DE2218089B2

DE2218089B2 - Schienenfahrzeug, insbesondere reisezugwagen mit drehgestellen

Info

Publication number: DE2218089B2
Application number: DE19722218089
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 3527 Calden II; Dieling Hans 3581 Rhünda Schindehütte
Original assignee: Wegmann and Co GmbH
Current assignee: Waggonfabrik Talbot GmbH and Co KG
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1976-02-05
Also published as: JPS4916107A; CH564446A5; GB1381699A; IT983819B; DE2218089C3; FR2180137A1; DD102653A5; FR2180137B1; DE2218089A1; US3941061A

Description

ist, wobei ν die zulässige Radentlastung, Gi das Gewicht des Drehgestells und Gn der auf das Drehgestell entfallende Anteil am Gewicht des Wagenkastens bedeutet.

3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in den beiden miteinander verbundenen Luftfedern belastungsabhängig gesteuert wird.

4. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Wankstütze aus einer Drehstabfeder und beiderseits angeordneten waagerechten Hebeln und Anlenkstangen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkstangen (8) bei Geradeausfahrt mit der Senkrechten einen Winkel (<x) bilden, derart, daß sich die nach unten gerichteten gedachten Verlängerungen (8a) der Anlenkstangen verschiedener Drehgestelle des gleichen Wagens unter der Wagenmitte schneiden (Fig. 4).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug, insbesondere Reisezugwagen, mit Drehgestellen, auf die lieh der Wagenkasten über zwei symmetrisch zur Längsmittelebene angeordnete Luftfedern abstützt.

Die Verwendung von Luftfedern, insbesondere in der Form von Federbälgen, bringt den Vorteil, daß die Luftfederung eine sehr weiche Federung ist, die Stöße und Erschütterungen des Fahrgestelles vollständig aufnimmt, so daß sie im Wagenkasten nicht mehr fühlbar sind, und daß die Luftfedern auch seitliche Verschiebungen der gegeneinander abgefederten Teile aufzunehmen vermögen, se daß es möglich ist, die Luftfedern direkt zwischen dem Drehgestell und dem Wagenkasten anzuordnen. Diesem Vorteil stehen jedoch auch Nachteile gegenüber. Die Weichheit der Federung bedingt eine geringe Wankstabilität. Um das Wankverhalten des Wagens zu verbessern, werden die Luftfedern in der Regel möglichst weit nach außen gelegt, um eine breite Basis zu schaffen, und durch die zur Niveauregelung vorgesehene Druckluftsteuerung werden die Luftfedern einzeln gesteuert, was jedoch zur Folge hat, daß die Luftfederventile auf die Wankbewegungen des Fahrzeuges ansprechen, derart, daß über das eine Ventil Luft in eine Luftfeder nachgespeist wird, während gleichzeitig aus der anderen Luftfeder Druckluft ins Freie entweicht. Dadurch entsteht ein ständiger Luftverbrauch, der bei längeren Zügen durch den Lokomotivkompressor nicht mehr gedeckt werden kann.

Ein weiterer, sehr bedenklicher Nachteil der Luftfedern besteht darin, daß mit der Möglichkeit gerechnet werden muß, daß ein einzelner Luftfederbalg während der Fahrt platzt Durch das Platzen eines Luftfederbalges wird die eine Seite des Drehgestelles entlastet, während die ganze Wagenlast über den unbeschädigt gebliebenen Federbalg auf der anderen Seite des Fahrgestelles lastet. Liegen, wie dies bekannt ist, die Luftfederbälge außerhalb der Spurweite, so wird durch die Hebelwirkung sogar noch die entlastete Seite des Drehgestelles angehoben, so daß hohe Entgleisungsgefahr besteht.

Es ist die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, dieser Entgleisungsgefahr entgegenzuwirken. Dementsprechend ist die Erfindung gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß die Druckräume der Luftfedern unmittelbar miteinander in Verbindung stehen, der Abstand der Luftfedern kleiner als die Spurweite ist und daß diese Luftfedern mit einer an sich bekannten Wankstütze kombiniert sind, über die der Wagenkasten mit dem Drehgestell oder einem Zwischenträger verbunden ist.

Um die einseitige Belastung des Drehgestelles beim Platzen eines Luftfederbalges zu vermeiden, stehen beim Gegenstand der Erfindung die Druckräume der Luftfedern unmittelbar miteinander in Verbindung. Dies allein würde jedoch die Entgleisungsgefahr noch nicht vollständig beseitigen, denn auch wenn sich beim Platzen eines Luftfederbalges die symmetrisch zu dem geplatzten Balg angeordnete Luftfeder entleert, so ist es doch unvermeidbar, daß kurzzeitig eine Entlastung der einen Drehgestellseite stattfindet, die dazu führen kann, daß sich die Räder von den Schienen kurzzeitig abheben, so daß auch in diesem Fall eine Entgleisung eintreten kann. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß diese Entgleisungsgefa.hr um so größer ist, je größer die Breite der Luftfederbasis gewählt wurde. Um auch diese Entgleisungsgefahr z;u vermeiden, ist gemäß der Erfindung der Abstand der Luftfedern kleiner als die Spurweite, dadurch ruht der Wagen auf einer schmalen Basis, wodurch erreicht wird, daß sich beim Platzen eines Federbalges die nunmehr auf dem anderen Federbalg ruhende, volle Wagenlast auf die beiden Seiten des Drehgestelles verteilt, und zwar umgekehrt proportional zu der Länge der Abstände der Radkränze von der Wirkungslinie der noch wirksam gebliebenen Luftfeder. Andererseits hätte eine so schmale Basis aber ein ungünstiges Wankverhalten zur Folge, das durch die unmittelbare Verbindung der Federbälge miteinander noch ungünstiger wird. Bei einseitiger Belastung würde sich der Wagenkasten zur Seite neigen und nicht mehr von selbst aufrichten. Um diesen Nachteil der schmalen Basis zu beseitigen, ist beim Gegenstand der Erfindung der Wagenkasten gegen das Drehgestell bzw. gegen einen Zwischenträger durch an sich bekannte Wankstützen abgestützt.

Bei der Wahl des Abstandes der beiden Luftfedern ist davon auszugehen, daß eine Radentlastung ν bis zu einem gewissen Betrag in Prozenten der Normallast zugelassen werden kann, ohne daß Entgleisungsgefahr eintritt — wobei die Bundesbahn eine Entlastung bis zu 60% der Normallast als zulässig ansieht — und zu berücksichtigen, daß sich die Radlast aus einem Anteil an Gewicht G\ des Drehgestelles und einem Anteil G?

am Gewicht des Wagenkastens zusammensetzt, so ergibt sich nach Anspruch 2, daß beim Platzen einer Luftfeder die Mindestradlast nicht unterschritten wird, wenn

u < S ■ ν

(I * 0

ist, wobei ν = die zulässige Radentlastur.g in Prozent der Normallast, Gi das Gewicht des Drehgestelles und Gi der auf dieses Drehgestell entfallende Anteil des Gewichtes des Wagenkastens bedeutet Nicht berücksichtigt sind in dieser Formel Radlastunterschiede, die durch die elastische Verformung im Drehgestell bei Verwindung bedingt sind.

Nach Anspruch 3 wird eine vorteilhafte Weiterbildung darin gesehen, daß der Druck in den beiden miteinander verbundenen Luftfedern belastungsabhängig gesteuert wird.

Den Wagenkasten mit dem Drehgestell oder einem Zwischenträger verbindende Wankstützen sind bei stahlgefederten Drehgestellen bekannt, bei luftgefederten Drehgestellen wurden sie bisher nicht verwendet, weil man eine ungünstige Beeinflussung der senkrechten Einfederung befürchtete. Diese Bedenken gegen die Verwendung von Wankstützen werden aber bei weitem aufgewogen durch den Gewinn an Fahrsicherheit durch die Beseitigung der Entgleisungsgefahr. Neben dieser Beseitigung der Entgleisungsgefahr bringt der Gegenstand der Erfindung noch den weiteren Vorteil, daß die Luftfederbälge nicht mehr einzeln gesteuert werden müssen, vielmehr eine Druckluftsteuerung nur zur Niveauregelung erforderlich ist, so daß ein Luftverbrauch nur insoweit eintritt, als durch Änderung der Zuladung bedingt ist. Dies bringt eine erhebliche Verminderung des Luftverbrauches, so daß auch lange Reisezüge aus solchen Wagen zusammengestellt werden können, ohne daß die Leistungsfähigkeit des Lokomotivkompressors überschritten wird. Die Druckiuftsteuerung wird damit insgesamt wesentlich vereinfacht und weniger störanfällig.

Für den Fall, daß wegen Beschädigung einer Luftfeder oder wegen mangelnder Druckluft mit drucklosen Lu^ftfedern gefahren werden muß, muß in allen Fällen eine Notfederung vorgesehen sein. Diese Notfederung muß so nachgiebig sein, daß auch in der maximal zulässigen Gleisverwindung die einseitige Radentlastung das zulässige Maß nicht überschreitet. Die beim Gegenstand der Erfindung vorgesehene schmale Basis der Luftfederung bedingt, daß auch der für die Notfederung erforderliche Federweg, der sich zum Luftfederweg addiert, kleiner wird, womit sich auch der Raum, der zwischen Wagen und Drehgestell freigehalten werden muß, vermindert, was sich auf die Fußbodenhöhe des Fahrzeuges günstig auswirkt. Beim Platzen einer Luftfeder sinkt der Wagen auf die Notfeder ab. Dabei wird potentielle Energie frei, die um so größer ist, je größer die Strecke ist, um die der Wagen absinkt. Die Verkleinerung des Gesamtfederweges wirkt sich auch hier günstig aus.

Wird eine Wankstütze vorgesehen, die in an sich bekannter Weise aus einer Drehstabfeder und beiderseits an dieser angeordneten waagerechten Hebeln und Anlenkstangen besteht, so können die Anlenkstangen nach Anspruch 4 so angeordnet sein, daß sie bei Geradeausfahrt mit der Senkrechten einen Winkel bilden, derart, daß sich die nach unten gerichteten fredachten Verlängerungen der Anlenkstangen verschiedener Drehgestelle des gleichen Wagens unter der Wagenmitte schneiden. Dadurch wird erreicht, daß sich bei Kurvenfahrt die Anlenkstangen an der Bogenaußcnseite steiler stellen und damit den Wagenkasten außen etwas anheben, während sich an der Bogeninnenseite der Winkel der Anlenkstangen gegen die Senkrechte vergrößert, so daß die Wageninnensoite etwas abgesenkt wird.

Der Hauptanspruch soll nur als Kombinationsan-ο spruch Gültigkeit haben.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert, dabei zeigt

F i g. i einen Querschnitt durch ein Schienenfahrzeug mit Drehgestell,

Fig.2 eine Aufsicht auf das Drehgestell des Fahrzeuges nach F i g. 1,

F i g. 3 das gleiche Drehgestell in Seitenansicht und
F i g. 4 eine andere Ausführungsform der Anbringung der Wankstütze bei der Anordnung nach F i g. 3.

Die Erfindung wird an Hand eines Reisezugwagens für sehr hohe Geschwindigkeiten, der zusätzlich in an sich bekannter Weise mit einer Drehhemmung versehen ist, erläutert Handelt es sich um Reisezugwagen für if weniger hohe Geschwindigkeiten, so kann die Drehhemmung und damit der im Ausführungsbeispiel vorgesehene Zwischenträger entfallen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 3 stützt sich der Wagenkasten 1 über die Luftfedern 2 auf den Zwischenträger 3 ab, der sich seinerseits über die Gleitstücke 4 auf das Drehgestell 5 abstützt. Der Abstand a der strichpunktiert eingezeichneten Wirkungslinien der beiden Luftfedern 2 ist, wie F i g. 1 zeigt, kleiner als die Spurweite 5, und zwar beiderseits um die Abstände b. Da die beiden Luftfederbälge unmittelbar miteinander in Verbindung stehen und sich auf gleichem Druck befinden, verteilt sich das Gewicht P des Wagenkastens gleichmäßig auf beide Räder, so daß die

Radlast auf beiden Seiten ., beträgt. Nimmt man an, daß

einer der beiden Luftfederbälge platzt, so tritt vorübergehend der Zustand ein, daß die ganze Last P des Wagenkastens auf dem anderen Luftfederbalg liegt und sich auf die Räder im Verhältnis b: (a + b) verteilt. Wäre die Radlast allein durch das Gewicht des Wagenkastens bestimmt, so würde daraus folgen, daß,

wenn der Raddruck nicht unter 0,4. ., absinken soll, der

Abstand a gleich oder kleiner G,6 : S sein müßte. Berücksichtigt man noch das Gewicht Gi des Drehgestelles im Verhältnis zu dem auf dieses Drehgestell entfallenden Anteil des Gewichtes Gi des Wagenkastens, so ist dieser Grenzwert noch mit

zu multiplizieren.

Da der verhältnismäßig kleine Abstand a zwischen den Luftfedern ein ungünstiges Wankverhalten des Wagenkastens 1 zur Folge hätte, ist eine Wankstütze vorgesehen, die aus der Drehstabfeder 6, den horizontalen Hebeln 7 und den Verbindungsstangen 8 besteht, deren untere Enden entweder am Zwischenträger 3 oder am Drehgestell 5, wie in F i g. 4 gestrichelt gezeichnet, angelenkt sind. Bei der in F i g. 4 dargestellten Anordnung stehen die Verbindungsstangen 8 senkrecht, was bedeutet, daß sich ein Ausdrehen des

Drehgestelles auf den Wagenkasten nicht auswirkt, weil dabei die Verbindungsstangen 8 auf beiden Seiten des Wagens um gleiche Beträge schräg gestellt werden und deshalb auch die Hebel 7 kleine Schwenkbewegungen um den gleichen Winkelbetrag nach unten ausführen, s Einer seitlichen Neigung des Wagenkastens 1 gegen das Drehgestell wirkt aber die Wankstütze entgegen, weil dabei der eine der Hebel 7 nach oben, der andere nach unten bewegt und dabei die Drehstabfeder 6 verbunden wird. ίο

Die Verbindungsstangen 8 können aber, wie in F i g. 4 dargestellt, auch um den Winkel α schräg gestellt werden, und zwar so, daß bei Geradeausfahrt die unteren Enden der Verbindungsstangen der Wagenmitte näher sind als die oberen Enden, oder mit anderen Worten ausgedrückt, daß sich die nach unten gerichteten gedachten Verlängerungen 8a der Anlenkstangen unter der Wagenmitte schneiden. Bei Kurvenfahrt bewegt sich dann der Anlenkpunkt 9 an der Bogeninnenseite gegen die Wagenmitte, so daß an dieser Seite der Wagenkasten gesenkt wird, während sich der entsprechende Anlenkpunkl an der Wagenaußenseite gegen das Wagenende zubewegt, und daher der Wagenkasten an dieser Seite angehoben wird.

Handelt es sich um einen Reisezugwagen für sehr hohe Geschwindigkeiten, so kann zusätzlich noch eine Drehhemmung vorgesehen werden. Zu diesem Zweck ist der Zwischenträger 3 durch die horizontalen Hebel 10 und die kurzen senkrechten Hebel 11 mit dem drehsteifen Rohr 12 verbunden, das in den am Wagenkasten 1 angebrachten Lagern 13 drehbar ist. Auf diese Weise ist der Zwischenträger 3 mit dem Wagenkasten so verbunden, daß die Federung des Wagenkastens in keiner Weise beeinträchtigt wird, der Zwischenträger sich aber beim Ausdrehen des Drehgestelles gegen den Wagenkasten nicht verdrehen kann. Der Zwischenträger liegt über die Gleitstücke 4 ungefedert auf dem Drehgestell 5, so daß beim Ausdrehen des Drehgestelles diese Reibung überwunden werden muß. Dadurch wird erreicht, daß das Drehgestell beim Durchfahren von Kurven sich ausdrehen kann, daß aber die beim Sinuslauf eines Drehgestelles auftretenden kleinen Drehungen gebremst werden und damit der Sinuslauf stark gedämpft wird. Die Längsmitnahme des Drehgestelles erfolgt in bekannter Weise durch eine Anlenkstange 14, deren eines Ende mit dem Drehgestell und deren anderes Ende mit dem Wagenkasten gelenkig verbunden ist.

Die Luftfedern 2 sind mit einer Notfederung 15 versehen, die nur eine geringe Elastizität aufweiser muß, und dank dem Umstand, daß sich die Luftfederr innerhalb der Spurweite befinden, kann ein Behälter 16 für das Zusatzvolumen direkt unter jeder Luftfeder angeordnet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schienenfahrzeug, insbesondere Reisezugwagen, mit Drehgestellen, auf die sich der Wagenkasten fiber zwei symmetrisch zur Längsmittelebene engeordneten Luftfedern abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckräume der Luftfedern (2) unmittelbar miteinander in Verbindung stehen, der Abstand (a) der Luftfedern kleiner als die ι ο Spurweite (S) ist und daß diese Luftfedern mit einer an sich bekannten Wankstütze (Drehstabfeder 6, Hebel 7, Verbindungsstange 8) kombiniert sind, über die der Wagenkasten (1) mit dem Drehgestell (5) oder einem Zwischenträger (3) verbunden ist

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand