DE3613729A1 - Uebergansschutz in der form eines faltenbalges - Google Patents

Description

Um den Übergangsbereich zwischen zwei gelenkig miteinander ge­ kuppelten Schienen- bzw. Straßenfahrzeugen gegenüber Wetter­ unbilden, Fahrtwind, Staub u.a. zu schützen, sind an sich zwei grundsätzlich voneinander verschiedene Schutzvorrichtun­ gen bekannt. Zum einen sind Faltenbälge bekannt, bei denen ein in sich biegbares aber nicht wesentlich dehnbares Gewebe beider­ seits mit einer Gummierung versehen ist - bzw. dieses Gewebe in eine solche Masse eingelegt ist - und derartige Materialbahnen in Falten gelegt sind, deren Seitenflächen einen veränderbaren Winkel einschließen, so daß der Balg gelängt und verkürzt werden kann. Aus drei bzw. vier derartigen gefalteten Materialbahnen wird dann ein Tunnel (drei Seiten) oder eine Röhre (vier Seiten) gefertigt, der bzw. die an seinen bzw. ihren Enden an den gegen­ einander beweglichen Fahrzeugenden befestigt sind und so eine Übergangsbrücke umgeben, ohne die Bewegungen der Fahrzeugenden relativ zueinander wesentlich zu behindern.

Zum anderen mal werden entsprechende Materialbahnen zu an ihren Enden offenen Röhren gebogen, und an den beiden einander zugehörigen Fahrzeugenden wird aus einer oberen horizontalen und zwei seitlichen vertikalen Röhren ein Tunnelabschnitt angesetzt. Bei miteinander gekuppelten Fahrzeugen liegen die beiden Tunnelabschnitte etwa in Linienberührung aneinander, um wiederum zwischen beiden Fahrzeugen einen die Übergangsbrücke umgebenden Tunnel zu bilden, der die Relativbewegungen zwischen beiden Fahrzeugen nur unwesentlich beeinträchtigt. Durch Be­ messung der radialen Vorspannung in den Röhren beider Tunnel­ abschnitte wird ein zu großer Anpreßdruck zwischen beiden Abschnitten vermieden, der ein zu großes Abweichen von der Linienberührung zur Folge hätte, andererseits beim Durchfahren von Kurven eine solche radiale Dehnung der kurvenäußeren Röhren bzw. Wülste und der zugehörigen Teile der oberen Röhren bzw. Wülste möglich macht, daß sich die Wülste nicht zu weit von­ einander entfernen und der Fahrtwind und dergleichen ins Tunnel­ innere gelangen kann. Bei einem entsprechend großen Versatz der Fahrzeuge relativ zueinander gleiten die Wülste beider Tunnelabschnitte aufeinander, was Anlaß dafür ist, daß im Berührungsbereich nicht zu weit von der Linienberührung abge­ wichen werden soll. Die Wülste gleiten bei einem seitlichen Versatz der Fahrzeuge relativ zueinander insbesondere im Bereich des Daches.

Beide Versionen des Übergangsschutzes haben heute ihre festen Anwendungsgebiete, werden den Bedürfnissen beider Anwendungs­ gebiete entsprechend entwickelt und vervollkommnet. Maßgebend ist hierbei vor allem das Ausmaß der Relativbewegungen zwischen den Enden der miteinander gekuppelten Fahrzeuge, weil, wie erwähnt, durch diese Bewegungen einerseits nicht die Wirkung der Übergangsschutzeinrichtung aufgehoben werden soll, anderer­ seits die Übergangsschutzeinrichtung die Relativbewegungen zwischen den Fahrzeugen nicht zu sehr beeinträchtigen soll. Wulstverbindungen werden heute überwiegend bei Schienenfahr­ zeugen angewendet, und dort ist der früher auch dort allgemein übliche Faltenbalg nahezu gänzlich verschwunden. Faltenbälge werden heute überwiegend bei Gelenkomnibussen und ähnlichen Straßenfahrzeugen angewendet.

Bei Faltenbälgen ist es bereits bekannt, dem Umstand Rechnung zu tragen, daß es Bereiche gibt, in denen ein besonders großes Dehnverhalten verlangt wird, dort aber die Dehnfähigkeit von Haus aus besonders gering ist. Dies ist insbesondere der Fall in den Übergangsbereichen zwischen dem Dach und den Seiten­ wänden des Faltenbalgtunnels. Dort ist der Balg in besonderem Maße formsteif. Ein eingeschränktes Dehnvermögen in diesem Bereich beeinträchtigt die Dehnfähigkeit des Balges in seiner Gesamtheit, oder der Balg wird in diesen Bereichen übermäßig beansprucht und vorzeitig zerstört. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, ist es bereits bekannt, in den genannten Übergangs­ bereichen die Wände der Falten nochmals in sich zu falten, um die Materialreserve bereitzustellen, die für eine zusätzliche Dehnfähigkeit notwendig ist. Es sind also in den Übergangsbe­ reichen zusätzliche Falten vorgesehen. Bekannt ist es auch, dem Material in diesen Bereichen eine Elastizität in sich zu geben, was jedoch an sich systemfremd ist, weil ja bei Falten­ bälgen die notwendige Nachgiebigkeit aus der Verformungsfähig­ keit des Balges und nicht aus der elastischen Verformungsfähig­ keit des Balgmateriales gewonnen werden soll.

Abgesehen von solchen Lösungen, die auch heute noch keinen oder allenfalls als Sonderkonstruktionen Eingang in die Praxis ge­ funden haben, sind Faltenbälge auf ihrem gesamten Umfang so ausgelegt, daß in jedem Bereich des Balges den Betriebsverhält­ nissen Rechnung getragen ist, die im ungünstigsten Bereich des Balges vorliegen, obwohl eine diesen ungünstigsten Betriebs­ verhältnissen entsprechende Auslegung des Balges auf seinem gesamten Umfang garnicht nötig wäre. So ist es beispielsweise zwingend, daß den Abstandsänderungen zwischen den beiden mit­ einander gekuppelten Fahrzeugen auf dem ganzen Umfang des Balges in gleicher Weise Rechnung getragen wird, weil solche Längen­ änderungen am ganzen Balgumfang während der Geradeausfahrt gleich sind und angesichts des Durchfahrens sowohl von Links- als auch von Rechtskurven dies auch für die Kurvenfahrt gilt. Anderer­ seits setzt das Balgdach und der gegebenenfalls vorhandene Balg­ boden dem seitlichen Versatz der beiden Fahrzeuge einen ganz anderen, wesentlich größeren Widerstand entgegen, als dies die vertikalen Balgseitenwände tun. Es müssen die Falten im Dach und gegebenenfalls Boden relativ tief sein, oder es muß eine relativ große Zahl von Falten aufeinanderfolgen, um die Materialreserve unterbringen zu können, die notwendig ist, um einen seitlichen Versatz der Endrahmen des Balges zuzulassen, mit denen der Balg an beiden Enden an den Fahrzeugstirnseiten befestigt ist. Da nun aber der Balg in Umfangsrichtung stets als Einheit gesehen wird, ist es üblich, die sich aus den Verhältnissen im Dach und gegebenenfalls Boden rechtfertigende Faltentiefe bzw. Faltenanzahl im Dach und gegebenenfalls Boden auch bei den Seitenwänden vorzusehen, auch wenn dadurch die vertikale Steifigkeit der Seitenwände leidet und dies durch Aufhängungen, Rahmen und dergleichen kompensiert werden muß, um den Balg als im wesentlichen selbsttragende Einheit ausfüh­ ren zu können. Die bekannten Zusatzfalten bieten hier keine Lösung, da sie den Balg lediglich im Eckenbereich, wo er besonders steif ist, weicher machen. Der Balg beansprucht, kurz gesagt, meist eine unverhältnismäßig große Bauhöhe und ergibt als er­ heblich zerklüftetes Bauteil einen Luftwiderstand, wie er bei hohen Geschwindigkeiten, die heute bei Schienenfahrzeugen üblich sind, unerwünscht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Faltenbalg zu schaffen, der bezüglich Widerstand gegen den Fahrtwind, bezüglich Falten­ höhe und bezüglich der Möglichkeit, gereinigt zu werden, optimale Verhältnisse bietet.

Der Lösung der Aufgabe dienen die Merkmale der Patentansprüche.

Für die mehr grundsätzliche Lösung gemäß Patentanspruch 1 wird der röhren- oder tunnelförmige Faltenbalg gedanklich in seine einzelnen Wandteile aufgelöst, d.h. die beiden vertika­ len Seitenwände, das horizontale Dach und den gegebenenfalls vorhandenen ebenfalls horizontalen Boden. Allen Wandteilen ist gemeinsam, daß sie die notwendige Balglängung und Balgverkür­ zung, die sich aus einer Veränderung des Abstandes zwischen den beiden Fahrzeugen ergeben, berücksichtigen bzw. ermöglichen. Ansonsten werden die spezifischen Verhältnisse in den Seiten­ wänden einerseits und dem Dach und gegebenenfalls Boden anderer­ seits berücksichtigt. Hierzu gehört insbesondere, daß Material­ eigenschaft und Faltenaufbau so gewählt sind, daß die Seiten­ wände die Steifigkeit haben, die notwendig ist, um mit einem Mindestmaß an zusätzlichen Mitteln dem Balg die gewollte Eigen­ stabilität zu geben, während Dach und gegebenenfalls Boden so weich sein sollen, daß insbesondere auch der bei Schienenfahr­ zeugen vorkommende relativ große seitliche Versatz der beiden miteinander gekoppelten Fahrzeuge relativ zueinander möglich ist, ohne daß die Fahrzeugbewegungen zu sehr behindert würden oder der Balg gefährdet würde.

Der Balg kann dabei als eine zwischen zwei Fahrzeugen einbau­ bare Einheit ausgebildet sein, wobei dann zwei Endrahmen vor­ gesehen sind, mit denen der Balg an den Fahrzeugstirnseiten befestigt ist, die Bewegungen relativ zueinander ausführen können sollen. Der Balg kann jedoch auch, wie es allgemein üblich ist, aus zwei Tunnel- bzw. Röhrenabschnitten bestehen, die in Längsrichtung aufeinander folgen, wobei jeweils ein Ab­ schnittsende mit einem Endrahmen an einem der Fahrzeuge be­ festigt ist und die beiden anderen Abschnittsenden mit je einen Endrahmen versehen sind, und diese beiden zweiten Endrahmen in der Mitte zwischen den beiden Fahrzeugen lösbar miteinander verbunden sind. In diesem Fall muß jeder Balgabschnitt zwischen je zwei Endrahmen so ausgelegt sein, daß sich die beiden End­ rahmen jedes Balgabschnittes um die Hälfte des Betrages gegen­ einander verstellen können, um den sich die beiden Fahrzeugstirn­ seiten gegeneinander verstellen, im Hinblick auf das Balgdach und gegebenenfalls den Balgboden, seitlich gegeneinander ver­ setzt werden können.

Das Prinzip der Ansprüche 1-4 wird in besonders vorteilhafter Weise mit einem Balg gemäß den weiteren Patentansprüchen gelöst, wie er nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben wird.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Gesamtanordnung in der Draufsicht auf eine Stirnseite eines der beiden miteinander gelenkig gekuppelten Fahrzeuge,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung Varianten der in Fig. 2 dargestellten Ausführungs­ form der Erfindung.

In der Stirnwand des Wagenkastens 1 eines Schienenfahrzeuges ist eine durch eine Tür 2 verschließbare Öffnung 3 vorgesehen, durch die Personen auf eine Übergangsbrücke 4 gelangen können. Das Fahrzeug weist eine Kupplung 5 auf, um gelenkig mit einem entsprechenden Fahrzeug gekuppelt werden zu können.

Um die Türöffnung herum ist ein Faltenbalg 6 geführt und an der Wagenkastenstirnwand befestigt. Der Faltenbalg besteht aus zwei vertikalen Seitenwänden 7, einem horizontalen Dach 8 und zwei bogenförmigen Übergangsabschnitten 9, die das Dach 8 an beiden Enden an das obere Ende je einer der Seitenwände 7 an­ schließen. In entsprechender Weise kann an die unteren Enden der Seitenwände noch ein Boden angefügt werden, so daß statt des tunnelförmigen ein röhrenförmiger Querschnitt vorliegt. Der Boden liegt unterhalb der Übergangsbrücke 4. Der Balgquerschnitt im Bereich des Daches 8 und der Übergangsbögen 9 bis zu deren Enden A ergibt sich aus Fig. 2. Das Balgmaterial aus einem beider­ seits mit Gummi oder dergleichen beschichtetem Gewebe, das dem Material allenfalls begrenzte elastische Dehnfähigkeit gibt, dessen Biegbarkeit aber nicht beeinträchtigt, ist in Längsrich­ tung des von dem Balg gebildeten Tunnels bzw. der entsprechenden Röhre in mehreren aufeinanderfolgenden, in Umfangsrichtung des Tunnels bzw. der Röhre umlaufenden Kellerfalten gelegt.Zwei Brüche bzw. Kanten 10 sind so weit derart einander genähert, daß eine relativ breite Materialbahn 11 hinter den Kanten 10 liegt. Mit anderen Worten bildet die Materialbahn eine im Quer­ schnitt schwalbenschwanzförmige Nut. Die Materialbahn hat demnach trotz einer relativ geringen Faltentiefe H eine erhebliche Re­ serve, die eine Verschiebung der Endrahmen 12 des Balges in dessen Querrichtung in großem Maße ermöglicht. Die Tiefe H der Falten ergibt sich im wesentlichen aus der Möglichkeit des Balgmateriales, ohne Bruchgefahr an den Kanten 10 sowie 13 um­ gebückt zu werden, die Anzahl der Falten ist so gewählt, daß die Endrahmen 12 in dem Maße gegeneinander seitlich versetzt werden können, wie es der aus dem Fahrzeuglauf sich ergebende insbesondere seitliche Versatz der beiden Fahrzeuge gegen­ einander erfordert. Dieser seitliche Versatz soll möglich sein, ohne daß die Bewegungen der Fahrzeuge relativ zueinander be­ hindert werden oder die Gefahr besteht, daß der Balg in sich oder an den Endrahmen reißt. Sind zwei Tunnel- bzw. Röhren­ abschnitte hintereinander angeordnet, um den Zwischenraum zwi­ schen den beiden Fahrzeugen zu überbrücken, so hat jeder Ab­ schnitt an jedem Ende einen Endrahmen, und die äußeren Endrahmen sind an den Fahrzeugen, die inneren Endrahmen in der Mitte zwischen beiden Fahrzeugen lösbar miteinander verbunden. Jeder Balg muß die Hälfte der Bewegungsmöglichkeit für den notwendigen seitlichen Versatz der beiden Fahrzeuge erbringen.

An den Enden A der Übergangsbogen 9 setzt sich das Faltenbalg­ dach 8 in den beiden vertikalen Balgseitenwänden 7 fort, die aus vertikal stützfähigem Material bis hin zu Metall bestehen können. Vorzugsweise ist die Kontur die vorbeschriebene und in Fig. 2 dargestellte Kontur des Daches 8, so daß Fig. 2 gleich­ zeitig auch ein Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 ist, wobei jedoch die Materialbahnen 11 und 14 zwischen den Kanten aus Blechstreifen, vorzugsweise aus Aluminiumblech bestehen, die gelenkig miteinander verbunden sind. In besonderem Maße vorzugsweise besteht der Balg im Bereich der Seitenwände aus Blechstreifen 11, 14 und Verbindungsbahnen 15, die aus dem Ma­ terial bestehen, aus dem das Balgdach 8 gefaltet ist. Hierdurch ist die notwendige vertikale Steifigkeit, aber auch die in den Balgseitenwänden geforderte Beweglichkeit gegeben. Die Verbin­ dung zwischen den Metallstreifen und dem gummierten Gewebe kann durch Kleben erfolgen. Der Balg ist in vertikaler Richtung eigen­ steif und tragfähig, wie es sonst nur mit Rahmen erzielbar ist, die den Faltenbalg an jedem Faltenende zugeordnet sind.

Zur besseren Schallisolierung können zwei der beschriebenen Bälge hintereinander angeordnet sein, wobei die beiden Bälge - ohne (Fig. 3b) oder mit (Fig.3a) Verschiebung - in Tunnel­ bzw. Röhrenlängsrichtung eingebaut sein können; in jedem Fall entstehen Räume 17 zwischen Außenbalg 18 und Innenbalg 20, in denen sich Schallwellen totlaufen können.

Obwohl der Balg schon eine wesentlich bessere Windschlüpfigkeit hat als konventionelle Bälge, kann diese noch in einfacher Weise optimiert werden, indem auf die Balgaußenwand 21 eine ebene, glatte Materialbahn 22 als Außenhaut gelegt wird, die in sich elastisch verformbar ist und auf der Balgaußenwand punkt­ oder linienförmig, wie bei 23 dargestellt, befestigt ist (Fig. 4). Diese Lösung ist nicht nur bezüglich des Strömungswiderstandes sondern auch der Reinigungsmöglichkeit wegen optimal. Aber auch ohne diese Außenhaut ist die erfindungsgemäße Balgform vom Standpunkt der Verschmutzung her sehr vorteilhaft, indem die Falten wenig verschmutzen, weil die Kanten 10 im Regelfall, d.h. bei der Geradeausfahrt und auf der Kurveninnenseite nahe beieinander liegen. Hierdurch ist der Balg auch ohne Außenhaut 22 schon gut windschlüpfig, und es ist schließlich die Balghöhe H trotz großer Materialreserve gering.

Claims (12)

1. Faltenbalg für Gelenkfahrzeuge, insbesondere Schienen­ fahrzeuge, aus einem beschichteten Gewebe, der die Form einer zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen angeordneten Röhre mit im wesentlichen rechteckigen Quer­ schnitt bzw. eines Tunnels entsprechenden Querschnittes hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenbalgwände, die das Dach und gegebenenfalls den Boden des Faltenbalges bilden, in der jeweiligen Wandebene relativ weich, die Faltenbalg­ wände, die die Seitenwände des Balges bilden, in der jewei­ ligen Wandebene relativ steif sind.

2. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeit der Faltenbalgwände, die das Dach und gege­ benenfalls den Boden des Faltenbalges bilden, in der jewei­ ligen Wandebene derart bemessen ist, daß Balgrahmen an den Balgenden in dem Maße seitlich gegeneinander versetzbar sind, wie es etwa der zulässige seitliche Versatz der beiden Fahr­ zeuge ohne wesentliche Beeinträchtigung durch den Balg er­ fordert.

3. Faltenbalg nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Steifigkeit der Balgseitenwände in verti­ kaler Richtung derart bemessen ist, daß der Balg in an sich bekannter Weise in vertikaler Richtung selbsttragend ist.

4. Faltenbalg nach Anspruch 2, der in der Mitte zwischen den beiden Fahrzeugen in Querrichtung geteilt ist, so daß zwei Balgabschnitte vorliegen, von denen jeder mit einem ersten Endrahmen am einen bzw. anderen der beiden Fahrzeuge be­ festigt ist und beide Balgabschnitte an den einander zuge­ wandten Enden mit jeweils zweiten Endrahmen lösbar miteinan­ der verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Nach­ giebigkeit des Daches und gegebenenfalls des Bodens jedes Balgabschnittes in der Dach- bzw. Wandebene derart bemessen ist, daß die beiden Endrahmen jedes Balgabschnittes in den Maße seitlich gegeneinander versetzbar sind, wie es etwa die Hälfte des zulässigen seitlichen Versatzes der beiden Fahr­ zeuge ohne wesentliche Beeinträchtigung durch den Balg er­ fordert.

5. Faltenbalg nach einen der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Falten des Faltenbalges in Dach und gege­ benenfalls Boden die Form sogenannter Kellerfalten haben, d.h. die Form einer tiefen Falte, bei der zwei Brüche so gegeneinanderstoßen, daß eine relativ breite Materialbahn bedeckt ist.

6. Faltenbalg nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bahnen der Kellerfalten aus entgegen geringem Widerstand bieg­ barem Material bestehen, insbesondere beschichtetem Gewebe.

7. Faltenbalg nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kellerfalten des Daches und gegebenenfalls des Bodens in entsprechenden Kellerfalten der Balgseitenwände fortsetzen, wobei die in der Balglängs- und -umfangsrichtung verlaufenden Materialbahnen aus in vertikaler Richtung stütz­ fähigem Material bis hin zu Metall bestehen, die Verbindungs­ bahnen dagegen aus einem Material bestehen, das bezüglich Biegbarkeit dem Material der Bahnen in Dach und gegebenenfalls Boden entspricht.

8. Faltenbalg nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbahnen aus dem Material der Bahnen der Kellerfalten im Dach bestehen.

9. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenwände in Übergangsbogen in das Dach und gegebenenfalls den Boden übergehen, wobei der Faltenaufbau in den Übergangsbogen dem in Dach bzw. Fußboden entspricht.

10. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Balg doppelwandig ausgeführt ist, wobei jede Wand in der Form von Kellerfalten ausgebildet ist, die Falten beider Wände jedoch um eine halbe Faltenbreite in Balglängsrichtung gegeneinander versetzt sind.

11. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der Balgaußenseite eine Außenhaut aus elastisch dehnbarem Material faltenfrei aufgelegt ist und mit dem Balgmaterial in einer Weise verbunden ist, daß die Verformungen des Balges unbehindert von der Außenhaut möglich sind.

12. Faltenbalg nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Außenseite der äußeren Balgwand eine entspre­ chende Außenhaut in entsprechender Weise zugeordnet ist.