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Wagenkastenabstützung auf Drehgestellen von Schienenfahrzeugen im
Bereich des Fahrzeugeinstieges Die Erfindung bezieht sich auf eine Wagenkastenabstützung
auf Drehgestellen von Schienenfahrzeugen im Bereich des Fahrzeugeinstieges mit Schrauben-oder
Gasfedern zwischen der Einstieganordnung des Wagenkastenuntergestells und dem etwa
in Höhe der Radsatzachsen befindlichen Drehgestellrahmen.
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Es ist bekannt, die Wagenkästen von Schienenfahrzeugen mit gas- oder
schraubengefederten Drehgestellen über eine mittlere Drehpfanne und seitliche Gleitstücke
eines ober- oder unterhalb des Drehgestellrahmens angeordneten Wiegebalkens auf
die in Wiegentrögen gelagerten Gasfedern abzustützen, wobei die Wiegentröge mit
Pendeln am Drehgestellrahmen aufgehängt sind und vom Wiegebalken über Lenker geführt
werden. Diese Anordnung ist schwer, benötigt eine große Bauhöhe, und die Federung
wird durch die gleitende Reibung an den Führungen des Wiegebalkens oder durch Kraftkomponenten
von Lenkern ungünstig beeinflußt.
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Es ist ferner bekannt, den Wagenkasten direkt auf balgförmigen Gasfedern
abzustützen, die auf dem Drehgestellrahmen gelagert sind. In diesem Fall müssen
die in sich verschiebbaren Gasfederbälge allen Drehbewegungen und Querschwingungen
des Wagenkastens relativ zum Drehgestell nachgeben. Da die Bälge jedoch nicht stabil
sind, müssen zusätzlich Stabilisierungseinrichtungen verwendet werden, die den Wagenkasten
nach einem seitlichen Ausschwingen in die Mittellage zurückführen. Die Neigung des
Wagenkastens zum Abkippen steigt jedoch mit der Höhe der Belastung, während normalerweise
die Federkonstante der Rückstellvorrichtung (Gummifeder, Gummikugel) von der Last
unabhängig ist und allenfalls wegabhängig verändert werden kann. Die Rückstellfeder
muß daher für die höchste Belastung ausgelegt werden und ist daher bei nur gering
besetztem Wagen verhältnismäßig hart. Die Folge in diesem Zustand ist eine merkliche
Neigung des Wagenkastens zum Schlingern.
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Es ist auch schon bekannt, die Wiegebalken eines Wiegendrehgestells
mittels Pendeln am Drehgestellrahmen aufzuhängen und die Enden der Pendel in Gummigelenken
derart zu lagern, daß die Pendel Querverschiebungen des Wagenkastens im gewissen
Grade aufnehmen können. Die Lagerungen der bekannten Pendel sind hierbei als übliche
Gummigelenke ausgebildet, die einen allseitigen Ausschlag der Pendel gestatten.
Es hat sich indessen herausgestellt, daß das bekannte Pendel eine große Länge haben
muß, um dem Fahrzeug gute Laufeigenschaften zu geben. Eine ausreichende Bauhöhe
dafür ist jedoch nicht immer vorhanden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Wagenkastenabstützung zu schaffen, die eine niedrige Bauhöhe des Drehgestells
und der Wagenkastenabstützung, eine befriedigende Weichheit der Wagenkastenabstützung
mit den Wagenkastenfedern und schließlich eine geringe Neigung des Wagenkastens
zum Wanken um seine Längsachse ermöglicht. Die Notwendigkeit einer niedrigeren Bauhöhe
ist insbesondere für den Bereich des Fahrzeugeinstieges gegeben, wenn dieser gegenüber
dem übrigen Wagenkasten herabgezogen ist, weil dann im Bereich des Fahrzeugeinstieges
besonders ungünstige Platzverhältnisse vorliegen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Wagenkastenabstützung
der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß auf jeder Fahrzeuglängsseite
unter dem jeweiligen Einstieg Wiegenfedern angeordnet sind, auf welchen der Wagenkasten
mit seiner gesamten Last unmittelbar abgestützt ist und die mit ihren unteren Enden
auf dem durchgehenden Wiegebalken angeordnet sind, der mit Pendeln am Drehgestellrahmen
aufgehängt ist, die in zwei lotrechten Fahrzeuglängsebenen neben den Federn liegen.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Wiegefedern in einem Bereich
angeordnet sind, in dem sie eine für die Wagenkastenabstützung günstige Höhe haben
können, ohne daß durch Konsolen u. dgl. die Konstruktion der Wagenkastenabstützung
kompliziert und schwer ausgeführt werden müßte. Andererseits liegen die Pendel in
einem Bereich, der ihren Einbau in dem verhältnismäßig kleinen Einbauraum ermöglicht.
Um
dieses seitliche Schwingungsverhalten des Wagenkastens in Fahrzeugquerrichtung weiter
günstig zu beeinflussen, wird gemäß der Erfindung noch vorgeschlagen, die oberen
Kreuzschneidenlager der Pendel über Gummiblöcke auf dem Drehgestellrahmen abzustützen,
die in lotrechter Richtung durch Druckkräfte wenig, in Fahrzeugquerrichtung durch
Schubkräfte erheblich nachgiebig sind.
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Die Erfindung und weitere Einzelheiten derselben sind im folgenden
an Hand der Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 als erste
Ausführungsform nach der Erfindung ein Drehgestell in der Seitenansicht und in schematischer
Darstellung, F i g. 2 das in F i g. 1 dargestellte Drehgestell in der Draufsicht,
F i g. 3 die eine der beiden symmetrischen Hälften des Schnittes nach der Linie
III-111 in F i g. 1, wobei der aufzusetzende Wagenkasten durch Strichpunktlinienzüge
angedeutet ist, F i g. 4 eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung in einer
der F i g. 2 entsprechenden Darstellung, F i g. 5 die Ausführungsform nach F i g.
4 in einer der F i g. 3 entsprechenden Darstellungsweise.
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In dem niedrig gebauten, etwa in der Höhe der Drehachsen der Radsätze
angeordneten Drehgestellrahmen 1 sind drehbar und horizontal spielfrei die Radsätze
2 und 3 gelagert. Jedes Achslagergehäuse 4 wird von einem zug-, druck- und biegesteifen
Achslenker 5 erfaßt. Jeder Achslenker 5 ist auf einem Querbolzen 6 des Drehgestellrahmens
1 lotrecht schwingbar gelagert. Zwischen den über die Querbolzen 6 hinaus verlängerten
Enden der Achslenker 5 und im Drehgestellrahmen 1 aufgehängten Trögen 7 ; sind die
als Schraubenfedern ausgebildeten Achsfedern 8 angeordnet. Durch diese Anordnung
können die Achsfedern 8 bei entsprechender Höhe eine befriedigende Weichheit haben,
ohne die Bauhöhe des Drehgestells erhöhen zu müssen.
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Mit Pendeln 9 ist der Wiegebalken 10 an seinen beiden
Enden im Drehgestellrahmen 1 aufgehängt. Die unteren Pendellager sind als übliche
Kreuzschneidenlager zwischen Wiegebalken 10 und Pendeln 9 ausgebildet. Die Kreuzschneidenlager
an den oberen Pendelenden sind über Gummiblöcke 11 auf dem Drehgestellrahmen 1 gelagert.
Die Gummiblöcke 11 sind liegende Schub-Gummiblöcke, die in lotrechter Richtung durch
Druckkräfte wenig, in Fahrzeugquerrichtung durch Schubkräfte dagegen erheblich nachgiebig
sind. Entgegen der Schwingbewegung des Wiegebalkens 10 sind Stoßdämpfer 14 und 15
parallel geschaltet.
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Die horizontale Führung des Wiegebalkens 10 im Drehgestellrahmen 1
erfolgt in Längsrichtung spielarm durch Gleitplattenführungen 12,13 (F i g. 2) zwischen
den Enden des Wiegebalkens 10 und dem Drehgestellrahmen 1. In Querrichtung erfolgt
die Führung des Wiegebalkens 10 nach Überwinden eines zulässigen freien Spieles
durch federnde Anschläge 210 am Wagenkasten 18 und feste Anschläge 220 am Drehgestellrahmen
1. Die Längs- und Quermitnahme des Wiegebalkens 10 erfolgt durch eine lotrechte,
auf diesem aufgesetzte Mittelhülse 16 (F i g. 3), in die radial spiellos, aber in
Richtung seiner Längsachse verschieblich der mittlere Drehzapfen 17 des Wagenkastens
18 hineinragt, dessen Längsachse zugleich die Symmetrieachse des Drehgestells bildet.
Der Abstützung des Wagenkastens 18 dienen torusförmige Gasfederbälge 19, die an
den Enden des Wiegebalkens 10 zwischen diesem und dem Wagenkastenuntergestell angeordnet
und mit beiden verbunden sind. Den Gasfederbälgen 19 sind Schwingungsdämpfer
21 zwischen Wiegebalken 10 und Wagenkasten 18 parallel geschaltet.
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An jedem Ende des Wiegebalkens 10 liegen die Gasfederbälge 19 und
die Wiegenpendel 9 in verschiedenen lotrechten Fahrzeuglängsebenen, und zwar die
Federbälge 19 in der Ebene des weit herabgezogenen Einstieges 20 des Wagenkastens
18 und die Wiegenpendel 9 in einer Ebene hinter der Ebene der Wiegefedern 19.
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Auf den Wiegefedern 19 hat der Wagenkasten 18
eine breite
Abstützbasis, so daß er trotz der in lotrechter Richtung günstigen Weichheit der
Wagenkastenfederung wenig zum Wanken neigt. Die Bauhöhe ist niedrig, der unter dem
Drehgestellrahmen 1 liegende Wiegebalken 10 ist im Bereich der Gasfederbälge
19 nach oben in den Bereich des Drehgestellrahmens 1 und damit in die Höhe der Drehachsen
der Radsätze 2 und 3 hochgezogen. Trotzdem können die Pendel 9 eine für ein befriedigendes
Querschwingen des Wagenkastens 18 ausreichende Länge haben, weil sie in einem Bereich
liegen, der durch den Einstieg 20 keine Beschränkung erfährt. Die effektiv wirksame
Pendellänge wird noch durch die Gummiblöcke 11 erhöht, die beim Schwingen der Pendel
9 in Fahrzeugquerrichtung mit geringen Verformungskräften verformt werden können
und eine zusätzliche Federung zur Herabsetzung der Eigenfrequenz der Schlingerbewegungen
des Fahrzeuges darstellen. Weil die Gummiblöcke 11 in lotrechter Richtung wenig
nachgiebig sind, die Gleitplattenführungen 12,13 zwischen dem Wiegebalken 10 und
dem Drehgestellrahmen 1 und schließlich die Federbälge 19 zwischen Wagenkasten 18
und Drehgestellrahmen 1 angeordnet sind, wird das lotrechte Federverhalten der Federbälge
19 nicht merkbar durch Gleitreibung in den Gleitplattenführungen 12, 13 beeinflußt.
Querbewegungen zwischen Wagenkasten 18 und Drehgestellrahmen 1 führen zu keinen
Verformungen der Gasfederbälge 19, während diese durch Verformungen in sich Drehbewegungen
zwischen Wagenkasten 18 und Drehgestellrahmen 1 um die Längsachse des Drehzapfens
17 zulassen. Die Rückstellkraft bei seitlichen Schwingerbewegungen des Wagenkastens
18 bildet sich in dem Pendel 9 aus und ist abhängig vom Wagenkastengewicht, so daß
der Wiegebalken 10 stets mit gleicher Frequenz schwingt.
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Bei der in F i g. 4 und 5 dargestellten Anordnung sind statt der Gasfedern
19 Schraubenfedern 29 als Wiegenfedern vorgesehen. Um deren Flexikoilwirkung als
zusätzliche Federung bei Querbewegungen zwischen Wagenkasten 18 und Drehgestell
ausnutzen zu können, hat der Drehzapfen 17 des Wagenkastens 18 keine Verbindung
mit dem Wiegenträger 10. Die Mitnahme des Drehgestells durch den Drehzapfen 17 des
Wagenkastens 18 erfolgt nun über ein Lenkersystem 23, 24, 25. Die Führungsaufgabe
der Federungen übernehmen seitliche Gleitsteine 26, die in Führungsnuten 27 auf
den oberen Federlagern 28 der Wiegenfedern 29 eingreifen. Die Führungsnuten 27 sind
kreisbogenförmig gekrümmt, wobei der Krümmungsmittelpunkt der Führungen an beiden
Fahrzeugseiten auf der Längsachse des Drehzapfens 17 liegt. Im übrigen gleicht die
Anordnung nach F i g. 4
und 5 der Anordnung nach F i g. 1 bis 3.
Lenker oder Distanzstücke der Federlager, welche die Bauhöhe des Drehgestells vergrößern
würden, sind hierbei nicht erforderlich.
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Die Ansprüche 3 und 4 gelten als echte Unteransprüche nur in Verbindung
mit dem Anspruch 1.