DE3148317A1

DE3148317A1 - Sekundaeres aufhaengungssystem fuer einen eisenbahnwagen

Info

Publication number: DE3148317A1
Application number: DE19813148317
Authority: DE
Inventors: John Arthur 18901 Doylestown Pa. Germer
Original assignee: Budd Co
Current assignee: ThyssenKrupp Budd Co
Priority date: 1980-12-29
Filing date: 1981-12-07
Publication date: 1982-08-05
Also published as: FR2497167A1; AU541897B2; ZA817970B; KR830007337A; FR2497167B1; MX155992A; US4368672A; JPS57121965A; BR8108088A; CA1165181A; AU7776781A; AR228881A1

Description

PAT Γ NTAN WALTE

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2*3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-80OO MÖNCHEN 95

ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

• KARL LUDWIG SCHIFF (1964-1978)

DIPL. CHEM. OR. ALEXANDER V. FÜNER DIPL. ING. PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DIPL. ING. DIETER EBBINGHAUS DR. ING. DIETER FINCK

TELEFON (Ο8Θ) 4Θ2ΟΒ4 TELEX S-93G65 AURO D TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

DEA/G-20731 Fi/Rf Sekundäres Aufhängungssystem für einen Eisenbahnwagen

Die Erfindung betrifft eine sekundäre Aufhängung für einen Eisenbahnwagen und insbesondere ein kombiniertes seitliches und vertikales Aufhängungssystem für einen Eisenbahnwagen mit einem Wagenkörper sowie einem Fahrgestell mit einer Wiege.

Die Vorteile einer Luftfederaufhängung bei Eisenbahnwagen sind seit langem bekannt. Luftfedern geben einen besseren vertikalen Lauf und sind ruhiger als andere Aufhängungssysteme mit mechanischen Federn und mechanischen Teilen.

Eines der Probleme, das bei der Verwendung von Luftfedern auftritt, besteht darin, daß die Luftfedern eine sehr geringe seitliche Federkonstante haben. Wenn ein guter seitlicher Lauf vorgesehen werden soll, müssen gewöhnlich seitliche Hilfsfederanordnungen vorgesehen werden.

Ein weiteres Problem bei Luftfedern besteht darin, daß sie Luft verlieren können und kollabieren. Innerhalb von Luftsäcken werden deshalb an einem bestimmten Abstand unter dem Wagenkörper häufig Kautschukblöcke installiert. Dies wäre eine akzeptable Lösung, wenn sich der Wagen nur langsam bewegt. Die vertikale Federkonstante des Kautschukblocks ist jedoch so hoch, daß bei großen Geschwindigkeiten die Schwingung des Wagens unerträglich wird. Gleichzeitig bietet ein solcher Kautschukblock wiederum nur eine

-z-H

sehr geringe seitliche Federwirkung, was einen unbequemen Lauf des Wagens ergibt. Falls Störungen der Luftfederung auftreten, hat man auch andere Arten von Federn für den Notfall vorgesehen, die Verwendung solcher Federn führt jedoch entweder zu einem unbequemen Lauf oder machts es erforderlich, daß der Wagen sich mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit bewegt. Zusätzlich zur Bewirkung des Laufkomforts erfordert die Gesamtauslegung neuer Eisenbahnwagen häufig eine ausreichende vertikale und seitliche Federung im Falle des Ausfalls eines Luftsacks.

Vertikale Luftfedern für den Notfall mit einer nicht linearen Federreaktion sind an sich bekannt. Solche Federn haben eine hohe Federkonstante bis zum Gewicht des Wagens, eine niedrige Federkonstante im Bereich der Wagenbelastung und dann wieder eine hohe Federkonstante über der maximalen Wagenlast. Obwohl solche Federn ausreichende vertikale Federkonstanten unter Notfallsbedingungen aufweisen, haben sie für sich allein keine angemessenen seitlichen Federkonstanten.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein sekundäres Aufhängungssystem für einen Eisenbahnwagen mit einer vertikalen, also seitlichen Aufhängung zu schaffen, wobei der Fahrkomfort durch die seitliche Aufhängung im Normalbetrieb und im Notfall bei Ausfall einer Luftfeder gewährleistet sein soll.

Diese Aufgabe wird bei dem sekundären Aufhängungssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Paar von Luftfedern zwischen dem Wagenkörper und der Wiege eines Drehgestells angeordnet ist, wobei sich die Luftfedern von den Enden der Wiege zur Mitte des Wagenkörpers unter einwärts gerichteten Winkeln erstrecken und sowohl eine vertikale als auch laterale Aufhängung für den Wagenkörper bilden. Bei einem Ausfall der Luftfeder wird eine nicht lineare Notfederung, die die vertikale Aufhängung bildet, zusammen mit einer Kautschukscherfeder verwendet,

welche die seitliche Aufhängung bildet.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise

näher erläutert. Es zeigt:
5

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Drehgestell für das

Tragen eines Eisenbahnwagens mit einem erfindungsgemäßen Aufhängungssystem,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Drehgestells von Fig. 1 mit dem Wagenkörper,

Fig.' 3 in einer teilweise geschnittenen Stirnansicht Eisenbahnwagen und Drehgestell von Fig. 1 und 2 mit Aufhängungssystem und

Fig. 4 als Einzelheit von' Fig. 3 eine Federanordnung im Schnitt.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Drehgestellanordnung trägt einen Eisenbahnwagenkörper 12. Das Drehgestell 10 hat in herkömmlicher Weise einen Seitenrahmen 14 mit einer sternförmigen Rahmenanordnung 16, die dazwischen angeordnet ist. Mit dem Seitenrahmen 14 sind Radachseinheiten und 20 verbunden. An den Seitenrahmen sind in unmittelbarer Nähe der Räder der Radachsanordnungen geeignete Bremseinrichtungen 22 befestigt.

Mit dem Seitenrahmen 14 ist eine Wiege 24 verbunden, an deren Enden ein Paar von Federhalteblöcken 26 und 28 vorgesehen sind. An den Halteblöcken 26 und 28 sind zwischen der Wiege 24 und dem Wagenkörper 12 Luftfedereinheiten 30 bzw. 32 befestigt. Die Federeinheiten werden anhand der Figuren 3 und 4 erläutert. Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten verschiedenen Bauelemente sind mit Ausnahme der noch zu beschreibenden Aufhängungsfedern an sich bekannt.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Wiege 24 über Seitenla-

3H8317

gerungen 34 und 36 mit den Seitenrahmen 14 verbunden. Die Seitenlagerungen 34 und 36 können in herkömmlicher Weise gebaut sein. Weitere in Fig. 3 gezeigte konventionelle Bauteile sind ein zentraler Unterzug 38, der sich vom Wagenkörper aus erstreckt, sowie seitliche Pufferanschläge 40 und 42, welche die Bewegung des Wagens seitlich bezüglich des Drehgestells begrenzen. Bei dem gezeigten System sind außerdem herkömmliche Stoßabsorber 33 und 35 vorgesehen.

Die Federeinheiten 30 und 32 sind Luftfedern. Die Luftfedern werden mit Druckluft aufgeblasen und haben bisher zur vertikalen Aufhängung der Eisenbahnwagen gedient. Die Luftfedern

30 und 32 sind an einem Ende an den Halteblöcken 26 bzw. 28 befestigt, die obere Winkelabschnitte für die Aufnahme der Federn daran unter einem Winkel haben.

Die Luftfedern 30 und 32 sind mit Federtaschensitzen 29 und

31 an der Wiege mit einem Winkel verbunden und erstrecken sich nach innen zur Mitte des Wagenkörpers. Die Oberseiten der Luftfedern 3 0 und 32 sind an den Federhalteblöcken 26 und 28 befestigt, welche einen winkeligen Bodenabschnitt für die Aufnahme der oberen winkeligen Lage der Federn 30 und

32 haben.

Die Winkel der Federn 30 und 32 erstrecken sich nach innen und nach oben von den Enden der Wiege 24 aus zur Mitte des Wagenkörpers. Die Winkel der Federn liegen vorzugsweise zwischen 14 und 25° bezogen auf die vertikale Ebene des Wagenkörpers. Wenn die Federn außerhalb dieses Bereichs liegend geneigt sind, wird der Gesamtvorteil, sowohl eine vertikale als auch eine laterale Aufhängung mit einem einzigen Paar von Federn zu erzielen, nicht mehr erreicht, so daß zusätzliche Federn für die vertikale Aufhängung erforderlich werden.

Die Anordnung oder Winkelpositionierung der Luftfedern 30 und 32 geben dem Eisenbahnwagen 12 sowohl eine vertikale als auch laterale Aufhängung. Anstelle der Notwendigkeit

3U8317 '■ ;" ';

von zusätzlichen Hilfseinrichtungen für die laterale Aufhängung zusammen mit vertikalen Luftfedern sind so nur eine einzige Luftfeder oder ein Paar von Luftfedern erforderlich.
5

Die beiden Federn 30 und 32 müssen sich unter gegeneinandergerichteten Winkeln nach innen zur Mitte des Wagens erstrecken. Wenn beide Federn in der gleichen Richtung geneigt wären, würde nur eine seitliche Aufhängung erhalten werden.

Dadurch, daß die beiden Federn 30 und 32 in zueinander entgegengerichteten Winkeln angeordnet sind, ergibt sich auch eine Reduzierung des Rolleffekts des Wagens auf ein Minimum, wenn der Wagen Kurven durchläuft. Der Grund dafür besteht darin, daß dem Rollen des Wagenkörpers die eine oder die andere Feder einen Widerstand entgegensetzt und daß sie einen Widerstand bilden, wenn sich der Wagen nach oben oder unten an den oberen Winkelabschnitten der Luftfedersitze 29 und 31 bewegen möchte.

In Fig. 4 ist eine Notfederanordnung gezeigt, die weiterhin in der Luftfeder 30 vorgesehen werden kann. Diese Notfeder hat eine Feder 48 mit nicht linearer Charakteristik, die mit dem Halteblock 28 verbunden ist. Solche Federn sind hydraulische, pneumatische oder elastomere Kombinationsfedern und werden mit einem Spalt von etwa 2,5 cm unter dem Boden angeordnet. Derartige Federn haben eine hohe Federkonstante bis zum Gewicht des Wagens und dann eine niedrige Federkonstante im Bereich der Belastung des Wagens und dann wiederum eine hohe Federkonstante über der maximalen Belastung des Wagens. Die Feder 48 ist primär so ausgelegt, daß sie als vertikale Aufhängung für den Wagenkörper dient, wenn die Luft an den Federn 30 und 32 verlorengeht. Da solche Federn im allgemeinen in seitlicher Richtung sehr hart sind, können sie keine ausreichende laterale Suspensionseinrichtung bilden.

3U8317 : : . ;·-■ ^:

Um eine verbesserte laterale Aufhängung während des Normalbetriebs und im Notbetrieb zu erhalten, ist in jeder Luftfeder, wie-erwähnt, ein Notfedersystem angeordnet. Das Notfedersystem hat eine seitliche Aufhängungsfeder 50, die mit dem Sitz 29 im Abstand unter der Feder 48 verbunden ist. Wenn die Luftfeder 30 ausfällt, senkt sich die Feder 48 ab und kommt mit der Feder 50 in Kontakt. Die Feder 48 bildet dann die vertikale Aufhängung, während die untere Feder 50 die seitliche Aufhängung bildet. Die Feder 50 für die seitliche Aufhängung hat eine mehrschichtige dünne Stahlplatte 51 zwischen Kautschukblöcken 53, die eine Scherfeder bilden.

Erfindungsgemäß wird somit ein verbessertes laterales Aufhängungssystem erreicht, und zwar derart, daß während des Normalbetriebs keine zusätzliche Federung für die seitliche Suspension erforderlich ist, wenn eine vertikale Luftfederung verwendet wird.

Das verbesserte laterale Aufhängungssystem wirkt.auch im Notbetrieb aufgrund der Feder 50. Dies ermöglicht den Einsatz einer nicht linearen Feder 48 mit allen zugehörigen Vorteilen ohne die seitliche Federwirkung aufzugeben.

-S Leerseite

Claims

PATENTAN.WÄI.TE ... " ;

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN QS

ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

■ KARL LUDWIG SCHIFF (1Θ64-1978)

DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

DIPL. INQ. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

DIPL. ING. DIETER EBBINSHAUS

DR. ING. DIETER FINCK

TELEFON (OB9) 4SSO54

TELEX 6-Q3 66S AURO D

TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

DEA/G-20731 Fi/Rf

Patentansprüche

1,1 . J Sekundäres Aufhängungssystem für einen Eisenbahnwagen, insbesondere ein kombiniertes seitliches und vertikales Aufhängungssystem für einen Eisenbahnwagen, welcher einen Wagenkörper und ein Drehgestell mit Wiege aufweist, gekennzeichnet durch ein Paar von Luftfedern (30, 32) und Einrichtungen (26, 28; 29, 31) zum Verbinden der Luftfedern (30, 32) mit dem Wagenkörper (12) und den gegenüberliegenden Wänden der Wiege (24) unter Winkeln, die nach innen zur Mitte des Wagenkörpers (12) verlaufen.
2. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch g e k en η zeichnet, daß sich die Luftfedern (30, 32) nach oben und nach innen von der Wiege (24) aus zur Mitte des Wagenkörpers (12) unter Winkeln zwischen 14 und 25° von der Vertikalebene des Wagenkörpers (12) aus erstrecken.
3. Aufhängungssystem nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß ein Paar von Luftfedern (30, 32) zwischen winkeligen Halteblöcken (26, 28) an dem Wagenkörper (12) und winkeligen Federsitzen (29, 31) an der Wiege (24) befestigt ist.

-01-
4. Aufhängungssystem nach Anspruch 3/ dadurch gekennzeichnet, daß ein Notfedersystem (48, 50) in jeder Luftfeder (30/ 32) befestigt ist und nur dann wirksam wird, wenn eine der Luftfedern (30, 32) ausfällt.
5. Aufhängungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Notfedersystern eine nicht lineare Feder (48) und eine seitliche Aufhängungsfeder (50) aufweist.
6. Aufhängungs s sys tem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht lineare Feder (48) an dem entsprechenden Halteblock (28) und jede seitliche Aufhängungsfeder (50) an den jeweiligen Federsitzen (29) senkrecht im Abstand zueinander, wenn die zugehörige Luftfeder (30) wirksam ist, befestigt ist.
7. Aufhängungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Aufhängungsfeder (50) eine Vielzahl von dünnen Metallplatten (51) zwischen Kautschukblöcken (53) aufweist.
8. Aufhängungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht lineare Feder (48) und die seitliche Aufhängungsfeder (50) , die im Abstand angeordnet sind, miteinander in Kontakt kommen, wenn ihre zugehörige Luftfeder (30) ausfällt.

-02-