CH659803A5

CH659803A5 - Schlingerdaempfungsanordnung fuer drehgestell-schienenfahrzeuge.

Info

Publication number: CH659803A5
Application number: CH434482A
Authority: CH
Inventors: Horst Beschmann
Original assignee: Sig Schweiz Industrieges
Priority date: 1982-07-16
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1987-02-27
Also published as: DE3324574A1; SE460113B; SE8303951D0; NL189808C; DE3324574C2; NL189808B; NL8302491A; SE8303951L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schlingerdrämp-fungsanordnung für Drehgestell-Schienenfahrzeuge mit hydraulischer Schwingungsdämpfung und mechanischer Entkoppelung der Dämpfungswirkung für alle Bewegungskomponenten, ausser der Drehung um eine vertikale Achse.

Durch den Sinuslauf der starren Achsen im geraden Gleis und durch Unregelmässigkeiten in der Gleisgeometrie, werden oszillierende Drehbewegungen der Drehgestelle hervorgerufen, die als Schlingern bezeichnet werden. Um diese störenden Bewegungen zwischen Drehgestell und Kasten zu verkleinern, sind verschiedenen Anordnungen bekannt. Durch die Eigenschaft, rasche Bewegungen stark und langsame wenig zu dämpfen, sind hydraulische Dämpfer, insbesondere solche, die aus Zylinder und Kolben bestehen, besonders geeignet. Werden je seitlich horizontal in Längsrichtung solche Dämpfer zwischen Kasten und Drehgestell angebracht, so kann eine wirksame Schlingerdämpfung erzielt werden, wobei aber Längsbewegungen ebenfalls stark gedämpft werden, während alle übrigen Bewegungskomponenten nicht beeinflusst werden. Die verhinderte Längsbewegung wirkt sich jedoch bei schnellfahrenden Schienenfahrzeugen ungünstig auf das Laufverhalten aus. Es wurde daher eine Verbesserung geschaffen, bei welcher durch eine Verbindungswelle mit Hebel die Dämpfungswirkung bezüglich der Längsschwingungen ebenfalls entkoppelt wird. Dabei kann aber nur auf der einen Seite ein Dämpfer eingebaut werden, weil die Verbindungswelle sonst einen Freiheitsgrad zu viel aufweist und dadurch ihre Drehlage unbestimmt wird.

Es wäre auch denkbar, die hydraulischen Dämpfer durch hydraulische Leitungen so zu verbinden, dass die gewünschte Entkoppelung erreicht wird. Dabei zeigen sich aber zwei erhebliche Nachteile. Im rauhen Bahnbetrieb sind solche, in der Regel hydraulikölführende Leitungen dem Steinschlag, grossen Temperaturschwankungen und anderen Beanspruchungen ausgesetzt, die zu Betriebsstörungen Anlass geben können. Zudem ist es schwierig, das hydraulische System dauernd absolut luftfrei zu halten, was aber notwendig ist, da kleinste Lufteinschlüsse die Dämpferwirkung stark vermindern. Einzelne, in sich geschlossene hydraulische Dämpfer sind bezüglich dieser Einflüsse viel weniger empfindlich.

Die Aufgabe, die sich daher stellt, ist die Schaffung einer Schlingerdämpfungsanordnung für Schienenfahrzeuge, die auf geraden Strecken und bei grossen Kurvenradien hohe Geschwindigkeiten erreichen, in anderen Streckenabschnitten und in Stationsbereichen aber auch enge Kurven befahren müssen.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemässe Schlingerdämpfungsanordnung für Drehgestell-Schienenfahrzeuge gelöst, die sich durch den Wortlaut des Anspruchs 1 auszeichnet.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnittes aus einem Drehgestell eines Schienenfahrzeuges und eines mit diesem verbundenen Wagenkastens mit Schlingerdämpfern,

Fig. 2 eine perspektiv-schematische Darstellung des Ausschnittes nach Fig. 1 mit dessen Dämpfungsanordnung,

Fig. 3,4, 5 Varianten von Dämpfungsanordnungen in der Darstellung gemäss Fig. 2.

Die Hauptachsen x, y, z sowie der Abstand a der Dämpfungsaggregate von z sind in den Fig. 1 und 5 dargestellt und gelten analog für die anderen Figuren.

Ein erstes Anwendungsbeispiel ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Ein Drehgestellrahmen 1 eines Schienenfahrzeuges ist mit dem Fachmann bekannten Führungs-, Fede-rungs- und Dämpfungsmitteln versehen. Diese stützen den Rahmen 1 einerseits auf nicht dargestellte Radsätze. Andererseits tragen und führen analoge Mittel einen zugehörigen Wagenkasten 2. Der Drehgestellrahmen ist mit zwei Drehlagern 3 versehen, in welchen eine starre Verbindungswelle 4 gelagert ist. An dieser sind zwei äussere Hebel 5 und ein innerer Hebel 6 befestigt. Die äusseren Hebel 5 sind über kugelgelenkartige Verbindungen 7 mit Kolbenstangen 8 zweier Dämpferaggregate 9 verbunden. Diese sind ihrerseits über analoge kugelgelenkartige Verbindungen 10 mit dem Wagenkasten 2 verbunden. Mit analogen Verbindungen 11 ist der innere Hebel 6 durch die starre Verbindungsstange mit dem Wagenkasten 2 verbunden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann sich der Drehgestellrahmen 1 bezüglich des Wagenkastens 2, soweit dies der Bewegungsbereich der Drehlager 3 und der Verbindungen 7, 10,11 erlaubt, in allen drei Hauptrichtungen x, y, z frei verschieben und um die Quer- und die Längsachse y und x des Drehgestellrahmens 1 frei drehen. Einzig die Drehung um die Hochachse z wird durch die Dämpfungsaggregate 9, insbesondere bei raschen Schwingungsbewegungen, wirksam

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gedämpft, wobei die Verbindungswelle 4 durch eine Verbindungsstange 12 immer eindeutig positioniert wird. Um die Wirkung der Dämpfungsaggregate zu erhöhen und um im mittleren Bereich des Drehgestells Bauraum für andere Teile zu erhalten, werden die Dämpfungsaggregate möglichst weit vor der mittigen Drehachse des Wagenkastens angeordnet. Damit ergibt sich aber ein grosser Arbeitshub des Dämpfers.

Da ein einzelner Dämpfer bei dieser Anordnung zu lang und daher zu wenig stabil wäre, werden zwei einander etwa gegenüberliegende Dämpfer verwendet. Um aber die Verbindungswelle zufolge ihres überzähligen Freiheitsgrades bei der unvermeidlichen kleinen Kraftdifferenz der beiden Dämpfer nicht dauernd gegen ihre eine Endstellung anschlagen zu lassen, wodurch die Entkoppelung der Längsbewegung unvollständig würde, wird die Verbindungswelle über einen weiteren Hebel und die starre Verbindungsstange in ihrer Mittelage gehalten.

Die Fig. 2 dient vor allem dem besseren Verständnis der stark vereinfacht dargestellten weiteren Anwendungsbeispiele gemäss den Fig. 3,4, 5, indem Varianten von Fig. 1 in der Schemadarstellung der folgenden Figuren erläutert werden.

Bei der Variante gemäss Fig. 3 weisen die Hebel 5 und 6 in der Mittelstellung der Welle 4 nach oben. Zudem sind die Dämpfungsaggregate 9 in verschiedenen Richtungen, d.h. vor und hinter der Welle 4, angeordnet.

Bei der Variante gemäss Fig. 4 ist der innere Hebel 6 nur virtuell vorhanden, da die Drehlager 3 sich aussen an den äusseren Hebeln 5 befinden. Eine weitere Variante zeigt Fig. 5. Hier sind die Verbindungswelle 4 parallel und die Dämpfungsaggregate 9 quer zur Fahrtrichtung x angebracht. Die Drehlager 3 sind am Wagenkasten 2 befestigt.

Es sind noch eine Reihe weiterer Varianten und Kombinationen möglich, die alle auf dem Erfindungsgedanken beruhen. Insbesondere können die Verbindungswellen-Drehlager 3 innerhalb oder ausserhalb der äusseren Hebel 5 sowie am Drehgestellrahmen 1 oder am Wagenkasten 2 angeordnet sein. Die äusseren und die inneren Hebel 5, 6 können sich nach oben oder nach unten erstrecken. Die Dämpfungsaggregate 9 und die Verbindungsstange 12 können bezüglich der Verbindungswelle 4 in gleicher oder in unterschiedlicher Richtung liegen. Schliesslich kann die ganze Anordnung so vorgesehen werden, dass die Verbindungswelle 4 quer, längs oder diagonal zur Fahrtrichtung x liegt.

Diese, auf ein und demselben Erfindungsgedanken beruhenden Variationsmöglichkeiten ergeben eine hervorragende Anpassungsfähigkeit an die verschiedensten Fahrzeugkonstruktionen. Die Dämpfungsaggregate können, bei seitlicher Anordnung, weit aussen angeordnet werden, was eine gute Dämpfungswirkung und Zugänglichkeit bringt und auch gestattet, gleitreibungs- und wartungsfreie Elastomer-Lager und -Gelenkverbindungen zu verwenden, ohne dass sich dabei die radiale Nachgiebigkeit nachteilig auswirkt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

659 803 PATENTANSPRÜCHE

1. Schlingerdämpfungsanordnung für Drehgestell-Schienenfahrzeuge (1,2) mit hydraulischer Schwingungsdämpfung (9) und mechanischer Entkoppelung der Dämpfungswirkung für alle Bewegungskomponenten, ausser der Drehung um eine vertikale Achse (z), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wagenkasten (2) als dem einen An-schluss-System und dem Drehgestellrahmen (1) als dem anderen Anschluss-System, mit von einer vertikalen Drehachse (z) als Hebelarm wirkendem Abstand (a), zwei etwa horizontale, bezüglich der Drehachse (z) Dämpfungsmomente erzeugende Dämpfer (9) angeordnet sind, wobei deren Anschlüsse (7,10) gelenkig einerends mit einem am einen Anschluss-System (2; 1) festen Element und andernends gelenkig über Schwenkhebel (5) und eine für diese Dämpfer (9) gemeinsame drehbar (3) gelagerte Welle (4) am anderen Anschluss-System (1; 2) befestigt sind, und dass zwischen den Dämpfern (9) eine im wesentlichen parallel zu diesen (9) wirkende, beiderends gelenkig (11) mit einem der beiden Systeme (1,12) verbundene starre Verbindungsstange (12) angeordnet ist, wobei die Verbindung mit dem einen System über ein hebelartig wirkendes Element (6) und die Welle (4) erfolgt.

2. Schlingerdämpfungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfer (9) und die Verbindungsstange (12) in der Fahrtrichtung (x) und die Verbindungswelle (4) quer dazu angeordnet sind (Fig. 2).

3. Schlingerdämpfungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebel (5, 6) an der Verbindungswelle (4) in ihrer Mittellage vertikal nach unten gerichtet sind.

4. Schlingerdämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungswelle (4) am Drehgestellrahmen (1) drehbar (3) gelagert ist.

5. Schlingerdämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Gelenkverbindungen und Lager elastisch verformbar und daher gleitreibungsfrei ausgeführt sind.

6. Schlingerdämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 — 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Anzahl der Gelenkverbindungen kugelgelenkförmig oder um eine einzige Achse drehbar ausgebildet ist.