CH627981A5 - Uebergangseinrichtung zwischen zwei gekuppelten fahrzeugen, insbesondere eisenbahnfahrzeugen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Übergangseinrichtung zwischen zwei gekuppelten Fahrzeugen, insbesondere Eisenbahnfahrzeugen, mit einem trennbaren Mittelportal, bei welcher zwischen jeder Kastenstirnwand und der zugehörigen Portalhälfte

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mindestens zwei Gelenkgliederketten sowie eine begehbare mehrteilige, bewegliche Übergangsbrücke vorhanden sind, wobei die Brücke an der Schwelle der Kastenstirnwandöffnung eine scharnierartig um die Querachse schwenkbare Brückenplatte enthält und portalseitig Brückenteile an der Schwelle der Portahälfte angebracht sind und Brückenplatte und Brük-kenteile schuppenartig gleitend aufeinanderliegen.

Bei einer bekannten derartigen Anordnung (US-PS 2 826 998) sind die beiden Gelenkgliederketten oberhalb und unterhalb der Übergangseinrichtung angeordnet, und es um-fasst die untere der beiden Gelenkgliederketten eine leicht gewölbte Brückenplatte, die um eine an der Stirnseite des Wagenkastens befindliche Querachse schwenkbar ist. Weitere Brückenteile, auf denen die Brückenplatte schuppenartig gleitbar aufliegt, sind an der Schwelle eines Portalrahmens teils unmittelbar, teils über eine Tragkonstruktion abgestützt, die sich ihrerseits ebenso wie der Portalrahmen gegen eine darunter befindliche Kupplung abstützt. Von Nachteil ist dabei, dass die Kupplung für die Funktion der Ubergangseinrichtung mitwirken muss und von den Portalhälften belastet wird. Dadurch ist die Verwendung nichtbelastbarer Kupplungen ausgeschlossen. Auch gestattet diese bekannte Konstruktion nicht die Beherrschung grösserer Höhenunterschiede zwischen den beiden Wagenkasten, was dann vorkommen kann, wenn an einem der beiden Wagen ein Federbruch auftritt.

Es ist auch eine Übergangseinrichtung bekannt (US-PS 1 012 451), bei der jede Portalhälfte einerseits gegen einen Kupplungsträger unten abgestützt ist und anderseits oben mit einer im Bereich des Wagendaches angeordneten Gelenkgliederkette verbunden ist. Diese Gelenkgliederkette umfasst eine Teleskopanordnung, die wagenseitig um eine Vertikalachse schwenkbar ist, die sich allerdings im Abstand von der Kastenstirnseite innerhalb des Wagens befindet. Im Bereich etwas ausserhalb der Ebene der Wagenkastenstirnseite ist an der durch eine Feder vorgespannten Teleskopanordnung ein Hebelarm um eine Hochachse schwenkbar befestigt, dessen anderes Ende an einem Portalrahmen der zugehörigen Portalhälfte angebracht ist. Auch bei dieser Anordnung stützt sich die Portalhälfte auf einem Kupplungsträger ab und es macht daher das Portal die seitlichen Bewegungen der Kupplung mit. Die Brücke, die die Passagiere beim Übergang von einem Wagen zum anderen benutzen, umfasst eine von der Stirnseite des Wagenkastens vorstehende starre Platte, auf der eine um eine Querachse an der Schwelle des Portalrahmens beweglich gelagerte Brückenplatte aufliegt, die auf der festen Platte schuppenartig gleiten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ubergangseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die beiden miteinander verbundenen Portalhälften immer in einer definierten Mittelstellung gehalten sind und die begehbare Übergangsbrücke so geführt ist, dass in allen Stellungen der Durchgang und der Aufenthalt für die Fahrgäste gefahrlos und ohne unangenehme Einflüsse und Störungen bleibt.

Gelöst wird diese Aufgabe bei der Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch, dass die Übergangsbrücke mit einer innerhalb eines vollständig geschlossenen Balges gelegenen Tragkonstruktion verbunden ist.

Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass die Übergangseinrichtung, soweit durch die verwendete Art der Kupplung erforderlich, ohne Abstützung auf die Kupplung auskommt. Die einerseits an der Stirnseite des Wagenkastens und anderseits am Rahmen der zugehörigen Portalhälfte angreifende Tragkonstruktion hält die Portalhälfte und nimmt gegebenenfalls auch das Gewicht in der Übergangseinrichtung befindlicher Fahrgäste auf. Die Tragkonstruktion ermöglicht es auch, beide Teile der Übergangsbrücke, nämlich die Brückenplatte und die Brückenteile, um Querachsen beweglich zu lagern, ohne dass eines der beiden Elemente starr befestigt sein muss, weil es nämlich keine Trag- und Stützfunktion für das andere der beiden Elemente zu übernehmen hat, sondern sich vielmehr beide Elemente gemeinsam gegen die Tragkonstruktion abstützen.

Es ist eine Übergangseinrichtung vorteilhaft, bei der oberhalb des begehbaren Überganges eine obere Führung für das Mittelportal vorgesehen ist, die einen um eine vertikale Achse schwenkbaren Arm am oberen Teil der Kastenstirnseite enthält.

Die erfindungsgemässe Lösung ermöglicht eine sichere und komfortable Benutzung der Übergangseinrichtung durch die Fahrgäste, die durch die umlaufende und die untere Brücke einschliessende Gummimembran zuverlässig gegen alle Witte-rungs- und Umwelteinflüsse geschützt sind, weil die Gummimembran gegen Zugluft, Wasser, Schnee, Staub, Sand, Rauch und Lärm abdichtet. Von Bedeutung ist diese Abdichtung insbesondere auch bei klimatisierten Fahrzeugen wegen der guten thermischen und akustischen Isolation, die möglich ist. Schliesslich ermöglicht eine gute Abdichtung auch den Verzicht auf zusätzliche Stirnwandtüren und/oder Abteiltüren, was hinsichtlich des Gewichts als auch hinsichtlich der Kosten von Vorteil ist.

Von Vorteil ist bei der erfindungsgemässen Übergangseinrichtung ferner der grosse nutzbare innere Querschnitt und die Möglichkeit, einen durchgehend ebenen Boden ohne nennenswerte Stufen oder Rampen auszubilden. Damit kann der Übergang zur bequemen Zirkulation der Fahrgäste im normalen Betrieb, zur Benutzung als Stehplatzfläche im Stossverkehr und als Fluchtweg von einem Wagen in den andern verwendet werden. Schliesslich weist die erfindungsgemässe Übergangsvorrichtung bezüglich allen auftretenden gegenseitigen Bewegungen und Stellungen der zu verbindenden Wagenkästen eine genügende Beweglichkeit auf. Sie genügt selbst kleinen Kurvenradien, gesteuert querneigbaren Wagenkästen, grossen Unregelmässigkeiten der Schienen und allen Bewegungen aufgrund der Fahrzeugfederung und Fahrzeugkupplung. Schliesslich ist die Möglichkeit des einfachen und zuverlässigen Verbindens und Trennens der Übergangsvorrichtung beim Kuppeln und Entkuppeln der Wagen von Vorteil. Dabei können sowohl automatische Kupplungen, manuell betätigte Kupplungen als auch permanente bzw. semipermanente Kupplungen Verwendung finden.

Die erfindungsgemässe Übergangsvorrichtung nimmt alle während der Fahrt auftretenden Drehungen und Schiebungen auf, wie sie im gekuppelten Zustand die beiden Kastenenden relativ zueinander in allen Richtungen ausführen. Dabei lassen sich, wie nachstehend näher erläutert, die Bewegungen bezüglich eines räumlich kartesischen Koordinatensystems in sechs Bewegungskomponenten zerlegen, nämlich Schiebungen und Drehungen um alle drei Hauptachsen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist als Tragkonstruktion eine Brückenführung vorgesehen mit einer kastenseitigen Brückenstütze, welche kardangelenkartig am Fahrzeugkasten angebracht ist und einerseits den kastenseitigen Brük-kenteil stützt, anderseits teleskopartig in Längsrichtung verschiebbar eine portalseitige Brückenstütze führt, welche ihrerseits kugelgelenkartig mit der zugehörigen Portalhälfte verbunden ist. Diese Ausbildung der Tragkonstruktion und die Art der Anordnung und Ausbildung der Gelenke ist besonders vorteilhaft.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Abdeckung vorgesehen, die an jedem Fahrzeugende zwei Abdeckplatten aufweist, von denen eine am Kasten um eine Quer- und Längsachse angelenkt und die andere am Mittelportal des Überganges um eine Quer- und Vertikalachse angelenkt ist. Diese Abdeckung führt nicht nur zu einem ansprechenden Aussehen des Innenraumes des Über5

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ganges, sondern vermittelt dem Fahrgast auch ein zusätzliches Gefühl der Sicherheit. Schliesslich wird durch die Abdeckung die Gummimembran unsichtbar und damit auch vor mutwilligen Beschädigung geschützt. Es sind dabei die Abdeckplatten bevorzugt sich teilweise überlappend vorgesehen und durch eine Teleskopführung geführt, die einerseits am Wagenkasten und anderseits am Mittelportal angelenkt ist. Dabei sind die Platten vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine lückenlose Abdeckung ergeben. Schliesslich können die Platten auch so ausgebildet sein, dass sie einen Abschnitt oberhalb der Teleskopführung umfassen, die damit ihrerseits zur Abstützung der elastischen Abdichtungsmembran verwendbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, bei der eine an sich bekannte untere trennbare Kupplungsstange vorgesehen ist, die kugelgelenkartig und längsfedernd mit dem Kasten verbunden ist, führt diese über ein Gelenk die zugehörige Portalhälfte in Längs- und Querrichtung mit. Der Kupplungsteil des einen Kastens ist mit einem entsprechenden Kupplungsteil des anderen Kastens entweder starr verbunden oder völlig trennbar. Diese Führungsfunktion, die von einer Stützfunkton völlig getrennt sein kann, sorgt auch bei Querbeschleunigungen für das Einhalten einer definierten Position des Überganges, wenn dieser im wesentlichen an den Tragarmen aufgehängt ist.

Um die Kupplung vom Gewicht des Übergangs zu entlasten und die Portalhälften an den Tragarmen aufhängen zu können, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform die beiden Führungsarme an ihrem gemeinsamen Gelenk mit einem wegbegrenzenden Anschlag versehen, welcher bewirkt, dass beide Führungsarme einen starren Aufhängebalken bilden, der sich auf beiden Schlitten abstützt. Damit wird die Last etwa zu gleichen Teilen über die Schwenkarme auf die beiden Fahrzeugkästen verteilt.

Um bei extremen Höhenunterschieden, beispielsweise bei Ausfall der Luftfederung des einen Kastens, das ganze Gewicht des Überganges dem anderen Kasten zu übermitteln, können wegbegrenzende Anschläge je zwischen den Führungsarmen und den Schlitten angebracht werden. Diese Anschläge bewirken, dass in einem solchen Fall das Gewicht des Überganges von dem Kasten mit intakter Federung übernommen wird.

Bevorzugt weisen die beiden Portalhälften zwischen Kasten und Tragarmen eine in Fahrzeuglängsrichtung vom Kasten weg wirkende Druckfeder auf, wodurch erreicht wird, dass im entkuppelten Zustand die entsprechende Portalhälfte bereits nach aussen geschoben ist und in gekuppeltem Zustand die beiden miteinander verbundenen Portalhälften etwa in der Mitte zwischen den beiden Wagenenden gehalten sind.

In ähnlicher Weise wie im Deckenbereich sind bei bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfindung auch im Übergang innen seitliche Abschirmungen vorgesehen, die die Gummimembran abdecken. Dabei sind diese Abschirmungen beweglich an den seitlichen Kastenportalsäulen um die Hochachse schwenkbar angeordnet.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Überganges zwischen zwei Fahrzeugen mit markierter Mittel-Querschnitts-Ebene MQE,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Übergang nach Fig. 1 mit Passagieren,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt mit der Bezeichnung der wichtigsten Baugruppen,

Fig. 4 fünf grundsätzliche Möglichkeiten von Übergängen analog demjenigen nach Fig. 1 in rein schematischer Darstellung,

Fig. 5 Kombinationsmöglichkeiten der Fälle nach Fig. 4 mit symbolhafter Angabe ihrer Bewegungsmöglichkeiten,

Fig. 6 schematische Darstellungen der vier möglichen Kombinationen nach Fig. 5 in Grund- und Aufriss,

Fig. 7 eine zeichnerisch-schematische Darstellung einer geschlossenen Übergangsbrücke in Form eines Beweglichkeitsplanes in symbolhafter Ausgestaltung,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Übergangsbrücke mit im Schnitt dargestellten Seitenmembranen,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch die Übergangsbrücke, Fig. 10 eine Draufsicht auf die Abdeckung mit im Schnitt dargestellten Seitenmembranen gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch die obere Führung und die Abdeckung,

Fig. 12 verschiedene Einsatzfälle des Überganges in schematischen Einzelbildern.

Die sechs möglichen Bewegungskomponenten, in denen sich die beiden gekuppelten Fahrzeugkästen gegeneinander bewegen können, sind in einer Tabelle I angegeben.

Tabelle I

In Worten Kurz Symbol

Schiebung parallel zur Längsachse in x x

Schiebung parallel zur Querachse in y y

Schiebung parallel zur Hochachse in z z

Drehung um die Längsachse um x x

Drehung um die Querachse um y y

Drehung um die Hochachse um z z

Die Tabelle I zeigt die verschiedenen Bewegungsmöglichkeiten der MQE bezüglich der Kastenbewegungen in und um die Y-und Z-Achsen.

Eine charakteristische Rolle beim Vergleich verschiedener Übergangsbauarten spielt die Mittel-Querschnitts-Ebene (MQE), und zwar sowohl bezüglich der Art der Bauteile, die in oder an ihr liegen, als auch bezüglich ihrer Relativbewegung gegenüber den beiden Fahrzeugen. Je nach Bauart befinden sich in der MQE folgende Bauteile:

— ein durchgehender Faltenbalg

— ein nicht trennbares Mittelportal als Zwischenglied zwischen zwei Bälgen

— die Trennebene eines aus zwei Portalhälften bestehenden, trennbaren Mittelportals

— die Symmetrieebene eines nicht trennbaren, in sich steifen Tunnelrohrs

— die Trennebene eines trennbaren, in gekuppeltem Zustand in sich steifen Tunnelrohrs.

In Fig. 1 sind rein schematisch zwei Fahrzeugkästen 1 und 2 zweier Eisenbahnwagen 3 und 4 in Seitenansicht dargestellt.

Die beiden Wagen 3 und 4 sind an ihren Enden mit Fahrzeugkupplungen 6 und 7 versehen. An den Kastenstirnseiten 12 und 16 der Fahrzeugkasten 1 bzw. 2 sind Übergangsbrük-ken 9 bzw. 10 angeordnet, die einen begehbaren Übergang von einem Wagen zum andern schaffen, wie dies beispielsweise im Querschnitt durch die Übergangsbrücke 9 (Fig. 2) dargestellt ist. In Fig. 1 ist ferner die Trennebene 14, welcher eine grosse Bedeutung zukommt, zusätzlich mit MQE bezeichnet. In Fig. 2 sind zwei eine Brückenplatte 18 überschreitende Personen in der Übergangsbrücke 9 dargestellt; sie sind vor den aussen herrschenden Unbilden vollständig geschützt.

In beiden Fig. 1 und 2 sind zudem die drei Achse x, y und z eines kartesischen Koordinatensystems angegeben, auf welche sich weitere Betrachtungen beziehen werden.

Bei der Betrachtungsweise zur Konzipierung optimaler Übergangsbrücken an Eisenbahnwagen ist zu berücksichtigen, dass diese Brücken als Durchgang und Aufenthalt von Fahrgä-

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sten dienen, wobei diese Brücken während der Fahrt eine räumliche dauernde Bewegung entsprechend der Bewegung der Wagen relativ zueinander ausführen. Derartige Übergangsbrücken müssen eine Abschirmung der Fahrgäste gegen äussere und des Überganges gegen äussere und innere schädli- 5

che Einflüsse aller Art sicherstellen. In diesem Sinne kann eine Gruppe von Bewegungsfunktionen und eine solche von Abschirmfunktionen unterschieden werden. Im anschliessenden Flussbild werden die einzelnen Schritte aufgezeigt, die von der Aufgabe zu deren Lösung führen.

Tabelle II Von der Aufgabenstellung zur Lösung

Grundsätzliche funktionelle

Beweglichkeit in ■ bezug auf

Forderungen

Spezifizierte Passage u. Forderungen—Aufenthalt der

Fahrgäste

Funktionselemente—

Konkrete Lösungen für den Übergang-HKM

Relativ-Bwgg. der beiden gekuppelten Wagenkästen

Kuppeln u. Abkuppeln der beiden Wagen

Abschirmung Schutz gegen Einflüsse

Von aussen:

Alle Witterungseinflüsse, Temperaturdifferenzen, Staub, Lärm geraumige -u. entsprechend belastbare, bei allen Fahrzuständen sicher begehbare Brücke

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Je ein Brückenteil an der - Kastenschwelle und an der Portalschwelle angelenkt, letzterer in einzeln bewegliche Bänder unterteilt: Brücke durch Teleskopträger gestützt

Brücke trennbare Portalhälften mit entsprechenden Trag-u. Führungselementen

Falls zulässig: Abstützung des Gewichts auf die Fahrzeugkupplung

Führungsmechanik

Ver- luftdichter riegelung u. Abschluss Entriege- des lung der Übergangs Portalhälften u. Abdichtung

Andernfalls: Aufhängung am oberen Führungssystem u. Federzugstangen federlastete, automatisch einrastende Schiebe-riegel vollständig umschlies-sende luftdichte Rollmembrane aus elastischem Material

Portalkupplung

Membrane

Von innen: Berühren und Beschädigen der Membrane durch Fahrgäste mechanisch u.

optisch wirksame innere

Abdeckung

Abdeckklappensystem, oben und seitlich wie nachstehend näher erläutert

Abdeckklappen

Der Übergangsbereich besteht aus folgenden Baugruppen (Fig. 3):

A Fahrzeugkupplung 55

B Elastischer Balg C Übergangsbrücke

D Fahrgastbereich, Seitenabdeckung und Zugstangen E Obere Abdeckung

F Oberes Führungssystem 60

In Fig. 4 sind die prinzipiellen Gelenkmöglichkeiten von Übergangsbrücken zwischen zwei Fahrzeugkasten dargestellt. Der Fahrzeugkasten 2 wird relativ zum Kasten 1 geschwenkt bzw. parallel verschoben. Dabei wird die jeweilige Endlage der 6s MQE dargestellt. Es können die einzelnen Bilder a) - e) der Fig. 4 sowohl als Aufriss- wie auch als Grundriss-Darstellun-gen aufgefasst werden.

In Fig. 4a ist eine Ein-Gelenkverbindung (Fall 5a, Fig. 5a) dargestellt. Hier ist nur ein Schwenken, nicht aber eine Parallelverschiebung der Wagenkasten möglich. Diese Verbindung kommt für zwei gekuppelte Einzelfahrzeuge im Sinne der zugrundeliegenden Art nicht in Frage, wohl aber z.B. für zwei Fahrzeugkasten, die auf einem gemeinsamen, sogenannten Ja-kobs-Drehgestell abgestützt sind.

In den Fig. 4b und 4c ist eine Verbindung mit zwei Gelenken dargestellt, bei denen die MQE im wesentlichen der Bewegung einer Kuppelstange 5 folgt. Diese wird bei Parallelverschieben der Fahrzeugkasten 1 und 2 einen Winkel ß und beim Schwenken der Kasten um den Winkal a den Winkel all einnehmen.

In Fig. 4d ist eine Parallelführung dargestellt, welche bei Parallelverschieben der Wagenkasten auch die MQE in paralleler Lage hält. Ein Schwenken ist bei dieser Verbindung nur möglich, wenn im Parallelgestänge zusätzliche längsverschieb

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bare Glieder enthalten sind, wie solche in Fig. 4e schematisch dargestellt sind.

Auf Grundriss (GR) und Aufriss (AR) bezogen, ergeben sich die in Fig. 5 durch die Verbindungslinien dargestellten, denjenigen der Fig. 4 entsprechenden Fälle 5a) - 5e), welche zweckmässigerweise durch folgende Beweglichkeits-Symbole gekennzeichnet werden: yz; yz; y; z. Die auch in der Folge verwendeten Symbole sind in der Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle III

Das Gelenk-Glieder-Netz ist im Aufriss-Schnitt dargestellt. Die vier Hauptsymbole sind:

I 1 = starre Glieder O = Gelenke

C

D = elastische Glieder zwei Glieder können = fest verbunden oder ganz getrennt werden

Die Beweglichkeits-Zeichen im Gelenk-Symbol bedeuten: w = drehbar um Hz-oder Hoch-Achse in

H y - oder Quer-Achse zur = verschiebbar in ) [ x — oder Längsachse in

Zeichnungsebene

Aus der Anzahl der Beweglichkeits-Zeichen ergibt sich die Art der Gelenke:

w = scharnierartig schwenkbar, Mitnahme um beide anderen Achsen ww = kardangelenkartig schwenkbar, Mitnahme um die dritte Achse www = allseitig schwenkbar, überträgt keine Momente

• = lineare Bewegungsfreiheit, Geradeführung,

Mitnahme in beiden anderen Richtungen

• • = Flächen-Bewegungsfreiheit, Mitnahme in der dritten Richtung

••• = räumliche Bewegungsfreiheit, überträgt keine translatorischen Kräfte

Drehgelenke

Schiebegelenke

Vier kombinierte, prinzipielle Bewegungsmöglichkeiten der MQE zwischen den Kasten 1 und 2 zweier Wagen 3 bzw. 4 sind in Fig. 6 im Aufriss A und Grundriss B dargestellt, und zwar immer beim Parallelverschieben der beiden Kasten 1 und 2. Diese als Fälle 6b) bis 6e) bezeichneten Möglichkeiten werden im folgenden kritisch betrachtet.

Die Anwendung einer «steifen Röhre» als Übergang ist bei den Fällen 5a) und 5b) möglich, für grosse vertikale Verschiebungen aber wenig geeignet (grosser Weg des Portals oben und unten). Der Fall 5c) eignet sich wenig für eine grosse Seitenbewegung (grosse seitliche Schubbewegung der Brücke). Der Fall 5d) vereinigt die Nachteile der Fälle 5b) und 5c) und ist deshalb uninteressant. Der Fall 5e) erscheint am besten geeignet für grosse Relativbewegungen der Wagenkasten 1 und 2 in vertikaler und horizontaler Richtung.

Beim Problem des Abstützens der Vertikalkräfte muss vor allem die Übertragung der vertikalen Gewichts- und Stoss-kräfte betrachtet werden. Selbstverständlich müssen auch die Längs- und Querkräfte sowie die Momente, alle vorwiegend dynamischer Art, durch entsprechende konstruktive Massnahmen übernommen werden. Die vertikalen Kräfte sind jedoch besonders zu beachten.

Die wesentlichen Bedingungen und Möglichkeiten bezüglich der vertikalen Abstützung der Übergänge sind in der Tabelle IV und der Fig. 6 zusammengefasst. Diese weisen eine identische Einteilung auf, wobei aber die Felder einmal mit dem Text, das andere Mal mit der zugeordneten Skizze versehen sind.

Es sind insbesondere die Variablen zu beachten:

gekuppelt — ungekuppelt,

mit oder ohne Last,

Abstützung auf Kupplung oder nicht,

Normalbetrieb oder Federbruch.

Die Überlegenheit des Falles 5e) bzw. 6e) lässt sich kon-40 struktiv nachweisen, da, besonders bei grossen Bewegungen und Dimensionen des Übergangs, bei relativ beschränkten Platzverhältnissen für die mechanischen Teile und ihre Bewegungen sowie bei den üblicherweise auftretenden Verhältnissen der Einbaumasse und der Bewegungen zueinander dieser 45 Fall den geringsten Einbauraum benötigt. Da sich der Übergang in der MQE etwa als Rechteck in Hochformat ergibt, kann bei starken Seitenverschiebungen die Drehung der MQE um die Hochachse gut in Kauf genommen werden. Bei extremen vertikalen Verschiebungen kann aus Platzgründen für die so MQE wohl eine Verschiebung in der Z-Achse, nicht aber eine Drehung um die Y-Achse akzeptiert werden. Daraus ergibt sich die Priorität für den Fall 5e) bzw. 6e) in den hier besprochenen Anwendungsfällen.

Durch die Beschränkung auf den Fall 5e) der Fig. 5, bei 55 dem MQE Z ist, werden folgende Lösungen ausgeschaltet:

- alle «Ein-Punkt-Gelenke» nach Fall 5a)

- alle Übergänge nach Fall 5b) der Fig. 5, insbesondere die früheren Lösungen TEE & EWIII und die Lösung gemäss US-PS 417 567

60 — alle nach Fall 5c), insbesondere gemäss den CH-PS 424 852 und DE-PS 690 101

- der wenig wahrscheinliche Fall 5d).

Eine Lösung, die der vorliegenden wohl am nächsten kommt, ist in der US-PS 2 826 998 dargestellt. Diese Lösung 65 weist aber ein Gelenk-Glieder-System auf, welches modernen Anforderungen an exakte und eindeutige Bewegungsführung sowie Anpassungsfähigkeit an grosse relative Bewegungen, grosse Übergangsquerschnitte und automatisches Kuppeln

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nicht genügen. Auch beruht diese Lösung auf Bauelementen, wie z.B. Faltenbälge und Blattfedern, welche den heutigen Ansprüchen an Wartungsfreiheit, Wärme- und Schallisolation wie auch Geräuscharmut in keiner Weise mehr entsprechen.

In der schematischen zeichnerischen Darstellung gemäss Fig. 7 wurde ein Gelenk-Glieder-Netz oder Beweglichkeits-Plan gewählt. In diesem sind mit rechteckigen Bändern die starren Glieder, mit seitlich gerundeten Bändern elastische Glieder und mit Kreisen die Gelenkstellen dargestellt. In den Gelenkstellensymbolen ist zudem jeweils die Bewegungsmöglichkeit bezüglich der sechs Bewegungskomponenten im Raum symbolisch veranschaulicht. Diese schematische Darstellung ist vorteilhaft, weil die einzelnen Bewegungsmöglichkeiten, und insbesondere deren Zusammenspiel, aus der gegenständlichen Darstellung nur schwer ersichtlich sind und weil es hier nicht auf die einzelnen Bauelemente (Gelenke und Glieder) ankommt, welche möglicherweise als bekannt vorauszusetzen sind. Vielmehr soll im Beweglichkeitsplan die erfindungsgemässe Anordnung der Glieder und die Wahl der Gelenkbewegungen möglichst übersichtlich dargestellt werden.

In der Folge werden konstruktive Ausführungsbeispiele von Wagenkasten-Übergangskonstruktionen beschrieben.

In Fig. 7 ist schematisch eine Grundausführung der erfin-dungsgemässen Ubergangsbrücke dargestellt, während die Fig. 8 bis 11 eine entsprechende Ausführung in Seitenansichten und Längsschnitten zeigen. In Fig. 7 sind alle Gelenke mit den Beweglichkeits-Symbolen entsprechend der Tabelle III versehen, während der Übersichtlichkeit halber nur die wichtigsten Bezugszeichen eingetragen sind. Zwecks Vereinfachung der Zusammenhänge werden die Fig. 7 bis 11 gleichzeitig beschrieben, wobei auch die Fig. 1 bis 3 zu beachten sind.

Zwischen zwei kuppelbaren Fahrzeugkasten 1 und 2 zweier Wagen 3 bzw. 4, welche durch eine Fahrzeugkupplung 6 und 7 gekuppelt oder getrennt werden können, befinden sich die zwei geschlossenen, ebenfalls trennbaren Übergangseinrichtungen 9 bzw. 10. Die Anordnung und Funktion der Glieder von der Kastenstirnseite 12 des einen Kastens 1 bis zu Trennebene 14 ist genau symmetrisch zu derjenigen des andern Kastens 2 bis zur Trennebene 14. Daher wird im folgenden nur die linke Hälfte der Fig. 7 bis 11 betrachtet. Die begehbare, bewegliche Übergangseinrichtung 9 enthält die Brückenplatte 18, welche an einer Schwelle 20 der Kastenstirnwand-Öffnung scharnierartig um eine Querachse 23 schwenkbar angelenkt ist. An einer Schwelle 21 einer Portalhälfte 24 sind Brückenglieder 25 scharnierartig um eine Querachse 26 drehbar befestigt, die ihrerseits auf der kastenseitigen Brückenplatte 18 gleitend aufliegen. Die Brückenglieder 25 bestehen aus einzelnen nebeneinanderliegenden Elementen 50 bis 54, die sich auch beim Verdrehen um die Längsachse der kastenseitigen Brückenplatte 18 gut anschmiegen. Unter der begehbaren Übergangsbrücke 18,25 ist ein Trag- und Führungssystem angeordnet. Dieses besteht aus einer kastenseitigen Brüekenstütze 29, welche kardangelenkartig am Fahrzeugkasten 1 angelenkt ist und einerseits die kastenseitige Brückenplatte 18 stützt und führt und anderseits teleskopartig in Längsrichtung verschiebbar mit einer portalseitigen Brückenstütze 30 verbunden ist. Die por-talseitige Brückenstütze 30 ist mit einem kardangelenkartigen Gelenk 31 mit der Portalhälfte 24 verbunden.

Die Portalhälften 24 werden oben und unten bezüglich Abstand und Winkelstellung in der Mittellage zwischen den beiden Kastenstirnseiten 12 und 16 geführt.

In bekannter Weise kann der Übergang durch eine vollständig geschlossene, umlaufende Gummimembrane 42 abgedichtet werden. Als seitliche Abschirmung zwischen dieser Gummimembrane 42 und dem Passagierraum 43 (Fig. 2) können seitliche Abdeckungsplatten 44 angeordnet werden, die beispielsweise am Kasten 1 durch ein vertikalachsiges Scharnier 46 angelenkt sind und sich gleitend auf die mittlere Partie der Portalhälfte 24 abstützen. Es sind ferner Federzugstangen 28 dargestellt.

Auch nach oben kann der Passagierraum 43 durch eine bewegliche Abschirmung überdeckt sein. Eine solche kann aus horizontalen Blechen 66, 67 und 68 bestehen, die untereinander teleskopartig (Teile 75 und 76) in Längsrichtung verschiebbar und gelenkig am Kasten 1 bzw. der Portalhälfte 24 abgestützt sind. Die im Ausführungsbeispiel gewählte Art dieser, wie auch aller übrigen Gelenke ist im Beweglichkeitsplan (Fig. 7) erischtlich.

Zum Kuppeln der Wagen 3 und 4 können die manuell oder automatisch kuppelbaren Fahrzeugkupplungen 6 bzw. 7 verwendet werden. Das Gewicht des Übergangs wird in gekuppeltem Zustand normalerweise durch die obere Führung mit Teilen 57 und 64 übernommen, kann aber, bei entsprechender Ausbildung der Fahrzeugkupplung 6, 7 auch teilweise oder ganz auf dieser abgestützt werden.

Die obere Portalführung, in Fig. 11 vergrössert dargestellt, besteht aus einer mechanischen Gelenkgliederkette zwischen dem Wagenkasten und der zugehörigen Portalhälfte. Am Wagenkasten 1 ist der Schwenkarm 58 um die vertikale Achse 57 beweglich gelagert. Der Schwenkarm 58 trägt den Schlitten 59, der in der Längsrichtung geführt ist. Am Schlitten 59 ist, um die Querachse 61 drehbar, ein einfacher oder doppelter Tragarm 60 angelenkt, der seinerseits gelenkig und trennbar im Gelenk 63 mit dem oberen Ende der Portalhälfte 24 verbunden ist.

Der Schlitten 59 wird durch ein Federsystem 64 nach aussen geschoben, so dass in ungekuppeltem Zustand die Portalhälften 24 in der äussersten Stellung und in gekuppeltem Zustand die beiden verbundenen Portalhälften 24 etwa in der Mitte zwischen den beiden Wagen 3 und 4 gehalten werden.

Ferner sind wegbegrenzende Anschläge 62 zwischen Tragarm 60 und Schlitten 59 vorgesehen, welche die Bewegung an den Portalhälften 24 nach unten begrenzen.

Je nachdem, ob die Fahrzeugkupplung 6, 7 (Fig. 9) mit dem Gewicht des Übergangs belastet werden kann oder nicht, ergeben sich zwei Ausführungsvarianten. Im ersteren Fall wird die obere Führung nur unter besonderen Umständen, nämlich bei extrem grossen Unterschieden in der Höhenlage der beiden Kästen 1 und 2, mit dem Gewicht des Übergangs beansprucht. Letzteres stützt sich normalerweise auf die Fahrzeugkupplung 6, 7 ab. Kann die Fahrzeugkupplung 6, 7 jedoch nicht mit dem Gewicht des Übergangs belastet werden, so muss das obere Führungssystem das Gewicht des Übergangs übernehmen. In diesem Fall wird ein weiterer Anschlag 78 vorgesehen, der die Bewegung der beiden Tragarme 60 gegeneinander begrenzt. Damit wird erreicht, dass die beiden Tragarme 60 ein starres Tragjoch bilden, das mit seinen Enden an den beiden Schlitten 58 hängt und in der Mitte mit dem Gewicht des Übergangs belastet ist.

Der Fig. 7 ist die zugehörige Gelenkgliederkette entnehmbar. Die begehbare Brücke, in Einzelheiten in den Fig. 8 und 9 ersichtlich, ist zwischen dem Wagenkasten 1 bzw. 2 und der zugehörigen Portalhälfte 24 in Bodenhöhe des Wagens 3 bzw. 4 angelenkt. Auf der Kastenseite ist die etwa halbrunde Platte 18 um die Querachse 23 beweglich angelenkt. Dei Gegenplatte 25 ist um die Querachse 26 an der Portalhälfte 24 angelenkt und stützt sich gleitend auf die kastenseitige Platte 18 ab. Die eine der beiden Platten, hier die Platte 25, ist, um sich Verwindungsbewegungen besser anpassen zu können, in die einzel-beweglichen Streifen 50-54 unterteilt. Unter den Brük-kenplatten 18 und 25 ist die teleskopisch wirkende Tragstange 19, 30 mit Rollen 32 zwischen Wagenkasten 1 und Portal 24 vorgesehen, welche die Belastung übernimmt. Im Ausführungsbeispiel ist die als Teleskoprohr ausgebildete Brückenstütze 29 unterhalb der kastenseitigen Brückenplatte 18 kar-danisch angelenkt. Die zugehörige Teleskopstange 30, welche

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durch das Teleskoprohr 29 geführt wird, ist unterhalb dem Gelenk der portalseitigen Brückenplatte 25 um die Querachse 31

gelenkig gelagert. Auf dem Teleskoprohr 29 liegt die kastenseitige Brückenplatte 18 gleitend auf.

Tabelle IV

Betriebsart

Bauart und Abstützung des Ubergangs auf die Fahrzeug-Kupplung 6,7 Last zulässig nicht zulässig nur Eigengewicht mit Nutzlast nur Eigengewicht mit Nutzlast bei

Montage ev. Überführung abgekuppelt

Extreme Höhendifferenz z.B. Kastenfeder-Bruch

Starre Zugstange (Pendel) wird als Montagehilfe montiert, für den Betrieb wieder entfernt

Normal- gekuppelt Alle Vertikal-Kräfte werden betrieb über ein elastisches Zwischenglied auf die Kupplung 6,7 abgestützt und dadurch auf beide Kasten verteilt

Ganzer Übergang hängt an der oberen über den kastenseitigen Anschlag 62 des Wagens mit unbeschädigter Federung

Federzugstange 28 (elastisches Pendel) als Bauelement übernimmt etwa das Eigengewicht

Vertikalkräfte über mittleren Anschlag 78 und obere Führung auf beide Kasten verteilt

Wie links, nur Eigengewicht des Übergangs des unbeschädigten Wagens wird durch Feder-Zugstangen 18 übernommen

Die obere innere Abdeckung eines durch elastische Membranen, z.B. die Gummimembran 42, vollständig abgedichteten, in der Mittelquerschnittsebene 14 trennbaren Übergangs zwischen zwei Schienenfahrzeugen ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Die Abdeckung setzt sich aus den Abdeckplatten oder Blechen 66, 67 und 68 zusammen. Die eine Endplatte 66 ist am Mittelportal 24 des Überganges, schwenkbar um die Vertikalachse eines Gelenks 73 und um die Querachse eines Gelenks 72, angelenkt. Die andere Endplatte 68 ist am Fahrzeug oder Wagenkasten 1 über ein kardanisches Gelenk 71 beweglich befestigt. Die beiden sich teilweise überdeckenden Platten 66 und 68 können, wie dies aus den Fig. 10 und 11 erkennbar ist, zur Vervollständigung der Abdeckung mit den Segmentplatten 67 versehen werden, welche, um die Vertikalachsen 79 schwenkbar, an der einen oder andern Endplatte 66 bzw. 68 befestigt sein können. Dieses ganze Plattengebilde ist duch eine Teleskopführung mit den Teilen 75 und 76 geführt, wobei im dargestellten Fall der Kolbenteil 75 am Wagen und der Zylinderteil 76 am Übergang angelenkt sind.

Es ist dabei vorteilhaft, die Segmentplatten 67 mittels Druckfedern 69 und Endanschlägen 70 so zu führen, dass sie bei grossen Abständen der Endplatten 66 und 68 die seitlichen Lücken zwischen den beiden überdecken, bei zusammengeschobenen Platten 66 und 68 aber die Segmentplatten 67 zwischen jene geschoben werden. Dadurch wird ein unkontrolliertes Hin- und Herschlagen unter Einfluss von Beschleunigungskräften verhindert.

Wie in Fig. 11 dargestellt ist, ist die Endplatte 66 taschen-förmig ausgeführt, wobei deren untere Fläche, wie erläutert,

als Endplatte 66 dient, während die obere 74 die Gummimembran 42 stützt.

35 Zur Wirkungsweise der hubbegrenzenden Anschläge 62 und 78 der Tragarme 60 ist folgendes zu beachten:

In Fig. 12 sind in schematischen Einzeldarstellungen in vier Zeilen a) - d) und in drei Spalten A, B, C verschiedene Einsatzfälle von Übergängen dargestellt. Die Zeilen a) und b) zei-40 gen einen Übergang, welcher sich im Normalfall auf die Fahrzeugkupplung 6, 7 abstützt, immer aber durch sie geführt wird. Die Zeilen c) und d) zeigen einen Übergang, der durch die Fahrzeugkupplung 6, 7 nur in horizontaler Richtung geführt ist, sich aber nicht auf ihr abstützt. In den Zeilen a), c) ist der 45 unbelastete, in den Zeilen b), d) der durch Fahrgäste belastete Zustand des Übergangs dargestellt.

In Spalte A sind jeweils die Fahrzeuge im gekuppelten Zustand und im Normalbetrieb dargestellt, in Spalte B ebenfalls gekuppelt, jedoch mit extremem Höhenunterschied der beiden so Wagenkasten 1 und 2; Spalte C zeigt das eine Fahrzeug in abgekuppeltem Zustand und naturgemäss ohne Last.

Die Funktion der oberen, kastenseitigen und portalseitigen, die Hubbewegung begrenzenden Anschläge ist daraus ersichtlich. Die die Last übernehmenden Bauteile, wie Tragarme, 55 Zugfederstangen oder Fahrzeugkupplungen, sind schraffiert dargestellt.

Der portalseitige Anschlag, der die beiden oberen Tragarme zu einem einzigen, durchgehenden Träger werden lässt, tritt in den Fällen Ac und Ad in Fig. 12, die kastenseitigen An-60 Schläge dagegen in den Fällen Ba, Bb, Bc, Bd und Cc in Funktion.

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8 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

627 981 PATENTANSPRÜCHE

1. Übergangseinrichtung zwischen zwei gekuppelten Fahrzeugen, insbesondere Eisenbahnfahrzeugen, mit einem trennbaren Mittelportal, bei welcher zwischen jeder Kastenstirnwand und der zugehörigen Portalhälfte mindestens zwei Gelenkgliederketten sowie eine begehbare mehrteilige, bewegliche Übergangsbrücke vorhanden sind, wobei die Brücke an der Schwelle der Kastenstirnwandöffnung eine scharnierartig um die Querachse schwenkbare Brückenplatte enthält und portalseitig Brückenteile an der Schwelle der Portalhälfte angebracht sind und Brückenplatte und Brückenteile schuppenartig gleitend aufeinanderliegen, dadurch gekennzeichnet,

dass die Übergangsbrücke (18, 25) mit einer innerhalb eines vollständig geschlossenen Balges (42) gelegenen Tragkonstruktion (29, 30) verbunden ist.

2. Übergangseinrichtung nach Anspruch 1, mit einer oberen Führung für das Mittelportal, welche sich oberhalb des begehbaren Überganges befindet und einen um eine vertikale Achse schwenkbaren Arm am oberen Teil der Kastenstirnseite enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (58) längsverschiebbar einen Schlitten (59) führt, an dem ein Tragarm (60) um eine Querachse (61) neigbar ist und die Portalhälfte (24) über ein Gelenk (63) mit dem Tragarm (60) verbunden ist.

3. Übergangseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Tragkonstruktion eine Brückenführung vorgesehen ist mit einer kastenseitigen Brückenstütze (29), welche kardangelenkartig am Fahrzeugkasten (1) angebracht ist und einerseits den kastenseitigen Brückenteil (18) stützt, anderseits teleskopartig in Längsrichtung verschiebbar eine portalseitige Brückenstütze (30) führt, welche ihrerseits kugelgelenkartig mit der zugehörigen Portalhälfte (24) verbunden ist.

4. Übergangseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsbrücke (18, 25) aus zwei Brückenplatten (18 und 25) besteht, von denen eine in Längsrichtung in etwa parallele, einzeln bewegliche Elemente (50 bis 54) unterteilt ist.

5. Übergangseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Brückenstützen (29 und 30) und der unteren Brückenplatte (18 bzw. 25) Rollen (32) zur Verminderung der Reibung vorgesehen sind.

6. Ubergangseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckung vorgesehen ist, die an jedem Fahrzeugende zwei Abdeckplatten (66 und 68) aufweist, von denen eine (68) am Kasten (1 bzw. 2) um eine Quer- und Längsachse (71) angelenkt und die andere (66) am Mittelportal (24) des Überganges um eine Quer- und Vertikalachse (72 bzw. 73) angelenkt ist.

7. Übergangseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Àbdeckplatten (66 und 68) sich teilweise überlappen und durch eine Teleskopführung (75, 76) geführt sind, die ihrerseits mit ihrem einen Ende (75) am Wagenkasten (1 bzw. 2) und mit dem anderen (76) am Mittelportal (24) angelenkt ist.

8. Übergangseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Abdeckplatte (66 bzw. 68) zusätzliche, um vertikale Achsen (79) schwenkbare Segmentplatten (67) zur Überdeckung noch bestehender Lük-ken vorgesehen sind.

9. Übergangseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentplatten (67) durch Federn (69) und Endanschläge (70) so geführt sind, dass sie bei grossen Abständen der Abdeckplatten (66 bzw. 68) die sonst entstehende Lücke überdecken und bei zusammengeschobenen Abdeckplatten zwischen diese eingeschoben sind.

10. Übergangseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der einen Abdeckplatte (66) verbundene, vorzugsweise über der Teleskopführung (75,

76) angeordnete Deckplatte (74) zur Auflage des oberen Teils einer elastischen Abdichtungsmembrane (42) vorgesehen ist.

11. Übergangseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere trennbare Kupplungsstange (6) angeordnet ist, die kugelgelenkartig und längsfedernd mit dem Kasten (1) verbunden ist und über ein Gelenk die zugehörige Portalhälfte (24) in Längs- und Querrichtung mitführt und mit der entsprechenden Kupplungsstange (7) des anderen Kastens (2) entweder starr verbunden oder ganz trennbar ist.

12. Übergangseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Schwenkwinkel der Führungsarme (60) begrenzende Anschläge (62) vorhanden sind, durch die bei extremen Unterschieden in der Höhenlage der beiden gekuppelten Fahrzeugkasten (1 bzw. 2) das Portal (24) im wesentlichen am nichtabgesenkten Wagenkasten (2 bzw. 1) aufgehängt ist.

13. Übergangseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Führungsarme (60) an ihrem gemeinsamen mittleren Gelenk (63) wegbegrenzende Anschläge (78) aufweisen.

14. Übergangseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite der Portalhälften (24) mittels vertikaler Zapfen (5) und entsprechender Aussparungen in den Fahrzeugkupplungen (6 bzw. 7) in horizontaler Richtung geführt sind.

15. Übergangseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (60) ein Aufhängejoch bilden, das sich im gekuppelten Zustand auf die beiden Schlitten (59) abstützt und über ein Gelenk (63) die beiden verbundenen Portalhälften (24) trägt und führt.

16. Übergangseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Portalhälften (24) zwischen Kasten (1 bzw. 2) und Tragarmen (60) eine in Fahrzeuglängsrichtung vom Kasten weg wirkende Druckfeder (64) aufweisen.

17. Übergangseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (59) als Rollschlitten ausgebildet ist.

18. Übergangseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplungshilfe dienende starre Zugstangen zwischen Wagenkasten (1 bzw. 2) und zugehöriger Portalhälfte (24) angebracht sind.

19. Übergangseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang innen gegen den seitlichen Teil der Gummimembran (42) durch bewegliche seitliche Abschirmungen (44) abgeschirmt ist, welche an den seitlichen Kastenportalsäulen um die Hochachse scharnierartig (46) beweglich angebracht sind.

20. Ubergangseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang nach oben durch bewegliche Deckenteile (66, 67 und 68) gegen den oberen Teil der Gummimembran (42) abgeschirmt ist, wobei diese Deckenkonstruktion durch die Teleskopführung (75,76) getragen und geführt ist.

21. Übergangseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fahrzeugkasten (1 bzw. 2) und der zugehörigen Portalhälfte (24) Federzugstangen (28) angeordnet sind, welche die Portalhälfte (24) im unbelasteten Zustand etwa in der mittleren Höhenlage halten.