 33 is mounted in a pot 35 which is fixed on the rod 30.
  • the spherical bearing 27 shows a conical pressure piece 27 a, which rests in the pot 35 on the spring element 33. That is, when the rolling motion begins, the spring element, in the present case the elastomeric pad, is compressed in the pot.
  • the pot 35 thus accommodates the elastomeric pad with radial clearance to allow compression of the elastomeric pad along the rod. At the latest when the pot abuts against the bearing block 25, a further rolling movement over the device for limiting the rolling motion is no longer possible.
  • the carrier 10, 20 also shows a further bracket 18, 28 to form another console 19, 29, with the bracket 13, 23, for receiving a pivot bearing 19a, 29a for the dome arm 40th Das Pivot bearing 19a, 29a is formed in particular as a spherical bearing to allow the dome arm 40, the corresponding movement in the occurrence of rolling, pitching and rotating movements.
  • the dome arm 40 is rigid in itself, and the limitation of the rolling movement therefore occurs because the distance between the bearing blocks 15, 25 is less than that between the pivot bearings 19 a, 29 a.
  • the vehicle parts are connected by a ball joint 8.
  • the first pivot bearing 19a and the spherical bearing in the bearing block 15 lie in a plane with the axis of rotation 9 of the ball joint 8. Insofar there is no limitation of the rotational movement.
  • the carrier 20 is movably mounted on a rail assembly 50 in the direction of the double arrow 60, wherein the rail assembly is located on the roof of the vehicle.
  • the rail assembly 50 is, as in the view of Fig. 5 resulting from two parallel, arranged on the roof of the vehicle rails 55, wherein the carrier 20 has corresponding guides 20a, to allow the corresponding movement in the direction of the vehicle longitudinal axis.
  • springs 56 are arranged so as not to abruptly limit the pitching motion.
  • the springs 56 are preferably on both sides of the carrier 20 on the rails to allow a smooth insertion of the pitch limitation both when driving through depressions and when driving over hills.

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Abstract

Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung zur Begrenzung der Nickbewegung der Fahrzeugteile relativ zueinander, wobei die Vorrichtung zwei Träger (10, 20) umfasst, wobei jeweils ein Träger im Dachbereich jeweils eines Fahrzeugteils angeordnet ist, wobei zwischen den Trägern ein Kuppelarm (40) angeordnet ist, wobei der Kuppelarm (40) an jedem Träger durch ein Drehlager (19a, 29a) mit einer vertikalen Achse befestigt ist, wobei der mindestens eine Träger (10, 20) in Richtung der Fahrzeuglängsachse beweglich an dem Fahrzeugteil gelagert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile angeordnete Vorrichtung zur Begrenzung der Nickbewegung der Fahrzeugteile relativ zueinander, insbesondere eines Schienenfahrzeugs.
  • Gelenkverbindungen zwischen verbundenen Fahrzeugteilen sind hinreichend bekannt. So ist insbesondere bekannt, dass das untere Gelenklager sämtliche Kräfte aufnehmen muss, die sowohl in radialer als auch in axialer Richtung auftreten. Das heißt, dass dieses untere Gelenklager der Übertragung solcher Kräfte dient, wie sie als solche bei Kurvenfahrten auftreten, sowie der Schub- und Zugkräfte beim Bremsen bzw. beim Ziehen eines derartigen Gelenkfahrzeugs.
  • Gelenkfahrzeuge erfahren allerdings darüber hinaus eine Vielzahl von Krafteinwirkungen, die in einer ebenfalls hohen Zahl aus Relativbewegungen der Fahrzeugteile zueinander resultieren. So sind hier zu nennen Bewegungseinflüsse, wie sie auftreten, wenn ein solches Fahrzeug um eine Kurve fährt, aber auch Bewegungen der Fahrzeugteile relativ zueinander, wenn ein derartiges Fahrzeug durch eine Bodenwelle oder über eine Kuppe fährt. Neben derartigen Nickbewegungen entstehen auch sogenannte Wankbewegungen der Fahrzeugteile relativ zueinander, wenn die Fahrzeugteile um ihre Längsachse relativ zueinander verdreht werden.
  • Darüber hinaus ist sicherzustellen, dass insbesondere bei schienengebundenen Fahrzeugen die Hüllkurve des Fahrzeugs relativ klein bleibt. Unter Hüllkurve versteht man den vom Fahrzeug insgesamt benötigten radialen Raum während des Auftretens der Fahrbewegungen des Fahrzeugs. Insbesondere extreme Wankbewegungen der Fahrzeugteile relativ zueinander bewirken demzufolge eine große Hüllkurve. Eine solche große Hüllkurve ist insofern unerwünscht, als dann wesentlich mehr Raum für das Fahrzeug auf dem Schienenweg bereitgestellt werden muss. Die Bereitstellung eines großen Raumes für die Fahrbewegung des Fahrzeugs ist entsprechend teuer, was sich insbesondere beim Bau von U-Bahnen bemerkbar macht.
  • Um Wankbewegungen der Fahrzeugteile relativ zueinander zu vermeiden, ohne dass besondere Maßnahmen an den Fahrzeugteilen selbst getroffen werden müssen, ist aus der EP 0 983 931 B1 ein im Bereich der Decke angeordnetes nach Art eines Scharnierbandes ausgebildetes Scherengestell bekannt, wobei die Enden des Scharnierbandes gelenkig mit dem einen bzw. auch dem anderen Fahrzeug verbindbar sind. Durch die Anordnung des Scherengestells quer zur Längsachse des Fahrzeugs wird erreicht, dass Wankbewegungen vermieden werden, hingegen Nickbewegungen möglich sind.
  • Nun sind allerdings vielgliedrige, insbesondere schienengebundene Gelenkfahrzeuge bekannt, wobei lediglich einzelne Fahrzeugteile über ein Drehgestell verfügen. Das heißt, dass beispielsweise bei einem 5-gliedrigen Fahrzeug das vordere, das hintere und das mittige Fahrzeugteil über jeweils ein Drehgestell verfügen. Die beiden dazwischen liegenden Fahrzeugteile sind als Sänften ausgebildet, und werden von den benachbarten Fahrzeugteilen mit dem jeweiligen Drehgestell getragen. Solche Fahrzeuge müssen, um ein Zusammenklappen zu verhindern, im Wesentlichen starr miteinander verbunden sein. Allerdings sind mehrere solcher Fahrzeugteile untereinander dennoch derart miteinander verbunden, dass Nickbewegungen zwischen den Fahrzeugteilen möglich sind, da anderenfalls das Durchfahren von Senken oder das Überfahren von Kuppen nicht möglich wäre.
  • In diesem Zusammenhang ist aus der EP 1 038 761 B1 bekannt, im Deckenbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile ein Drehgelenk anzuordnen, wobei an dem einen Fahrzeugteil ein Arm vorgesehen ist, dessen Ende durch eine Klaue verdrehbar erfassbar ist. Die Klaue weist zwei winklig zueinander angeordnete Lenkerarme zur Verbindung mit dem anderen Fahrzeugteil auf. Wesentlich hierbei ist, dass die beiden Gelenkpunkte, also sowohl das Gelenk im Dachbereich als auch das Gelenk im Bodenbereich unmittelbar fluchtend übereinander liegen. Insofern ist des Weiteren vorgesehen, dass die beiden Lenkerarme in ihrer Länge verstellbar sind. Durch eine Verbindung nach dem Stand der Technik gemäß der zuvor genannten EP 1 038 761 B1 wird in Verbindung mit einem am Boden angeordneten Kugelgelenk zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugteilen, wobei das Kugelgelenk drei Freiheitsgrade für die Drehbewegung ermöglicht, aber in Z-Richtung gesperrt ist, erreicht, dass solche Fahrzeugteile eine Nickbewegung relativ zueinander nicht zulassen. Auch Wankbewegungen werden mithilfe dieser Vorrichtung im Wesentlichen nicht zugelassen. Vielmehr geht man davon aus, dass die Fahrzeugteile bzw. die Karosserien derart elastisch sind, dass diese die auftretenden Wank- und auch Nickbewegungen aufnehmen.
  • Wie bereits zu eingangs erläutert, sollen bei schienengebundenen Fahrzeugen, die in obiger Art und Weise ausgebildet sind, Bewegungen zwischen den Fahrzeugteilen im Wesentlichen ausgeschlossen sein. Zwischenzeitlich hat man allerdings erkannt, dass aus Gründen der Stabilität die Karosserie eines derartigen Fahrzeugteils relativ steif gestaltet sein muss. Wenn die Karosserie der Fahrzeugteile derart steif ist, und insbesondere dann, wenn ein solches Fahrzeugteil bis zur Grenze belastet ist, also die Federn auf Block sind und Wankbewegungen nicht durch die Karosserie selbst aufgefangen werden können, dass dann die Wankbewegungen sich bis auf das Drehgestell übertragen. Insbesondere in solchen ungünstigen Situationen besteht dann die Gefahr, dass die Radsätze des Drehgestells einseitig entlastet werden, mit der Gefahr der Entgleisung des Fahrzeugs bzw. von Fahrzeugteilen. Diese Gefahr besteht umso mehr, wenn die Schienen bzw. auch das Schienenbett stark verschlissen ist, wenn also beispielsweise die Schienen zu beiden Seiten wechselseitig unterschiedlich hoch verlaufen, so dass dann ein solcher Zug Verwindungen aus dem Gleisbett aufnehmen muss. Insbesondere bei den bereits zuvor erwähnten Schienenzügen, bei denen die Fahrzeugteile am vorderen und am hinteren Ende über ein Drehgestell verfügen, das mittige Fahrzeugteil ebenfalls ein Drehgestell aufweist, und zwischen den ein Drehgestell aufweisenden Fahrzeugteilen jeweils ein Sänftenteil angeordnet ist, besteht dann die Gefahr, dass einer der Spurkränze aus den Schienen gehoben wird. An anderer Stelle wurde bereits darauf hingewiesen, dass man bislang davon ausgegangen ist, dass Wankbewegungen über die Karosserie des Schienenfahrzeugs aufgenommen werden können. Insbesondere bei Gleisbetten, die stark verschlissen sind, hat sich zudem herausgestellt, dass selbst wenn die Züge nicht entgleisen, die Karosserien aufgrund der einwirkenden starken Torsionskräfte Schaden nehmen bzw. bereits in kurzer Zeit "weich" werden.
  • In diesem Zusammenhang ist aus der DE 10 2004 014 903 A1 bekannt, zwischen zwei Fahrzeugteilen eines schienengebunden Fahrzeugs im Deckenbereich eine Vorrichtung vorzusehen, die Wankbewegungen begrenzt zulässt. Aus der DE 10 343 536 A1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Begrenzung der Wankbewegung zwischen zwei Fahrzeugteilen bekannt.
  • Im Einzelnen umfasst eine solche im Deckenbereich angeordnete Vorrichtung einen Arm zur Verbindung der beiden Fahrzeugteile miteinander, wobei der Arm durch jeweils eine vertikale Achse schwenkbar von den Fahrzeugteilen aufnehmbar ist, wobei eine begrenzte Wankbewegung zugelassen wird. Nachteilig hierbei ist allerdings, dass die Begrenzung der Wankbewegung abrupt einsetzt.
  • Aus der DE 10 2006 013 404 B4 ist eine weitere Vorrichtung zur Begrenzung der Wankbewegung zwischen Fahrzeugteilen eines Schienenfahrzeugs bekannt, die sich im Einsatz in der Praxis durchaus bewährt hat, die allerdings relativ kompliziert in ihrem Aufbau und insofern verhältnismäßig teuer ist.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demzufolge darin, ausgehend von einer im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile eines Schienenfahrzeugs dort eine Vorrichtung zur Begrenzung der Nickbewegung der Fahrzeugteile relativ zueinander vorzusehen; eine solche Vorrichtung soll relativ einfach und damit preiswert zu gestalten sein, ohne dass Einschränkungen hinsichtlich der Funktionalität zu befürchten sind.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zur Begrenzung der Nickbewegung zwei Träger umfasst, wobei jeweils ein Träger im Dachbereich jeweils eines Fahrzeugteils angeordnet ist, wobei zwischen den Trägern ein Kuppelarm angeordnet ist, wobei der Kuppelarm an jedem Träger durch ein Drehlager mit einer vertikalen Achse befestigt ist, wobei der mindestens eine Träger in Richtung der Fahrzeuglängsachse beweglich an dem Fahrzeug gelagert ist. Der Kuppelarm ist starr ausgebildet und verbindet die beiden Fahrzeugteile durch die Träger im Dachbereich. Er überträgt sowohl Zug- als auch Druckkräfte bei Nickbewegungen.
  • Durch die Konstruktion wird erreicht, dass in Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten des Schienenweges Nickbewegungen zwischen den Fahrzeugteilen zugelassen werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Fahrweg äußerst uneben ist, da dann die Karosserieteile, wenn man solche Nickbewegungen nicht zulassen würde auf Dauer Schaden nehmen würden, insbesondere wenn sie im Bereich ihrer Streckgrenze beansprucht werden. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Träger durch mindestens eine Schiene in Richtung der Fahrzeuglängsachse beweglich geführt ist, um dem Fahrzeug die Möglichkeit zu geben ohne Verformungen an der Karosserie auch solchen Nickbewegungen, wie sie entstehen, wenn Senken oder Kuppen durch-oder überfahren werden, nachzugeben.
  • Vorteilhaft ist hierbei der Träger auf der mindestens einen Schiene federnd abgestützt beweglich gelagert. Das heißt die Begrenzung der Nickbewegung setzt insofern nicht abrupt ein. Eine Begrenzung der Nickbewegung ist aber dennoch vorteilhaft vorgesehen. Eine über die zugelassene Nickbewegung herausgehende Beanspruchung wird dann durch die Karosserie der Fahrzeugteile aufgenommen.
  • In Abhängigkeit vom Fahrweg kann es auch erforderlich sein, Wankbewegungen begrenzt zuzulassen. Insofern ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zumindest ein Drehlager des Kuppelarms als sphärisches Lager ausgebildet. Des Weiteren ist vorteilhaft zur Begrenzung der Wankbewegung ein zwischen den Trägern angeordnetes Zugelement vorgesehen, wobei das Zugelement an jedem Träger durch einen Lagerbock gehalten ist, wobei der Abstand der Lagerböcke zueinander geringer ist als der Abstand der Drehlager zur Aufnahme des Kuppelarms, wobei das Zugelement mindestens ein gesondertes Federelement aufweist, wobei der Lagerbock den Anschlag für das Federelement bildet. In diesem Zusammenhang wird daran erinnert, dass einerseits die Lagerböcke, zwischen denen das Zugelement gelagert ist, einen Abstand zueinander aufweisen, und andererseits auch die Drehlager zur Aufnahme des Kuppelarmes. Die Größe der Differenz der Abstände bestimmt, wann die Begrenzung der Wankbewegung einsetzt bzw. wie hoch das Maß der zugelassenen Wankbewegung ist. Besteht eine solche Differenz nicht, würde keine Begrenzung der Wankbewegung erfolgen.
  • Das Zugelement verbindet die beiden Fahrzeugteile. Werden die beiden Fahrzeugteile einer Wankbewegung unterworfen, dann wird das Zugelement auf Zug beansprucht. Ohne Beaufschlagung mit einer Wankbewegung ist das Zugelement kraftfrei. Einer solchen Zugbeanspruchung ist das Zugelement in der Lage in begrenztem Umfange nachzugeben, und zwar federnd elastisch nachzugeben, wobei das Federelement auf Druck beansprucht wird. Allerdings wird das Federelement im Verlaufe seiner Verformung immer steifer, weshalb ab einem bestimmten Wert eine Begrenzung der Wankbewegung einsetzt. Insofern liegt dann das Federelement auf Block und damit auch das Zugelement mittelbar an dem als Anschlag wirkenden Lagerbock an. Kräfte, die aufgrund von weiterer Torsion der Fahrzeugteile auftreten, müssen dann durch die Karosserie der Fahrzeugteile aufgebracht werden.
  • Weitere Merkmale und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Das Federelement liegt nach einer Ausführungsform mit Spiel in Längsrichtung des Zugelements an dem Lagerbock an. Hieraus folgt, dass der einsetzender Wankbewegung zunächst kein Widerstand entgegengesetzt wird. Dieser beginnt erst bei größeren Wankwinkeln.
  • Nach einem besonderen Merkmal ist vorgesehen, dass das Zugelement als Stange ausgebildet ist. Bei Wankbewegungen werden die Fahrzeugteile gegeneinander verdreht. Das heißt, die Fahrzeugteile werden auf Torsion beansprucht, wie dies bereist erwähnt wurde. Um nun zu verhindern, dass die Stange sich bei einer solchen Torsionsbeanspruchung verbiegt, ist vorgesehen, dass das als Stange ausgebildete Zugelement durch zumindest ein sphärisches Lager in dem einen Lagerbock schwenkbeweglich gelagert ist. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass jeder Lagerbock ein solches sphärisches Lager in Form z. B. einer Kugelkalotte aufweist, um der durch die sphärischen Lager in den Lagerböcken geführten Stange sämtliche Freiheitsgrade beim Auftreten von Wankbewegungen zu ermöglichen.
  • Das Zugelement befindet sich örtlich gesehen über dem Kuppelarm angelenkt an den Trägern. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass im Bodenbereich die Fahrzeugteile durch ein Gelenk, das sogenannte Fahrzeuggelenk miteinander verbunden sind, wobei ein Kugelgelenk als Fahrzeuggelenk bei einem Schienenfahrzeug Drehbewegungen um drei Drehachsen zulässt. In diesem Zusammenhang ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass der erste Lagerbock in der Flucht zu dem einen ersten Drehlager liegt, und das erste Drehlager in der Flucht zu der Drehachse der gelenkigen Verbindung zwischen den beiden Fahrzeugen im Bodenbereich. Das heißt, dass sowohl der eine erste Lagerbock als auch das eine erste Drehlager in einer Flucht oder einer Ebene mit der Drehachse also beispielsweise mit dem Kugelgelenk liegen. Liegen sowohl der erste Lagerbock als auch das erste Drehlager in einer Ebene mit der Drehachse des Drehlagers, ist die Drehbewegung nicht eingeschränkt, d. h. die Begrenzung der Wankbewegung erfolgt ohne Einschränkung bei der Drehbewegung der Fahrzeuge.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Federelement als Elastomerkissen ausgebildet ist. Ein solches Elastomerkissen ist überaus preiswert und durchaus robust.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass im Bereich des Federelements ein Anschlagglied vorgesehen ist, das als Topf ausgebildet sein kann, in dem das Federelement, also insbesondere das Elastomerkissen gelagert ist. Hierbei weist der Rand der Topfwand im neutralen Zustand der Fahrzeuge zueinander einen Abstand zum Lagerbock auf. Wenn somit der Topf an dem Lagerbock anliegt, ist nach einer federnden Phase die Wankbewegung auf Null reduziert.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, das Zugelement als eindimensionales, biegeschlaffes Kontinuum als Seil oder als Kette auszubilden. Hierbei erübrigen sich dann die sphärischen Lager in den Lagerböcken.
  • Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt schematisch ein aus mehreren Teilen bestehendes Schienenfahrzeug;
    Fig. 2
    zeigt die Vorrichtung zur Begrenzung der Wankbewegung in einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 3
    zeigt eine Darstellung gemäß Fig. 2 in perspektivischer Darstellung;
    Fig. 4
    zeigt eine Ausführungsform gemäß der Fig. 2, bei der der eine Träger auf Schienen verschieblich auf dem Dach des Fahrzeugteils angeordnet ist;
    Fig. 5
    zeigt eine perspektivische Darstellung gemäß Fig. 4.
  • Das mit 1 bezeichnete Schienenfahrzeug besteht aus fünf Fahrzeugteilen 2, 3, 4, 5 und 6. Die Fahrzeugteile 2, 4 und 6 verfügen jeweils über ein Drehgestell, wohingegen die Fahrzeugteile 3 und 5 als Sänften ausgebildet sind. Die unteren Fahrzeugteile sind durch eine gelenkige Verbindung z. B. durch ein Kugelgelenk 8 miteinander gekoppelt, das eine Bewegung um drei Freiheitsgrade zulässt. Bei stark verschlissenen Schienenwegen kann es nun vorkommen, dass wenn die einzelnen Fahrzeugteile des Schienenfahrzeugs 1 im wesentlichen starr miteinander verbunden sind, dass dann vorzugsweise der eine Spurkranz des mittleren Drehgestells also die des Fahrzeugteils 4 aus den Schienen gehoben wird.
  • Dies zu verhindern dient die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Begrenzung der Wank- und Nickbewegungen. Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 sind die beiden Fahrzeugteile mit 4 und 5 bezeichnet. Auf dem Dach der beiden Fahrzeugteile befindet sich jeweils ein mit 10 und 20 bezeichneter Träger. Der Träger 10, 20 ist in der Seitenansicht Z-förmig ausgebildet, wobei der eine Schenkel 11, 21 auf dem Dach des Fahrzeugteiles 4, 5 ruht. Der Schenkel 12, 22 des jeweiligen Trägers bildet in Verbindung mit dem Konsolträger 13, 23 eine erste Konsole 14, 24 zur Aufnahme des Lagerbockes 15, 25. Die beiden Lagerböcke 15, 25 werden durch das stangenförmige Zugelement 30 miteinander verbunden, wobei zur schwenkbeweglichen Aufnahme des stangenförmigen Zugelementes 30 die Lagerböcke 15, 25 jeweils ein sphärisches Lager 17, 27 aufweisen. Der Lagerbock 25 dient darüber hinaus als Anschlag für das mit 33 bezeichnete Federelement, das als Elastomerkissen ausgebildet ist. Das Federelement 33 lagert in einem Topf 35 der auf der Stange 30 fixiert ist. Das sphärische Lager 27 zeigt ein kegelförmiges Druckstück 27a, das in dem Topf 35 an dem Federelement 33 anliegt. Das heißt, bei einsetzender Wankbewegung wird das Federelement, im vorliegenden Fall das Elastomerkissen, in dem Topf zusammengedrückt. Der Topf 35 nimmt insofern das Elastomerkissen mit radialem Spiel auf, um ein Zusammenpressen des Elastomerkissens entlang der Stange zu ermöglichen. Spätestens dann, wenn der Topf an dem Lagerbock 25 anschlägt, ist eine weitere Wankbewegung über die Vorrichtung zur Begrenzung der Wankbewegung nicht mehr möglich.
  • Der Träger 10, 20 zeigt darüber hinaus einen weiteren Konsolträger 18, 28 zur Bildung einer weiteren Konsole 19, 29, mit dem Konsolträger 13, 23, zur Aufnahme eines Drehlagers 19a, 29a für den Kuppelarm 40. Das Drehlager 19a, 29a ist insbesondere als sphärisches Lager ausgebildet, um dem Kuppelarm 40 die entsprechende Bewegung bei Auftreten von Wank-, Nick- und Drehbewegungen zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass der Kuppelarm 40 an sich starr ist, und die Begrenzung der Wankbewegung deshalb erfolgt, weil der Abstand zwischen den Lagerböcken 15, 25 geringer ist, als der zwischen den Drehlagern 19a, 29a. Die Fahrzeugteile sind durch ein Kugelgelenk 8 miteinander verbunden. Das erste Drehlager 19a sowie das sphärische Lager in dem Lagerbock 15 liegen in einer Ebene mit der Drehachse 9 des Kugelgelenks 8. Insofern findet eine Begrenzung der Drehbewegung nicht statt.
  • Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 4 und 5 ist der Träger 20 auf einer Schienenanordnung 50 in Richtung des Doppelpfeils 60 beweglich gelagert, wobei sich die Schienenanordnung auf dem Dach des Fahrzeugs befindet. Dies ermöglicht das Zulassen von Nickbewegungen der Fahrzeugteile 4, 5 relativ zueinander. Die Schienenanordnung 50 besteht, wie sich dies in Anschauung von Fig. 5 ergibt, aus zwei parallelen, auf dem Dach des Fahrzeugs angeordneten Schienen 55, wobei der Träger 20 über entsprechende Führungen 20a verfügt, um die entsprechende Bewegung in Richtung der Fahrzeuglängsachse zu ermöglichen. Auf den Schienen sind Federn 56 angeordnet, um die Nickbewegung nicht abrupt zu begrenzen. Die Federn 56 befinden sich bevorzugt zu beiden Seiten des Trägers 20 auf den Schienen, um ein sanftes Einsetzen der Nickbegrenzung sowohl beim Durchfahren von Senken als auch beim Überfahren von Kuppen zu ermöglichen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Schienenfahrzeug
    2
    Fahrzeugteil
    3
    Fahrzeugteil
    4
    Fahrzeugteil
    5
    Fahrzeugteil
    6
    Fahrzeugteil
    8
    Kugelgelenk (Fahrzeuggelenk)
    9
    Drehachse
    10
    Träger
    11
    Schenkel
    12
    Schenkel
    13
    Konsolträger
    14
    Konsole
    15
    Lagerbock
    17
    sphärisches Lager
    18
    Konsolträger
    19
    Konsole
    19a
    Drehlager
    20
    Träger
    20a
    Führungen
    21
    Schenkel
    22
    Schenkel
    23
    Konsolträger
    24
    Konsole
    25
    Lagerbock
    27
    sphärisches Lager (Kugelkalotte)
    27a
    Druckstück am sphärischen Lager
    28
    Konsolträger
    29
    Konsole
    29a
    Drehlager
    30
    Zugelement
    33
    Federelement
    35
    Topf
    40
    Kuppelarm
    50
    Schienenanordnung
    55
    Schienen
    56
    Federn auf den Schienen
    60
    Doppelpfeil

Claims (18)

  1. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung zur Begrenzung der Nickbewegung der Fahrzeugteile relativ zueinander, wobei die Vorrichtung zwei Träger (10, 20) umfasst, wobei jeweils ein Träger im Dachbereich jeweils eines Fahrzeugteils angeordnet ist, wobei zwischen den Trägern ein Kuppelarm (40) angeordnet ist, wobei der Kuppelarm (40) an jedem Träger durch ein Drehlager (19a, 29a) mit einer vertikalen Achse befestigt ist, wobei der mindestens eine Träger (10, 20) in Richtung der Fahrzeuglängsachse beweglich an dem Fahrzeugteil gelagert ist.
  2. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Träger (10, 20) durch mindestens eine Schiene (55) in Richtung der Fahrzeuglängsachse beweglich geführt ist.
  3. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Träger (10, 20) auf der mindestens einen Schiene (55) federnd abgestützt beweglich gelagert ist.
  4. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Weg des Trägers (10, 20) auf der mindestens einen Schiene (55) begrenzbar ist.
  5. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest ein Drehlager (19a, 29a) als sphärisches Lager ausgebildet ist.
  6. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Begrenzung der Wankbewegung ein zwischen den Trägern angeordnetes Zugelement (30) angeordnet ist, wobei das Zugelement (30) an jedem Träger durch einen Lagerbock (15, 25) gehalten ist, wobei der Abstand der Lagerböcke (15, 25) zueinander geringer ist als der Abstand der Drehlager (19a, 29a) zur Aufnahme des Kuppelarms (40).
  7. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Zugelement (30) mindestens ein Federelement (33) aufweist, das bei einer Wankbewegung der Fahrzeugteile relativ zueinander gegen einen Anschlag pressbar ist.
  8. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lagerbock (15, 25) den Anschlag für das Federelement (33) bildet.
  9. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Zugelement (30) als Stange ausgebildet ist.
  10. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das als Stange ausgebildete Zugelement (30) durch mindestens ein sphärisches Lager (17, 27) in dem einen Lagerbock (15, 25) schwenkbeweglich gelagert ist.
  11. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Zugelement (30) örtlich zugesehen über dem Kuppelarm (40) verlaufend an dem Träger (10, 20) befestigt ist.
  12. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der eine erste Lagerbock (15, 25) in der Flucht zu dem einen ersten Drehlager (19a) liegt.
  13. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens ein Lagebock (15, 25) durch den Träger (10, 20) aufnehmbar ist.
  14. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das eine erste Drehlager (19a) in der Flucht zu der Drehachse (9) der gelenkigen Verbindung (8) zwischen den beiden Fahrzeugen liegt.
  15. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Federelement (33) als Elastomerkissen ausgebildet ist.
  16. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Bereich des Federelements (33) ein Anschlagglied (35) als Anschlag für das Zugelement (30) vorgesehen ist.
  17. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Anschlagglied (10) nach Art eines Topfes ausgebildet ist, der das Federelement (33) aufnimmt, wobei der Rand der Topfwand im neutralen Zustand der Fahrzeugteile zueinander einen Abstand zum Lagerbock (25) aufweist.
  18. Im Dachbereich zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugteile (2-6) angeordnete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Zugelement (30) als eindimensionales, biegeschlaffes Kontinuum z. B. als Seil ausgebildet ist.
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