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Die Erfindung betrifft eine Aufhängevorrichtung zur Abstützung eines Wagenkastens eines Eisenbahnwaggons auf einem Fahrwerk, die ein Pendeln des Wagenkastens in seiner Längsrichtung gegenüber dem Fahrwerk bei Kurvenfahrten erlaubt Aufhängevorrichtungen, die ein Pendeln des Wagenkastens um seine Längsrichtung während schneller Kurvenfahrten erlauben, sind in der Eisenbahntechnik bekannt. Es werden sogenannte Wankstützen eingesetzt, die auf dem Fahrgestell des Waggons mittels Lenkern und Federn aufsetzen und an denen wiederum der Wagenkasten federnd gelagert ist. So ist in der Offenlegungsschrift
DE 21 42 975 eine Aufhängung für Eisenbahnwaggons beschrieben, bei der die Wankstütze über trapezförmig angesetzte Lenker geführt wird. Die Konstruktion setzt auf einem Drehgestell als Fahrgestell auf und hebt damit den Wagenkasten an. Der Schwerpunkt des Waggons liegt weit oben. Auch ist die Konstruktion sehr aufwendig. Auch sind keine vertikalen Bewegungen des Wagenkastens möglich.
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In der Patentschrift
EP 0 683 081 B1 sind zwei Varianten für eine Aufhängevorrichtung für Wagenkästen eines Eisenbahnwaggons gezeigt.
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In der ersten Variante pendelt der Wagen um einen tiefliegenden Drehpunkt mit einer kreisförmigen Bogenbahn und einem Rollenmechanismus im Dach des Wagenkastens. Diese Konstruktion erfordert aktive Stelleinrichtungen im Wagendach und ist damit sehr aufwendig.
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In der zweiten Variante ist eine elastische Federung zwischen einem Querträger unter dem Wagendach und dem Wagenkasten vorgesehen. Auch in dieser Variante sind aktive Stelleinrichtungen vorgesehen, die die Neigung des Wagenkastens gegenüber dem Fahrgestell erzwingen.
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Alle Vorrichtungen zur Beeinflussung des Neigungswinkels des Wagenkastens sind weit oben im Wagenkasten untergebracht, so dass der Schwerpunkt des Waggons relativ hoch liegt.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Aufhängevorrichtung für einen Wagenkasten zu offenbaren, die den Schwerpunkt des Waggons nach unten verlagert und die ein passives und stabiles Pendeln des Wagenkastens ohne aktive Stellglieder erlaubt.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der Wagenkasten pendelt erfindungsgemäß mittels eines Wagenträgers, der als Justierarm oder als Stützschenkel ausgeführt sein kann und der fest an dem Fahrwerk des Eisenbahnwaggons angebracht ist, um einen Pendelpunkt, der oberhalb des Schwerpunktes des Wagenkastens liegt. Dabei kann der Wagenkasten mittels Wagenträger an diesem Pendelpunkt aufgehängt sein, muss es aber nicht. In jedem Fall wird der Wagenkasten an einer Laufbahn des Wagenträgers mit Rollen geführt, die an dem Wagenkasten angebracht sind. Die Laufbahn kann tragend als Trägerbahn oder als Führungsbahn ausgebildet sein. Das Pendeln um einen Pendelpunkt oberhalb des Schwerpunktes des Wagenkastens ist stabil und passiv und kommt ohne aktive Stellvorrichtungen aus. Durch diese Anordnung des Fahrwerkes und der Rahmenbildung zweier Trägerbahnen/Rollenträgern kann ein völliges freies Pendeln erreicht werden, da die Rollen immer rechtwinkelig zur Trägerbahn sind.
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Durch die niedrig liegende Bauweise und die Ausgestaltung des Justierarmes kann wie gewohnt mittig durch die Waggons gegangen werden. Eine Einzelradaufhängung ist möglich. Eine mittige Achslage und Pufferwirkung wird rein mechanisch erreicht.
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Die Aufhängevorrichtung ist insbesondere für die Waggons von Gliederzügen vorgesehen, bei denen zwei benachbarte Eisenbahnwaggons ein Fahrwerk mit einem Wagenträger gemeinsam nutzen und dieses Fahrwerk nur eine Achse besitzt. Solche Gliederzüge lassen sich einfach bauen und das Fahrgestell besitzt nur ein geringes Gewicht. Weiterhin fahren Gliederzüge mit einachsigen Fahrgestellen mit geringeren Reibungsverlusten durch Kurven als dies bei Waggons mit zwei Drehgestellen der Fall ist.
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Bei einem Gliederzug stützt sich die Kupplung, die die beiden benachbarten Waggonrahmen verbindet, mittig auf dem Fahrwerk ab. Über dem Waggonrahmen pendelt dann der Wagenkasten.
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Der Wagenkasten pendelt mittels eines Wagenträgers, der an dem Fahrgestell befestigt ist, über dem Waggonrahmen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Wagenträger dreiecksförmig mit zwei Stützschenkeln ausgeführt, die sich oben im Pendelpunkt treffen und unten am Fahrwerk befestigt sind.
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Dabei sind die Waggons an ihrem Pendelpunkt am Wagenträger aufgehängt und, die Last des Wagenkastens oder der beiden benachbarten Wagenkästen wird von den Stützschenkeln aufgenommen und auf das Fahrwerk übertragen. Dabei ist das Pendellager vorteilhafterweise so ausgeführt, dass es den Wagenkasten federnd aufnimmt und eine geringe vertikale Bewegung erlaubt.
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Eine solche federnde Aufhängung erhöht den Fahrkomfort bei Unebenheiten der Gleise.
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Die Rollen von zwei benachbarten Eisenbahnwaggons richten das Fahrwerk an der Laufbahn mittig aus, stabilisieren dieses und besitzen auch eine Pufferwirkung, indem sie an dem unteren Schenkel des Wagenträgers geführt sind. Die Rollen sind über Rollenträger mit gefederten Hydraulikstellern an den benachbarten Wagenkästen befestigt.
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In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Aufhängevorrichtung ist die Laufbahn als eine kreisbogenförmige Trägerbahn ausgeführt und die Rollen sind als Stützrollen federnd über einen kreisbogenförmigen Rollenträger am Wagenkasten befestigt und stützen darüber den Wagenkasten auf der Laufbahn ab. In dieser Ausführungsform wird das Gewicht des Wagenkastens nicht an dem Pendelpunkt aufgenommen, wofür ein entsprechend stark dimensioniertes Lager erforderlich ist, sondern von mehreren Stützrollen auf der Trägerbahn. Die Pendelbewegung erfolgt optimal, wenn die Mittelpunkte des kreisbogenförmigen Rollenträgers und der kreisbogenförmigen Trägerbahn zusammen in dem Pendelpunkt liegen.
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Dabei ist auch die umgekehrte Anordnung möglich, nämlich dass sich die Trägerbahn am Wagenkasten und sich die Rollenbahn am Fahrgestell befindet. Auch kann ein Teil des Wagenrahmens als Trägerbahn oder Rollenbahn ausgeführt sein.
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Die Pendelbewegung um den Pendelpunkt wird durch einen an dem Wagenträger befestigten Justierarm geführt, der an dem Pendelpunkt angelenkt ist. Der Justierarm ist vorteilhaft als dreiecksförmige Stütze ausgebildet, der im Pendelpunkt ein Führungslager für die Wagenkästen besitzt, das Querkräfte aufnimmt, aber nicht die Gewichte der Wagenkästen. Es erlaubt auch eine geringe vertikale Bewegung des Wagenkastens. Auch eine mittige Anordnung eines schmalen Justierarms benötigt nur wenig Raum im Durchgangsbereich zwischen zwei Waggons.
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Die Pendelbewegung wird über Federn zwischen den Stützrollen und dem Rollenträger abgefedert.
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Zur Unterstützung der optimalen Neigung des Wagenkastens bei einer Kurvenfahrt können zwischen dem Wagenkasten und dem Wagenträger Hydrauliksteller angeordnet sein. Diese können an der Trägerbahn oder dem Justierarm angreifen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Aufhängevorrichtung ist die Trägerbahn unterhalb der Achse des Fahrgestells angeordnet. Dadurch wird eine flache Bauweise erreicht, die einen größeren Freiraum für ein Durchgehen zwischen zwei Eisenbahnwaggons erlaubt.
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Insgesamt ermöglicht die Konstruktion der Aufhängevorrichtung eine raumsparende Auslegung des Durchgangsbereiches.
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Die Kupplung zwischen benachbarten Waggonrahmen ruht auf einer Drehpfanne, damit die beiden Waggonrahmen sich bei einer Kurvenfahrt gegeneinander abwinkeln können. Die Drehpfanne ist wiederum ist auf einem Pfannenträger an dem Fahrgestell gelagert.
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In dieser Ausführungsform wird das Fahrwerk mittels Pufferarmen, die an den Wagenrahmen gelenkig befestigt sind, mittig ausgerichtet. Dabei sind die Pufferarme am Fahrwerk mit einem Gelenk in Führungsschienen gehalten und mittels Federn abgepuffert.
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Die Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren beispielhaft dargestellt.
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1 zeigt schematisch einen Gliederzug in Draufsicht.
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2 zeigt schematisch eine Wagenverbindung im Gliederzug in Seitenansicht.
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3 zeigt schematisch eine Wagenverbindung im Gliederzug in Draufsicht.
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4 zeigt eine Wagenverbindung mit zwei Justierarmen.
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5 zeigt einen Querschnitt durch eine Aufhängevorrichtung mit einem oben getragenen Wagenkasten.
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6 zeigt einen seitlichen Schnitt zu 5.
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7 zeigt einen Querschnitt durch eine Aufhängevorrichtung mit einem auf einer Trägerbahn getragenen Wagenkasten.
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8 zeigt einen seitlichen Schnitt zu 7.
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9 zeigt einen Querschnitt durch eine Aufhängevorrichtung mit einer tief liegenden Trägerbahn.
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10 zeigt einen seitlichen Schnitt zu 9.
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11 zeigt schematisch das Fahrgestell und den Justierarm als Durchgangsbogen in einer Ansicht von vorn.
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12 zeigt die Anordnung von 11 mit einem Wagenkasten.
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In 1 ist schematisch ein Gliederzug bei einer Kurvenfahrt in Draufsicht gezeigt. Die beiden Wagenkästen 1 sind über den Wagenkastenträger 7 gekoppelt und können sich in den Drehpunkten 9 gegeneinander verdrehen. Sie stützen sich über den Wagenträger 6 auf dem gemeinsamen Fahrgestell 2 mit den Rädern 3 auf den Schienen 5 ab. Der Durchgangsbereich zwischen den Wagenkästen 1 ist durch die Durchgangsbalge 28 nach außen hin geschützt.
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In 2 ist die Verbindung zwischen den Wagenkästen 1 in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Das Fahrwerk 2 mit den Rädern 3 läuft in den Radkästen 4 auf den Schienen 5. Auf dem Fahrgestell 2 ist der Wagenträger 6 nach oben gerichtet und trägt den Wagenkastenträger 7, der die beiden Wagenkästen 1 in den Drehpunkten 9 drehbar miteinander verbindet.
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In 3 ist eine Wagenverbindung von zwei Wagen an einem einachsigen Fahrgestell 2 mit den Rädern 3 dargestellt. Die beiden Wagenrahmen 24 sind an der Kupplung 19 mit ihrer Drehauflage 31 auf dem Fahrgestell 2 miteinander gekoppelt. Die Rahmen 24 sind über die Kreuzverspannung 25 versteift. Die kurzen Schenkel des Wagenrahmens 24 dienen hier auch als Rollenträger 15 für die Rollen 12, auf denen der nicht dargestellt Wagenkasten pendeln kann. Die Gleitstützen 20 halten die Wagenrahmen 24 immer parallel zu dem Fahrgestell 2.
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An jedem Wagenrahmen 24 sind an jedem Ende zwei Führungsarme 21 angebracht, die jeweils mit ihrem Gegenstück des benachbarten Wagens an eine Pufferfeder 23 angreifen, die in einer Führungsschiene 22 in dem Fahrgestell 2 geführt ist. Bei einer Kurvenfahrt verändert sich die Entfernung der Rollenträger 15 zueinander und durch den veränderten Winkel drücken die Führungsarme 21 gegen die Pufferfedern 23.
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In 4 ist die Wagenverbindung von zwei Wagenkästen 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Die beiden Wagenrahmen 24 sind über die Kupplung 19 gekoppelt, die mit jeweils einer Drehauflage 31 auf der Drehpfanne 29 gelagert sind, die wiederum von dem Pfannenträger 30 gehalten ist. Die Wagenrahmen 24 dienen auch als Rollenträger 15, in die die Rollen 12 und die zugehörigen Federn 14 integriert sind, die den Wagenkasten 1 an der Trägerbahn 16 stützen.
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Die Räder 3 sind mit ihrer Achse 10 an der Radaufhängung 26 gehalten.
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Auf den beiden Wagenrahmen 24 sind die Justierarme 17 abgestützt, die jeweils an den Pendelpunkten 8 die Wagenkästen 1 tragen und/oder führen.
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In den 5 und 6 ist die Aufhängevorrichtung für einen Wagenkasten 1 mit ihren wesentlichen Einzelteilen in der ersten Ausführungsform dargestellt. Das Fahrgestell 2 hält die Achse 10 mit den Rädern 3 und bildet auch den unteren Teil des dreiecksförmigen Wagenträgers 6. Auf diesem erheben sich die Stützschenkel 11, die sich im Pendelpunkt 8 treffen. Dort ist ein Lager vorgesehen, in dem der Wagenkastenträger 7 federnd gelagert ist. Ein Langloch ermöglicht zusammen mit der Feder 14 eine geringe vertikale Bewegung. Hier kann auch ein aktiver Höhensteller eingebaut sein.
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Die Aufhängevorrichtung ist so gestaltet, dass auch ein doppelstöckiger Wagenkasten mit einer oberen Plattform 18 genutzt werden kann.
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Beim Pendeln des Wagenkastens 1 um den Pendelpunkt 7 rollen die Rollen 12 an der Laufbahn 16 des unteren Teils des Wagenträgers 6 ab. Dieses Pendeln ist stabil, die Neigung des Wagenkastens 1 kann aber auch über aktive Steller 13 beeinflusst werden.
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Die Rollen 12 sind in den Rollenträgern 15 federnd an dem Wagenkasten 1 in den Radkästen 4 gehalten und an dem Fahrgestell 2 entlang geführt.
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In den 7 bis 10 ist die Aufhängevorrichtung für einen Wagenkasten 1 mit ihren wesentlichen Einzelteilen in der zweiten Ausführungsform mit Querschnitten dargestellt. Das Fahrgestell 2 hält die Achse 10 mit den Rädern 3 und bildet auch den unteren Teil des dreiecksförmigen Wagenträgers 6. Auf diesem erheben sich die dreiecksförmig ausgebildeten Justierarme 17, die sich im Pendelpunkt 8 treffen. Dort ist ein Lager vorgesehen, in dem der Wagenkastenträger 7 federnd gelagert ist.
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Beim Pendeln des Wagenkastens 1 um den Pendelpunkt 7 rollen die Rollen 12, die an dem Rollenträger 15 federnd gehalten sind, auf der Laufbahn 16 als Trägerbahn des Wagenträgers 6 ab. Dieses Pendeln ist stabil, die Neigung des Wagenkastens 1 kann aber auch über aktive Steller 13 beeinflusst werden, die sich zwischen dem Wagenkasten 1 und dem Wagenträger 6 befinden.
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Gemäß den 7 und 8 kann die Laufbahn 16 oberhalb der Achse 10 angeordnet sein.
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In einer weiteren Variante der Aufhängevorrichtung gemäß den 9 und 10 kann die Laufbahn 16 auch unterhalb der Achse 10 verlaufen und damit einen tiefen Pendelpunkt realisieren.
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Auch können die Rollen 12 an der unteren Trägerbahn befestigt und der Rollenträger 15 darauf geführt sein.
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Der Wagenkastenträger kann anstelle der dreiecksförmigen Ausführung auch an einem geraden Justierarm 17 gelagert sein. Es sind also viele konstruktive Abwandlungen der Konstruktion der Aufhängevorrichtung vorgesehen.
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In den 9 und 10 ist eine Wagenkastenaufhängung mit tiefliegendem Rollenträger 15 dargestellt, an dem ein torbogenförmiger Justierarm 17 mit oben liegenden Pendelpunkt 8 angebracht ist.
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Die 11 zeigt einen Schnitt durch die Aufhängevorrichtung mit unten liegender Rollenbahn 15 und einem torbogenförmigen Justierarm 17, der bis zum Pendelpunkt 8 reicht. Das Fahrgestell 2 besitzt für die Räder 3 an den Achsen 10 eine Einzelradaufhängung 26. In dem Fahrgestell 2 sind die Führungsschienen 22 für die Pufferfedern 23 eingearbeitet, auf die die Führungsarme 21 während einer Kurvenfahrt wirken.
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Die Kupplung 19 mit Drehpfanne 29 und Pfannenträger 30 an dem Fahrgestell 2 verbindet die Wagenrahmen miteinander.
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In 12 ist der Wagenkasten 1 mit seiner Trägerbahn 16 auf den Rollen 12 abgestützt dargestellt. Die Radkästen 4 sind teil des Wagenkastens 1 und können mit diesem pendeln.
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Durch die Torbogenform des Justierarms 17 wird ein breiter Durchgang 27 ermöglicht.
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Es ist auch möglich, einen zweistöckigen Waggon mit einer oberen Plattform 18 so zu gestalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wagenkasten
- 2
- Fahrgestell
- 3
- Rad
- 4
- Radkasten
- 5
- Schiene
- 6
- Wagenträger
- 7
- Wagenkastenträger
- 8
- Pendelpunkt
- 9
- Drehpunkt
- 10
- Achse
- 11
- Stützschenkel
- 12
- Rolle
- 13
- Aktiver Steller
- 14
- Feder
- 15
- Rollenträger
- 16
- Laufbahn, führend oder tragend
- 17
- Justierarm
- 18
- Obere Plattform
- 19
- Kupplung
- 20
- Gleitstütze
- 21
- Führungsarm
- 22
- Führungsschiene
- 23
- Pufferfeder
- 24
- Waggonrahmen
- 25
- Kreuzverspannung
- 26
- Radaufhängung
- 27
- Innerer Durchgang
- 28
- Durchgangbalge
- 29
- Drehpfanne
- 30
- Pfannenträger
- 31
- Drehauflage
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2142975 A [0001]
- EP 0683081 B1 [0002]
