-
Luftfeder für Schienenfahrzeuge0 Bei Schienenfahneugen, insbesondere
Reisezugwagen, hat die Verwendung von Luftfedern, insbesondere in der Form von Federbälgen,
erhebliche Vorteile. Diese Vorteile bestehen in der Hauptsache darin, daß die Luftfederung
eine sehr weiche Federung ist, die Stöße und FrschuL-kerungen des Fahrgestelles
vollständig aufnimmt, so daß sie im Wagenkasten nicht mehr fühlbar sindS und daß
die Luftfedern auch seitliche Verschiebungen der gegeneinander abgefederten Teile
aufzunehmen vermögen, so daß es möglich ist, die Luftfedern direkt zwischen dem
Drehgestell und dem Wagenkasten anzuordnen, Diesem Vorteil stehen jedoch auch j
Nachteile entgegen. Ein sehr wesentlicher Nachteil der Luftfeder besteht darin,
daß mit der Möglichkeit gerechnet werden muß, daß ein einzelner Luftfederbalg während
der Fahrt platzt.
-
Um Um eine einseitige Federung zu vermeiden wird für diesen Fall in
der Regel vorgesehen, daß sich sogleich auch die symmetrisch zu dem geplatzten Balg
angeordnete Luftfeder entleert. Trotzdem ist es unvermeidbar, daß kurzzeitig eine
vollständige Entlastung der einen Drehgestellseite auftritt, die dazu führen kann,
daß sich die Räder von den Schienen kurzzeitig abheben und eine Entgleisung eintreten
kann. Es muß außerdem bei Luftfedern eine sogenannte Notfederung vorgesehen sein,
damit sichergestellt ist, daß an Gleisverwindungen, beispielsweise bei den Einfahrrampen
vor Kurven, nicht die diagonal zueinander
diege@ien Räder zu weitgehend
entiastet werde@, wodurch wieder Ept@@@is@ngsgefahr entsteht.
-
Es ist bekan@@, @ef @aftfede@r zusäzliche mechanische Federn, insbesondere
Stahlfedern, vorzusehen, die den Luftfedern parallel oder mit den Luftfedern in
Serie geschaltet sind.
-
Bei diesen bekannten Anordnungen ist zwat sichergestellt, daß beim
Fahren mit leeren Luftfedern keine unzulässigen Radentlastungen eintreten könne@.
Es ist aber noch nicht sichergestellt, daß bei der beim Platxen des Federbalges
kurzzeitig einbretenaei adentlastung sich die Räder von den Schienen nicht abheben
können, Gegenstand der Erfindung ist eine Luftfeder für Schienenfahrzeuge, die mit
einer mechanischen Hilfsfeder in Serie geschaltet ist, wobei die Gefdiir einer unzulässigen
Radentlastung erfindungsgemäß dadurch vermieden ist, daß die mechanische Feder mittig
zur Luftfeder angeordnet ist und ihre Federkraft im vorgespannten Zustand kleiner
ist als die von dem Federsystem zu tragende Last. Zweckmäßig ist die Federkraft
der Hilfsfeder so bemessen, daß bei um den Federweg der Feder entspannter Hilfsfeder
durch die restliche Federspannung und das Gewicht des Drehgestell es gewährleistet
ist, daß die Radlast noch mindestens 40 % der normalen Radlast beträgt.
-
Ein Ausführungsbeispiel einer Luftfeder gemäß der Erfindung, aus dem
sich weitere Kennzeichen der Erfindung ergeben, ist in der Figur, die eine Luftfeder
im senkrechten Längsschnitt zeigt, dargestellt.
-
Das Federsystem besteht aus einem torusförmigen Federbalg 1, der mittels
der Felge 2 am Wagenkasten 3 angeordnet ist, während sich die innere Felge 4 auf
ein Luftfederrohr 5 abstützt, das sich wieder auf das nur angedeutete Drehgestell
6 abstützt. Innerhalb des Luftfederrohres 5 ist eine Schraubenfeder 7 angeordnet,
die sich einerseits gegen die Felge 4
und andererseits gegen den
Boden des Luftfederrohres 5 abstützt. Die Feder rast dieser Feder 7 ist kleiner
als die eif dem Federsystem liegende Last, so daß im Normalfall, d.h.
-
bei voll intakter Luftfeder r die Feder 7 vollstandig zusammengedrückt
ist und die Luftfederfelge 4 auf dem oberen Rand des Federrohres 5 aufliegt. Tritt
durch Platzen des Federbalges 1 (ine plötzliche Entlastung ein, so wird die Felge
4 durch die Feder 7 nach oben beschleunigt und legt sich an die Unterseite des Wagenkastens
3 an. Da die Masse der Felge o verhältnismäßig klein und die Feder 7 erheblich vorgespannt
ist, erfolgt diese Bewegung sehr rasch und jedenfalls in einer sich viel kürzeren
Zeit als erforderlich wäre, bis sich der Wagenkasten 3 nach dem Platzen der Luftfeder
um den Federweg der Luftfeder senkt und auf die @ Luftfederfelge auflegt Die Federkraft
und Federkennlinie der Feder 7 ist zweckmäßig so gewählt, daß in dem Augenblick
in weichem sich die Buftfederfelge 4 an den Wagenkasten anlegt, die Federkraft der
Feder 7 noch so groß ist, daß die zur Vermeidung der Entgleisungsgefahr erforderliche
Mindesradlast von 40 % der normalen Radbelastung gewährleistet ist. Durch das Gewicht
des sich absenkenden Wagenkastens 3 wird dann die Feder 7 wieder zusammengedrückt
und die Felge 4 legt sich wieder auf den oberen Rand des Luftfederrchres auf. Auf
der Felge 4 liegt eine als Notfeder dienende Zusatzfeder 8 die in bekannter Weise
eine Gummifeder sein kann und auf dieser eine Gleitplatte 9. Dadurch wird sichergestellt,
daß das Drehaestell sich auch nach dem Ausfall der Luftfeder beim Durchfahren von
Kurven gegen den Wagenkasten jsdrehen kann. Bei den bekannten Anordnungen muß diese
Notfederung so bemessen sein, daß auch beim Befahren einer Gleisverwindung bei der
elastischen Verformung des Wagenkastens und der Zusatzfedern de Luftfederfelge noch
ausreichend belastet bleibt, damit sich nicht am Gesamtfahrzeug an zwei diagonal
gelegenen Punkten der Wagenkasten von der Notfeder abhebt, wodurch die betreffenden
Räder vollständig entlastet würden und Entgleisungsgefahr eintreten würde. Bei den
bekannten Anordnungen muß deshalb die Notfeder noch einen verizältnismäßig großen
Federweg aufweisen. Beim Gegenstand der
Erfindung besteht diese
Gefahr nicht, weil beim Abheben der Luftfederfelge 4 vom oberen Rand des Federrohres
eine restliche Belastung des Drehgestelles durch die Spannung der Feder 7 bestehen
bleibt, die nach der geschilderten Bemessung der Feder 7 groß genug ist, um zu gewährleisten,
daß die Mindestradbelastung nicht unterschritten wird.
-
Wenn sich beim Durchfahren von Kurven das Drehgestell gegen den Wagenkasten
verdreht, so tritt nicht nur eine Verschiebung der Luftfederfelge 4 gegen den Wagenkasten
3 in Fahrtrichtung ein, die der Federbalg ohne weiteres aufzunehmen imstande ist,
sondern gleichzeitig wird auch der Federbalg tordiert. Die Anordnung nach der Erfindung
hat den weiteren Vorteil, daß sich die Felge 4 gegen das Federrohr 5 verdrehen kann,
wobei die Verdrehung noch dadurch erleichtert wird, daß die Berührungsfläche zwischen
der Felge und dem Rohr durch die Vorspannung der Feder 7 entlastet ist. Zur Verminderung
der Reibung kann außerdem zwischen die Felge 4 und das Rohr 5 noch ein Gleitring
10 eingelegt sein. Damit bei dieser Verdrehung der Felge 4 gegen das Rohr 5 die
Feder 7 nicht durch Verdrehen überbeansprucht wird, kann ferner zwischen dem einen
Ende der Feder 7 und ihrem Widerlager noch eine Drehschubfeder 11 eingeschaltet
sein, d.h. eine Feder, die bei sehr geringer senkrechter Nachgiebigkeit, eine Verdrehung
ihrer oberen gegen ihre untere Seite ohne großen Widerstand zuläßt.
-
Der für eine Notfeder erforderliche Federweg addiert sich zu dem Federweg
der Luftfeder. Da beim Gegenstand der Erfindung der Federweg der Notfeder kleingehalten
werden kann, ergibt sich daraus noch der Vorteil, daß der Raum, der zwischen Wagen
und Drehgestell freigehalten werden muß, vermindert wird, was sich auf die Fußbodenhöhe
des Fahrzeuges günstig auswirkt.
-
Die Hilfsfeder 7, die, wie in der Figur dargestellt, zweckmäßig eine
Schraubendruckfeder ist, kann auch durch eine andere,
beispielsweise
eine Gummifeder gebildet werden. Die Anordnung kann auch dahin abgeändert werden,
daß die ganze Federanordnung umgedreht, d.h. die Felge 2 am Drehgestell und das
Federrohr 5 mit der Hilfsfeder 7 und der Felge 4 am Wagenkasten angeordnet sind.
Die Luftfeder muß nicht unbedingt eine Feder mit torusförmigem Balg sein. Der Gegenstand
der Erfindung ist auch anwendbar für Luftfedern mit anders geformten Federbälgen.
-
Patentansprüche