DE2822183C2 - Federsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Federsystem zur Übertragung des Kraftflusses zwischen dem Drehgestell und einem Wagenkasten eines Fahrzeuges unter Übernahme der räumlichen Relativbewegungen und Bewirkung der Rückstellung, das Federgruppen aus einer Stahlschraubendruckfeder und zwei Gummi-Schichtfedern umfaßt.

Es sind bereits verschiedene elastische Verbindungen zwischen Kasten und Drehgestell von Schienenfahrzeugen bekannt, bei welchen Stahlschraubenfedern und Gummischubfedern in Reihe geschaltet sind (z. B. DE-AS 23 13 887). Die Aufgabe solcher Federsysteme ist es, in drei Bewegungskomponenten Auslenkungen zu erlauben und elastische Rückstellung zu bewirken, nämlich bezüglich der Hubbewegung bei vertikalen Stößen, der Querbewegung bei seitlichen Stoßen und bezüglich der Drehbewegung des Drehgestelles gegenüber dem Fahrzeugkasten in Kurven.

Derartige Lösungen solcher in Reihe geschalteter Federsysteme weisen folgende Nachteile auf:

Die übereinandergestellten Federelemente ergeben eine große Bauhöhe und verlangen deshalb oft eine kostspielige Abkröpfung des Drehgestellrahmens oder entsprechende Ausnehmen an der Kastenunterseite, welche entweder die Festigkeit der genannten Bauteile vermindert oder deren Gewicht erhöhen. Ein weiterer Nachteil besteht in der hohen Beanspruchung der Schraubenfeder und in der Gefahr der Instabilität des Federsystems, wenn relativ große horizontale Federwege bei mäßiger Rückstellkraft gefordert werden.

Ein bekanntes Federsystem der eingangs genannten Art zur Abfederung von Fahrzeugen ist aus der FR-PS 11 20 480 bekannt. Dort ist eine Anordnung dargestellt und beschrieben, die die Reihenschaltung einer Schraubendruckfeder und einer Parallelanordnung zweier Gummifederelemente umfaßt Die Schraubendruckfeder ist einerseits in einer teleskopartigen Anordnung gehalten und geführt und ist andererseits vollständig mit Gummi umhüllt Durch diese Einbettung der Stahlschrauben-Druckfeder in Gummi erhält man eine Parallelschaltung zwischen dem Gummianteil und dem Stahlschraubenanteil, wodurch zwar die Knickgefahr der Schraubendruckfeder reduziert wird, aber die Feder

ίο erheblich versteift und vor allem hinsichtlich der Hubbegrenzung unerwünscht verändert wird. Auch baut die Anordnung relativ groß, weil die der Schraubenfeder in Reihe geschaltete Anordnung aus zwei Gummifederelementen die Querschnittsabmessungen der Anordnung erheblich vergrößert, weil nämlich die beiden Gummifederelemente seitlich und außerhalb des Umrisses der Schraubendruckfeder angeordnet sind. Genau genommen handelt es sich bei dieser Anordnung nicht um eine Federgruppe aus drei sondern um eine Federgruppe aus vier Federelementen. Die bei der bekannten Anordnung vorgesehenen elastischen Elemente bestehen dabei in einem Ausführungsbeispiel aus Gummi-Schichtfedern.

Weitere Federsysteme sind aus der DE-PS 8 98 005, der US-PS 26 01 981, der DE-PS 8 47 608, der DE-PS 10 94 288, der US-PS 32 23 400, der DE-OS 16 05 132, der DE-AS 12 13 468 sowie der US-PS 33 43 830 bekannt

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Federsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das neben einer möglichst geringen Bauhöhe einen einfach geformten und dabei preiswerten Drehgestellrahmen zuläßt, der bei möglichst niedrigem Gewicht den Festigkeitsanforderungen genügt. Dabei soll jedoch das Federsystem auch bei maximalen Auslenkungen stabil und bruchsicher sein und es soll insbesondere in der Lage sein, ohne zusätzliche Federanordnungen horizontale Bewegungen zu übernehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle drei Federn einer Gruppe in Reihe geschaltet und damit von demselben Kraftfluß durchsetzt sind, daß die Stahl-Schraubendruckfeder hinsichtlich des Kraftflußverlaufes zwischen den Gummi-Schichtfedern angeordnet ist, von denen sich die eine gegen das Drehkastengestell und die andere gegen den Wagenkasten abstützt, und daß die Federn räumlich ineinander angeordnet sind und mittels zwischengelegter Federteller aneinander anliegen. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Stahl-Schraubenfedern übernehmen nahezu die volle Hubbewegung, während die Gummi-Schichtfeoern den Hauptanteil der horizontalen Bewegung übernehmen. In horizontaler Richtung werden die Schraubenfedern jedoch nur in geringem Maße seitlich verschoben und beansprucht. Diese unterschiedlichen funktioneilen Eigenschaften der Federelemente erlauben, durch entsprechende Dimensionierung dieser Elemente die gewünschten Federungseigenschaften des ganzen Systems zu erzielen. Außerdem wird ein Ausknicken der Federn bei den Seitenbewegungen verhindert.

Die niedrige Bauhöhe des Federsystems erlaubt, einfache, gerade durchlaufende Träger am Drehgestellrahmen und am Kastenuntergestell zu verwenden, was zu einer einfachen, leichten und preiswerten Konstruktion dieser wesentlichen Fahrzeugteile führt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Drehgestell eines Schienenfahrzeuges in Seitenansicht,

F i g. 2 Teile des Drehgestelles nach F i g. 1 in Aufsicht,

Fig.3 einen Ausschnitt aus einem Drehgestell-Federsystem,

F i g. 4 eine Variante der Ausführung nach F i g. 3.

In der dargestellten Ausführung stützt sich ein Wagenkasten 12 Ober vier Federsysteme auf einem Drehgestell 1 ab. Jedes Federsystem weist eine Stahl-Schraubenfeder 4 und zwei Gummi-Schichtfedern 6 auf. Trogförmige Federteller 8, 10 stellen d:e Verbindung zwischen Gummi-Schicht- und Stahlfedern 6 bzw. 4 dar. Die oberen vier und die unteren vier Federteller 8 bzw. 10 sind untereinander zur Stabilisierung der Bewegung durch Traversen 12 verbunden. Die einzelnen Elemente der Federn 4 und 6 und die Federteller 8 und 10 sind so dimensioniert und gestaltet, daß die Gummi-Schichtfedern 6 weitgehend innerhalb der Schraubenfedern 4 Platz finden. Bei der Ausführungs-Variante nach F i g. 4 sind zwischen den oberen und den unteren Fcdcrtcllcrn 8 bzw. 10 zusätzliche Gasfedern 14 vorgesehen, deren Druck in Funktion der Zuladung gesteuert werden kann und somit eine Regelung der Höhenlage und der Federhärte erlaubt.

Beim vollständigen Zusammendrücken der Schraubenfedern 4 berühren sich die oberen und die unteren Federteller 8 und 10. Sie bilden dadurch, zusammen mit den Gummi-Schichtfedern 6 einen elastischen Endanschlag und garantieren gewisse Notlaufeigenschaften im Falle des Defektes eines Federelementes.

Wie erwähnt übernehmen die Stahl-Schraubenfedern 4 dabei nahezu die volle Hubbewegung, während die Gummi-Schichtfedern 6 den Hauptanteil der horizontalen Bewegungen übernehmen (F i g. 3). In horizontaler Richtung werden die Schraubenfedern 4 nur in geringem Maße seitlich verschoben und benansprucht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Federsystem zur Übertragung des Kraftflusses zwischen dem Drehgestell und einem Wagenkasten eines Fahrzeuges unter Übernahme der räumlichen Relativbewegungen und Bewirkung der Rückstellung, das Federgruppen aus einer Stahl-Schraubendruckfeder und zwei Gummi-Schichtfedern umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Federn (4 und 6) einer Gruppe in Reihe geschaltet und damit von demselben Kraftfluß durchsetzt sind, daß die Stahl-Schraubendruckfeder (4) hinsichtlich des Kraftflußverlaufes zwischen den Gummi-Schichtfedern (6) angeordnet ist, von denen sich die eine gegen das Drehgestell (t) und die andere gegen den Wagenkasten (2) abstützt, und daß die Federn (4 und 6) räumlich ineinander angeordnet sind und mittels zwischengelegter Federteller (8 bzw. 10) aneinander anliegen.

2. Federsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi-Schichtfedern (6) aus in Richtung des Kraftflusses aufeinander folgenden Schichten aufgebaut sind, die abwechselnd aus Gummi und Stahl bestehen.

3. Federsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen vier und die unteren vier Federteller (8 bzw. 10) untereinander zur Stabilisierung der Bewegung durch Traversen (12) verbunden sind.