DE2313887C3 - Reibungsarme, gefederte und wiegenlose Führung und Abstützung zwischen dem Wagenkasten und den Drehgestellen von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

Bekannt und vielfach üblich sind Schienenfahrzeuge, deren Wagenkasten über eine Wiege auf dem Drehgestellrahmen abgestützt ist, wobei der Horizontalführung zwischen Wagenkasten und Drehgestell ein Drehzapfen dient. Der Wiegebalken und insbesondere seine Aufhängung im Drehgestellrahmen ermöglicht begrenzte Querbewegungen zwischen Wagenkasten und Drehgestell, wodurch die Einwirkung der von der Radführung im Gleis herrührenden dyna-

²S mischen Querkräftc auf den Wagenkasten gemildert wird. Gleichzeitig ist die Wiegenanordnung so getroffen, daß nach einer Auslenkung zwischen Wagenkasten und Drehgestell diese in ihre Normalstellung zueinander zurückgeführt werden. Der Drehzapfen dient neben der Horizontalführung insbesondere der Übertragung der Brems- und Antriebskräfte zwischen Wagenkasten und Drehgestell. Diese Lösungen haben jedoch trotz ihres hohen Entwicklungsstandes und des mit ihnen erzielbaren Komforts eine Reihe von Nachteilen. Insbesondere sind sie kompliziert und kostspielig, sich verändernde Reibungsverhältnisse ergeben veränderliche mechanische Kennwerte, der Wartungs- und Unterhaltsaufwand ist hoch und schließlich ist der Gewichts- und Raumbedarf hoch.

Um die geschilderten Nachteile zu verringern, wurden nicht nur die Wiegendrehgestelle und ihre Verbindung mit dem Wagenkasten konstruktiv verbessert, sondern es wurden auch wiegenlose Drehgestelle entwickelt, bei denen der Wagenkasten statt über eine Wiege über Schraubenfedern auf dem Drehgestell abgestützt wird. Diese wiegenlosen Drehgestelle haben den Vorteil, daß sie- konstruktiv relativ einfach sind, weil die teure und aufwendige Wiegenkonstruktion wegfällt und die Schraubenfedern gleichzeitig der lotso rechten Federung und der Querführung zwischen Wagenkasten und Drehgestell dienen. Ihr Nachteil ist jedoch, daß die relativ hohe Quersteifigkeit der Schraubenfedern hohe Spurkranzdrücke beim Durchfahren von Kurven ergibt, was wieder zu hohem

SS Spurkranz- und Schienenverschleiß führt. Außerdem läßt der mit diesen Lösungen erzielbare Komfort zu wünschen übrig.

Der Spurkranzverschleiß wird nun bei einer bekannten Lösung verringert, bei der zwischen einer lotrechten, in den Drehgestellrahmen hineinragenden Konsole des Wagenkastens und dem Drehgestellrahmen Metall-Gummifederelemente angeordnet sind (DE-OS 1605072). Durch Anordnung und Ausbildung sind die Federelemente in Fahrzeuglängsrich-

⁶S lung relativ steif, in Fahrzeugquerrichtung dagegen relativ weich. Dadurch können Brems- und Antriebskräfte relativ spiellos zwischen Wagenkasten und Drehgestell übertragen werden, während die Quer-

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führung relativ wejch ist. Die Federelemente sind auch Ein Schienenfahrzeug mit Uiesen Merkmalen ist so angeordnet, daß sie relativ große federnde lotrechte baulich einfach, weil die im allgemeinen übliche Wiege Bewegungen zwischen Wagenkasten und Drehgestell und der mit ihr verbundene Aufwand wegfallen, zulassen. Diese Lösung enthält im einzelnen jedoch Trotzdem ist der Komfort nicht schlechter als bei Wienichts über die seitliche Abstützung des Wagenkastens S gendrehgestellen. Der lotrechten Federung dienen vor auf dem Drehgestell und über die Abstimmung der allem die Schraubenfedern, wie sie allgemein auch in Nachgiebigkeit der Federelemente in den verschiede- einer Wiege Verwendung finden. Die Horizontalbenen Federrichtungen. wegungen zwischen Wagenkasten und Drehgestell

Eine im Zusammenhang mit der Erfindung interes- sind aber noch weicher als bei einem Wiegendrehgesierende Art der seitlichen Abstützung des Wagenka- ¹⁰ stell durch deren Wiegenpendel. Beim Durchfahren sic ns auf dem Drehgestell ist nun zwar ebenfalls of- von Kurven wird der Einstellung der Drehgestelle unfenbart (DE-OS 1605056). Diese Abstützung erfolgt ter dem Wagenkasten ein Widerstand entgegengemit hintereinander geschalteten Schrauben- und setzt, der nahe dem erreichbaren Minimum Hegt. Gummifedern in der Art, daß sich jede Schraubenfe- Hierdurch und durch die verwendeten, verschleißder am einen Fahrzeugteil (Wagenkasten oder Dreh- ¹S freien Elemente ist schließlich ein Verschleiß in der gestellrahmen) direkt, am anderen Fahrzeugteil Führung zwischen Wagenkasten und Drehgestellen (Drehgestellrahmen oder Wagenkasten) über die je- praktisch nicht vorhanden. Die Quaderform der lamiweilige, als geschichtete Gummifeder ausgebildete nierten Gummifedern ermöglicht dabei in den verGummifeder abstützt. Diese Lösung offenbart aber schiedenen horizontalen Richtungen* die für die ieweinichts über die Horizontalführung unter Einschluß der ^ao lige Richtung erwünschte Federungs- uzw. Führungs-Übertragung der Brems- und Antriebskräfte zwischen charakteristik in optimaler Weise. Die erfindungsge-Wagenkasten und Drehgestell. Diese Art der Abstüt- mäße Kombination der angeführten drei Merkmale zung in Verbindung mit einer besonderen Querfüh- erfüllt damit die gestelle Aufgabe in optimaler Weise, rung ist zwar ebenfalls bekannt (DE-OS 1530090), nämlich zuverlässig und einfach,
diese Querführung ist aber eine relativ aufwendige ^a5 Weitere Merkmale, die die erfindungsgemäße Lö-Lenkerf ührung. sung ausgestalten, sind Gegenstand der Unte. ansprü-

Schließlich ist eine Wagenkastenabstützung auf ehe, für deren Gegenstände kein selbständiger Schutz

dem Drehgestellrahmen bekanntgeworden, bei der geltend gemacht wird.

seitlich angeordnete, quaderförmige Gummielemente Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachAnwendung finden (DE-OS 2001282). Diese Gum- 3o stehend an Hand der Zeichnung beschrieben,
mielemente sind so angeordnet, daß die längeren In der Zeichnung zeigt
Grundflächenseiten in Fahrzcuglängsrichiung liegen. Fig. 1 eine Seitenansicht des Drehgestelles,
Im übrigen handelt es sich aber um ein übliches Wie- Fig. 2 den Längsmittenschnitt des obigen Drehgegendrehgestell, steiles,

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der 35 Fig. 3 die Draufsicht desselben Drehgestelles, und

im Anspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe Fig. 4 einen Querschnitt des Drehgestelles, sche-

zugrundc, eine Verbindung zwischen Wagenkasten matisch dargestellt.

und Drehgestell zu schaffen, die zumindest den Korn- Radsätze 1 des Drehgestelles sind über Winkelhefort hochentwickelter Wiegendrehgestelle bietet, da- bel-Radlenker 2 in der üblichen Weise an einen bei aber baulich wesentlich einfacher und verschleiß- 4° Drehgestellrahmen 3 unter Zwischenschaltung einer arm ist. zwischen Radsatz und Drehgestellrahmen vorgese-

Zur Lösung dieser Aufgabe wendet die Erfindung hene sogenannte Primärfederung 4 (Fig. 1 und 2) an-

die Kombination der folgenden, je für sich bekannten geschlossen.

Merkmale an: Ein Fahrzeugkasten 5 stützt sich senkrecht, über an

a) an beiden Fahrzeuglängsseiten sind zwischen 45 beiden Längsseiten des Drehgestelles außen angedem Drehgestellrahmen und· dem Fahrzeugka- brachte Schraubenfedern 6 und damit in Reihe gesten Schraubenfedern angeordnet, die sich am schaltete laminierte Wagenkasten-Gummistützfeeincn der beiden Fahrzeugteile direkt, am ande- dem 7 gegen Konsolen des Drehgestellrahmens 3 ab. ren Fahrzeugteil über ebene, geschichtete Gum- Ein Teil der Z:ig- und Bremskräfte, ferner der mistützfedern abstützen, 5° Fahrzeugquerkräfte wird über eine Konsole 9 auf don

b) zwischen dem Drehgestellrahmen und dem un- Fahrzeugkasten 5 bzw. das Drehgestell übertragen, teren Ende einer lotrecht nach unten in den Weiür« laminierte Gummifedern 10 sind zwischen Drehgestellrahmen ragenden Konsole des Fahr- der am Fahrzeugkasten befestigten, nach unten razeugkastens sind - in Fahrzeuglängsrichtung zu genden Konsole S und dem Drehgestellrahmen 3 mit beiden Seiten der Konsole einander gegenüber- 55 entsprechender Vorspannung in waagerechter Lage liegend - geschichtete Gummifedern angeord- eingebaut.

net, die sowohl mit der Konsole als auch mit dem Die Ebenen zwischen den Schraubenfedern 6 und

Drehgestellrahmen fest verbunden sind, den Wagenkasten-Gummistützfedern 7 sind mit einer

c) sowohl die Gummistützfedern nach dem Teil- Stabilisatorvorriehtung 8 verbunden, deren Gestalmerkmal a) als auch die Gummifedern nach dem ^6o tung in Fig. 3 und 4 gut erkennbar ist. Zwischen dem Teilmerkmal b) sind quaderförmig derart, daß Drehgestellrahmen 3 und dem Fahrzeugkasten 5 bzw. die längeren Grundflächenseiten in Fahrzeug- der Konsole 9 sind Gummianschläge 12 angebracht, querrichtung weisen, wogegen die kürzeren Zwischen der rm Fahrzeugkasten 5 befestigten Grundflächenwitcn der der Abstützung dienen- Konsole 9 und dem Drehgestellrahmen 3 sind die laden Gummifedern in Fahrzeuglängsrichtung, die ^e5 minicrten Gummifedern 10 mit entsprechender Vorkürzeren Grundflächenseiten der der Führung spannung mit Hilfe einer zweckmäßig ausgebildeten dienenden Gummifedern senkrecht zur Fahr- einstellbaren Vorspannvorrichtung 11 eingebaut, die zeuglängsrichtung angeordnet sind. nach ihrem Einbau auch heim Aus- und Einbinden

des Drehgestelles zwischen den Gummifedern 10 verbleibt. Durch die einstellbare Vorspannvorrichtung 11 läßt sich die Steifigkeit der resultierenden Querfederung des Fahrzeuges beeinflussen.

Die an den äußeren Längsseiten des Drehgestelles angebrachten, aus in Reihe geschalteten Schraubenfedern 6 und Wagenstützgummifedern 7 bestehenden Federsysteme sind gegen außerhalb der Längsträger des Drehgestelles abgesenkt angeordnete Konsolen abgestützt.

Zwischen der Stabilisatorvorrichtung 8 und dem Drehgestellrahmen 3 ist zur Dämpfung der senkrechten Schwingungen ein Schwingungsdämpfer 13 eingebaut, während zur Dämpfung der Querschwingungen und der Neigung zum Taumeln Schwingungsdämpfer 14 zwischen Querträger des Drehgestellrahmens und dem Hauptquerträger des Fahrzeugkastens 5 vorgesehen sind.

Die Federsysteme der elastischen Verbindung zwischen dem Drehgestell nach der Erfindung und dem Wagenkasten wirken wie folgt:

Die in der Sekundär-Federstufe befindlichen Schraubenfedern 6 und die daran angeschlossenen Gummifedern 7 werden zusammen mit den den Drehzapfen ersetzenden laminierten Gummifedern 10 unter Wirkung der im Betrieb auftretenden Kräfte vcrhältnisglcich ihren auf ihrer Achse senkrechten Steifigkeiten in Fahrzeug-Quer- und Längsrichtung ausgelcnkt. Aus diesem Grunde sind die laminierten Gumnistützfedern 7 und die laminierten Gummifcdem 10 von Rechteckform. Das Verhältnis der Seitenlangen des Rechteckes ist so bestimmt, daß das hieraus entstandene Federsystem in Fahrzeug-Qucrrichtung die gewünschte Ruckstellkraft liefert und zugleich der kleinstmöglichc Krümmungswiderstand crreicht wird.

Die senkrechte Schwingung des Fahrzeugkastens 5 wird durch die mit Gummigelenk eingespannten, zwischen der Stabilisatorvorrichtung 8 und dem Drehgestellrahmen 3 montierten Schwingungsdämpfer 13,

•5 die Querschwingungen sowie das Taumeln des Drehgestelles hingegen werden durch den zwischen dein Querträger des Drehgestellrahmens 3 und dem Hauptquerträger des Fahrzeugkastens 5 montierten gleichermaßen mit Gummigelenk ausgeführter

Schwingungsdämpfer 14 gedämpft.

Bei etwa der Hälfte der maximalen Querverstellunj stößt die Seitenfläche der Konsole 9 an einem auf derr Drehgestellrahmen 3 montierten Gummianschlag 12 auf, durch welchen bei der weiteren Verschiebung dit

^a5 auf den Fahrzeugkasten 5 wirkende Rückstellkraf progressiv erhöht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Reibungsarme, gefederte und wiegenlose Führung und Abstützung zwischen dem Wagenkasten und den Drehgestellen von Schienenfahrzeugen, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden für sich bekannten Merkmale:

a) an beiden Fahrzeuglängsseiten sind zwischen dem Drehgestellrahmen und dem Fahrzeugkasten (5) Schraubenfedern (6) angeordnet, die sich am einen der beiden Fahrzeugteile direkt, am anderen Fahrzeugteil über ebene, geschichtete Gummistützfedern (7) abstützen,

b) zwischen dem Drehgestellrahmen und dem unteren Ende einer lotrecht nach unten in den Drehgestellrahmen ragenden Konsole i(9) des Fahrzeugkastens (5) sind - in Fahrzeuglängsrichtung zu beiden Seiten der Konsole einander gegenüberliegend - geschichtete Gummifedern (10) angeordnet, die sowohl mit der Konsole als auch mit dem Drehgestellrahmen fest verbunden sind,

c) sowohl die Gummistütziedern (7) nach dem Teilmerkmal a) als auch die Gummifedern (10) nach dem Teilmerkmal b) sind quaderförmig derart, daß die längeren Grundflächenseiten in Fahrzeugrichtung weisen, wogegen die kürzeren Grundflächenseiten der der Abstützung (',jenen»' μ Gummifedern in Fahrzeuglängsricru'ung, die kürzeren Grundflächenseiten der der Fi hrung dienenden Gummifedern senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind.

2. Führung und Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Schraubenfedern (6) am Drehgestellrahmen direkt, am Wagenkasten über die geschichteten Gummistützfedern (7) abgestützt sind.

3. Führung und Abstützung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geschichteten Gummifedern, zumindest aber die Gummifedern (10) zwischen Konsole (9) und Drehgestellrahmen, in Richtung ihrer Längsachsen vorgespannt sind.

4. Führung und Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den seitlichen Abstützfedern eine horizontal wirkende Stabilisierungsvorrichtung (8) zwischen den Gummistützfedern (7) und den Schraubenfedern (6) zugeordnet ist.

5. Führung und Abstützung nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Querspiel zwischen Fahrzeugkasten und Drehgestell durch von etwa der Hälfte des zulässigen Querspieles an progressiv wirksam werdende elastische Anschläge (Gummianschlag 12) begrenzt wird.

6. führung und Abstützung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den geschichteten Gummifedern (10) zwischen Konsole (9) und Drehgestellrahmen eine Vorrichtung (Vorspannvorrichtung 11) zur Änderung der Vorspannung zugeordnet ist.

7. Führung und Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfedern zwischen Fahrzeugkasten und Drehgestell gegen außerhalb der Drehgestelllängsträger abgesenkt ausgebildete Konsolen abgestützt sind

8, Führung und Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Drehgestellrahmen (3) und Stabilisatorvorrichtung (8) ein Schwingungsdämpfer \ 13) und zwischen Querträger des Drehgestellrahmens und dem Hauptquerträger des Fahrzeugkastens (5) weitere Schwingungsdämpfer (14) eingebaut sind.