DE3038634A1 - Seitliche abstuetzung des wagenkastens eines schienenfahrzeuges mit wiegenlosem drehgestell - Google Patents

Description

• Seitliche Abstützung des Wagenkastens eines Schienenfahrzeuges
• mit wiegenlosem Drehgestell Seitliche Abstützung des Wagenkastens eines Schienenfahrzeuges mit wiegenlosem Drehgestell Die Erfindung betrifft eine seitliche Abstützung des Wagenkastens eines Schienenfahrzeuges mit wzegenlosem Drehgestell¢ wobei die Abstützung zwei konzentrisch zueinander angeordnete Schraubenfedern aufweist Bei derartigen Abstützungen wird die Quersteifigkeit der Schraubenfedern für Quer- und Ausdrehbewegungen der gegeneinander abzustützenden Fahrzeugteile ausgenutzt. Da bei Reisezug- und Triebwagen mit grossen Drehzapfenabständen die Forderung besteht Minimalkurven von 80 m zu durchfahren, entstehen zwischen Wagenkasten und Drehgestellrahmen Ausdrehwege in der Grössenordnung von annähernd 100 mm in beiden Fahrtrichtungen. Die daraus resultierenden Ausdrehkräfte verursachen grosse Materialbeanspruchungen und wirken sich ungünstig auf die Stabilität des Abstützungssystems aus. Da die Quersteifigkeit direkt von der Auslegung der Schraubenfeder abhängig und insbesondere bei leichten Schienenfahrzeugen im Verhältnis zur Vertikalbelastung zu gross ist, ist es kaum möglich die bei der Verwirklichung obiger Forderung entstehenden Nachteile ohne zusätzliche Vorkehrungen zu vermeiden.
• Zur Behebung dieser Nachteile hat man bereits vorgeschlagen, die Schraubenfedern als Pendelstützen auszubilden. Dabei bedarf es jedoch metallischer Gelenke oder Lagerungen in Form von beispielsweise Kugelschalen oder Schneiden. Diese Teile unterliegen jedoch besonders. im Bahnbereich einer grossen Abnutzung und können nur ungenügend überwacht und unterhalten werden, da sie in den meisten Fällen schlecht oder überhaupt nicht zugänglich sind.
• Bei einer Abstützung nach der CH-PS 596 021 werden diese Nachteile teilweise vermieden, in dem anstelle der metallischen Gelenke elastische Federteller verwendet werden. D-iese oberhalb und unterhalb der Schraubenfedern angebrachten elastischen Federteller bestehen aus einem zwischen zwei metallischen Scheiben angeordneten und mit diesen verbundenem,ringförmigen, elastischen Element aus Gummi oder einem anderen elastischen Material. Derartig geformte Elemente sind insbesondere für reine Schub- und Druckbeanspruchungen geeignet, jedoch weniger für die bei einem Gelenk auftretenden, durch Schiefstellung der Federachse entstehenden Beanspruchungen. Das relativ flach dimensionierte und daher ziemlich harte elastische Element kann somit die Funktion eines Gelenkes nur unvollständig erfüllen, so dass die aus obiger Forderung resultierenden Nachteile nicht restlos vermieden werden können. Die wegen der Gelenkfunktion der Federteller notwendige Führung der Schraubenfedern kann mit den Federtellern vorliegender Abstützung ebenfalls nur ungenügend verwirklicht werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber der vorstehend beschriebenen verbesserte Abstützung des Wagenkastens auf dem wiegenlosen Drehgestell eines Schienenfahrzeuges vorzuschlagen, wobei durch die in den Ansprüchen gekennzeichnete Erfindung die Aufgabe gelöst wird, die elastischen Federteller so zu gestalten, dass sie die wegen der aufgrund der Relativbewegung Wagenkasten-Drehgestell entstehenden Schiefstellung der Federachse erforderliche Funktion eines Gelenkes besser erfüllen können. Das wird insbesondere dadurch erreicht, dass die elastischen Federteller kugelgelenkartig ausgebildet sind, wobei das elastische Element die Form einer Kalotte aufweist.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass bei der Schiefstellung der Federachse die Quer steifigkeit der Schraubenfedern nicht mehr so stark ins Gewicht fällt, so dass kleinere Kräfte und entsprechend kleinere Materialbeanspruchungen auftreten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch die Aussparungen und Ausnehmungen im elastischen Element die Steifigkeit in Quer- oder Längsrichtung variiert werden kann. Durch diese Massnahme wird beim Ausdrehen des Drehgestells gegen den Wagenkasten ein geringeres Rückstellmoment erzielt und die Quersteifigkeit des Abstütz systems in schwingungstechnischer Hinsicht derart beeinflusst, dass ein einwandfreier Wagenlauf gewährleistet ist.
• Weiterhin ist die von der Mitte aus zum Rand gleichmässig zunehmende Dicke der Kalotte von Vorteil, da dadurch die bei Schiefstellung der Federachse auftretenden Schubspannungen über den gesamten Querschnitt nahezu gleich gross sind.
• Auf beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt der erfindungsgemässen seitlichen Abstützung mit gleichmässig dicken elastischen Elementen der Federteller, Fig. 2 einen Längsschnitt der seitlichen Abstützung mit Federtellern, bei denen das elastische Element eine nach aussen gleichmässig zunehmende Dicke aufweist, Fig. 3 eine Draufsicht des elastischen Elementes gemäss den Fig. 1 und 2 mit am Umfang angeordneten Aussparungen und Fig. 4 eine Draufsicht des elastischen Elementes gemäss den Fig. 1 und 2 mit schlitzförmigen Ausnehmungen.
• In der Fig. 1 sind mit 1 der Wagenkasten und mit 2 das wiegenlose Drehgestell eines Schienenfahrzeuges bezeichnet. Der Wagenkasten 1 stützt sich je Fahrzeuglängsseite über mindestens eine, aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Schraubenfedern 3,4 und zwei elastischen Federtellern 5 bestehende Abstützung auf dem wiegenlosen Drehgestell 2 ab. Die elastischen Federteller 5 bestehen aus einem als Kugelabschnitt geformten ersten Teil 6, einem als Hohlkugelabschnitt geformten zweiten Teil 7 und einem den ersten mit dem zweiten Teil verbindenden elastischen Element 8 in Form einer Kalotte. Das elastische Element 8 kann beispielsweise aus Gummi bestehen und die Verbindung mittels Vulkanisation erfolgen. Die Mittelpunkte Pl,P2 der Radien R1,R2 des Kugelabschnittes und des Hohlkugelabschnittes fallen zusammen, wobei der Radius R2 des Hohlkugelabschnittes grösser als der Radius Rl des Kugelabschnittes ist und die Kalotte 8 eine gleichmässige Dicke aufweist. Mit 9 ist ein Zapfen des als Kugelabschnitt geformten ersten Teiles 6 bezeichnet, der in Vertiefungen des Wagenkastens 1 beziehungsweise des Drehgestells 2 eingreift. Der als Hohlkugelabschnitt geformte zweite Teil 7 weist einen Rand 10 auf mittels welchem die Schraubenfedern 3,4 im Auflagebereich geführt werden.
• In der Fig. 2 sind die Mittelpunkte Pl,P2 der Radien Rl,R2 des Kugel- und Hohlkugelabschnittes voneinander versetzt angeordnet, so dass die Dicke der Kalotte 8 von der Mitte aus zum Rand hin gleichmässig zunimmt.
• Nach der Fig. 3 sind am Rand der Kolotte 8 zwei Aussparungen 11 vorgesehen, wohingegen nach der Fig. 4 die Kalotte 8 zwei konzentrisch zum Zentrum angeordnete, schlitzförmige Ausnehmungen 12 aufweist. Die Aussparungen 11 und Ausnehmungen 12 sind vorzugsweise gegenüberliegend in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet.
• Es versteht sich, dass bei der Gestaltung der Kalotte 8 durch Variation der Dicke, Wahl des Materials und Härte desselben sowie durch Form und Lage der Aussparungen 11 und Ausnehmungen 12, die Quersteifigkeit der Abstützung zugunsten eines optimalen Wagenlaufes beeinflusst werden kann, wobei anstelle der schlitzförmigen Ausnehmungen 12 auch andere Ausnehmungen, beispielsweise in Form von zylindrischen Löchern angewendet werden können.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE Seitliche Abstützung des Wagenkastens eines Schienenfahrzeuges mit wiegenlosem Drehgestell, wobei die Abstützung aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Schraubenfedern (3,4) und elastischen Federtellern (5) besteht, die einerseits zwischen Wagenkasten (1) und Schraubenfedern (3i4) und andererseits zwischen Drehgestell (2) und Schraubenfedern (3,4) angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, dass die elastischen Federteller (5) aus einem als Kugelabschnitt geformten ersten Teil (6), einem als Hohlkugelabschnitt geformten zweiten Teil (7) und einem den ersten und zweiten Teil (6,7,) verbindenden elastischen Element (8) in Form einer Kalotte besteht.
2. 2 Seitliche Abstützung nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t , dass die Mittelpunkte (P1,P2) der Radien (R1,R2) des Kugelabschnittes und des Hohlkugelabschnittes zusammenfallen, wobei der Radius (R2) des Hohlkugelabschnittes grösser als der Radius (R1) des Kugelabschnittes ist und die Kalotte (8) eine gleichmässige Dicke aufweist.
3. 3. Seitliche Abstützung nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mittelpunkte (P1,P2) der Radien (R1,R2) des Kugelabschnittes und des Hohlkugelabschnittes voneinander abweichen, wobei der Radius (R2)des Hohlkugelabschnittes grösser als der Radius (R1) des Kugelabschnittes ist und die Kalotte (8) eine von der Mitte aus zum Rand hin gleichmässig zunehmende Dicke aufweist.
4. 4. Seitliche Abstützung nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kalotte (8) am Rand angeordnete Aussparungen (11) aufweist.
5. 5. Seitliche Abstützung nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kalotte (8) konzentrisch zum Zentrum angeordnete, schlitzförmige Ausnehmungen (12) aufweist.
6. 6. Seitliche Abstützung nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der als Hohlkugelabschnitt ausgebildete zweite Teil (7) einen zwischen die konzentrisch zueinander angeordneten Schraubenfedern (3,4) eingreifenden Rand (10) aufweist.