VORRICHTUNG ZUM BEGRENZEN EINER NICKBEWEGUNG BEI SCHIENENFAHRZEUGEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Begrenzen einer Nickbewegung zwischen einem Drehgestell eines Schienenfahrzeugs und einem auf dem Drehgestell abgestützten Wagenkasten mit einem an dem Drehgestell oder an dem Wagenkasten befestigbaren Anschlag und einem an dem Wagenkasten beziehungsweise an dem Drehgestell befestigbaren Gegenanschlag, wobei der Anschlag eine dem Gegenanschlag zugewandte Anschlagsfläche ausbildet, die während des Betriebs der Vorrichtung in Kontakt mit dem Gegenanschlag gerät.

[0002] Eine solche Vorrichtung ist aus der Praxis bereits bekannt. Schienenfahrzeuge weisen in der Regel Drehgestelle und Wagenkästen auf, die über Federmittel an den Drehgestellen abgestützt sind. Aufgrund dieser federnden Aufhängung des Wagenkastens kann es zu Relativbewegungen zwischen den Drehgestellen und dem Wagenkasten kommen. Vertikale Relativbewegungen in Fahrtrichtung um die Querachse des Fahrzeugs werden auch als Nickbewegungen bezeichnet. Zur Begrenzung dieser Nickbewegungen ist gemäß dem Stand der Technik eine Vorrichtung bekannt, die einen Anschlag sowie einen Gegenanschlag aufweist, wobei der Gegenanschlag beispielsweise an dem Drehgestell und der Anschlag an dem Wagenkasten befestigt ist. Eine Nickbewegung ist damit so weit möglich, bis es zu einem Kontakt zwischen Anschlag und Gegenanschlag kommt. Bei Kurvenfahrten durchfährt das Schienenfahrzeug einen Kreisbogen, wobei es zu einer kreisbogenabhängigen Verdrehung des Wagenkastens bezüglich der Drehgestelle in einer horizontalen Ebene kommt. Um solche Verdrehungen zu ermöglichen, muss an dem Schienenfahrzeug ein ausreichender Bauraum zur Verfügung gestellt werden. Hierbei muss die maximale Nickbewegung mitberücksichtigt werden.

[0003] Aus der "Zeitschrift Eisenbahnwesen und Verkehrstechnik. Die Eisenbahntechnik + Glasers Annalen, Georg Siemens Verlagsbuchhandlung, Berlin, DE, Bd. 115, Nr. 1 / 02, 1. Januar 1991 (1991-01-01), Seiten 42-48, XP 000201496, ISSN: 0941-0589, Artikel von Vohla G et al, sind theoretische Untersuchungen zur gleisbogenabhängigen Wagenkastenneigung bekannt.

[0004] Aus der Druckschrift FR 1 162 388 A und aus der Druckschrift US 2 174 324 A sind weitere Beispiele zur gleisbogenabhängigen Wagenkastenneigung bekannt.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der der nutzbare Bauraum eines Schienenfahrzeugs vergrößert werden kann.

[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

[0007] Erfindungsgemäß ist ein kreisbogenabhängiger Nickanschlag bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem quer zur Fahrtrichtung am Wagenkasten oder am Fahrwerk anzubringenden Gegenanschlag mit einer in dieser Querrichtung rampenförmigen Anschlagskontur, die auch als Kulisse bezeichnet werden kann. Der als Anschlag bezeichnete Gegenpart ist an dem jeweiligen anderen Bauteil des Schienenfahrzeugs, also am Drehgestell beziehungsweise am Wagenkasten, angebracht und gerät bei einer entsprechend großen Nickbewegung in Kontakt mit dem Gegenanschlag. Bei einer Fahrausdrehung des Wagenkastens gegenüber den Drehgestellen, die bei Kurvenfahrten regelmäßig auftritt, werden Anschlag und Gegenanschlag in einer horizontalen Richtung rechtwinklig zur Fahrtrichtung, also in Y-Richtung, gegeneinander versetzt. Aufgrund der in Richtung dieses Versatzes kulissenförmigen Ausgestaltung des Gegenanschlags ist die maximal mögliche Nickbewegung vom Grad des Versatzes und somit vom Grad des Ausdrehens abhängig. Vorteilhafterweise ist die Kulisse des Gegenanschlags so ausgestaltet, dass die maximale Nickbewegung umso kleiner wird, je größer die Ausdrehung des Wagenkastens gegenüber dem jeweiligen Drehgestell ist.

[0008] Der Gegenanschlag wird am Wagenkasten angebracht. Dabei wird der Anschlag an dem Drehgestell montiert, um so eine Nickbewegung wirksam zu begrenzen. Es ist selbstverständlich darauf hinzuweisen, dass für jedes Drehgestell mehrere Anschläge und Gegenanschläge vorgesehen sein können. Aufgrund der Begrenzung der relativen vertikalen Bewegung zwischen Drehgestell und Wagenkasten in Abhängigkeit vom Querversatz, also vom befahrenen horizontalen Kreisbogen, ist weniger Bauraum frei zu halten, um die Nickbewegung zu ermöglichen. Dies hat eine Vergrößerung der Einbauräume im Gefolge, die dann für andere Zwecke genutzt werden können. Darüber hinaus ergibt sich auch eine Kostenreduktion hinsichtlich der Instandhaltung des Schienenfahrzeugs, da nur noch begrenzte Drehgestellbewegungen und Anschlagskräfte entstehen. Vorteilhafterweise ist der Gegenanschlag in der Seitenansicht spiegelsymmetrisch ausgestaltet. Die spiegelsymmetrische Ausgestaltung stellt bei Rechts- und Linkskurven die gleiche kreisbogenabhängige Begrenzung bereit.

[0009] Erfindungsgemäß ist der Anschlag in einer Querschnittsansicht rippenförmig ausgebildet, wobei die Anschlagsfläche an der Rippenspitze ausgebildet ist, welche dem Gegenanschlag im Betrieb zugewandt ist. Der rippenförmige Anschlag besteht beispielsweise aus einem gebogenen Blech.

[0010] Der Anschlag und der Gegenanschlag sind beispielsweise mittels Schraubverbindungen am Schienenfahrzeug befestigt. Gemäß einer bevorzugten Variante weist der Anschlag eine Verschleißplatte auf, welche zumindest die Anschlagsfläche bedeckt. Die Ausbildung des Anschlags als einfacher Notanschlag in Form einer Rippe ist besonders kostengünstig. Die Anschlagsfläche verhindert einen zu schnellen Verschleiß des Anschlags, so dass die Austauschintervalle verlängert sind.

[0011] Erfindungsgemäß weist der Anschlag eine Feder auf. Mit einer reversibel verformbaren Feder ist eine besonders schonende Kraftaufnahme und sind noch längere Austauschintervalle bereitgestellt. Darüber hinaus ermöglicht die Feder das Einstellen einer definierten Kraft-Weg-Kennlinie.

[0012] Ferner verfügt der Anschlag erfindungsgemäß, über ein reversibel verformbares Energieverzehrelement. Die Verwendung eines Energieverzehrelements ermöglicht insbesondere in Kombination mit einer Feder eine definierte Begrenzung der Anschlagskräfte auf ein zulässig definiertes Maximum.

[0013] Erfindungsgemäß weist der Anschlag einen Endanschlag zum Begrenzen eines Feder- oder Verformweges auf. Auf diese Art und Weise wird die Nickbewegung beispielsweise so weit zugelassen, bis eine Feder und/oder ein irreversibles Energieverzehrelement maximal zusammengedrückt beziehungsweise verformt sind. Erst anschließend wird eine weitere Nickbewegung durch einen Hartanschlag zwischen Wagenkasten und Drehgestell unmöglich gemacht. Somit ist eine Kraftbegrenzung gegen unzulässige Überbeanspruchung der Fahrzeugstruktur bereitgestellt, da die Kräfte vor dem Hartanschlag kontrolliert von Feder und/oder Energieverzehrelement aufgenommen werden.

[0014] Wie bereits ausgeführt wurde, betrifft die Erfindung auch ein Schienenfahrzeug mit Drehgestellen und wenigstens einem Wagenkasten, wobei zwischen jedem Drehgestell und jedem Wagenkasten eine Vorrichtung gemäß der vorangehenden Art montiert ist.

[0015] Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen und wobei

Figur 1

ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs in einer Seitenansicht,

Figur 2

das Schienenfahrzeug gemäß Figur 1 von unten,

Figur 3

ein nicht mehr beanspruchtes Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeugs und einer Vorrichtung in einer Stirnansicht,

Figur 4

ein nicht mehr beanspruchtes Ausführungsbeispiel des Schienenfahrzeugs und der Vorrichtung in einer Stirnansicht,

Figur 5

ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs und der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Stirnansicht und

Figur 6

ein nicht mehr beanspruchtes Ausführungsbeispiel des Schienenfahrzeugs und der Vorrichtung zeigen.

[0016] Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 1 in einer Seitenansicht. Es ist erkennbar, dass das Schienenfahrzeug 1 einen Wagenkasten 2 sowie zwei Drehgestelle 3 aufweist, die jeweils zwei Radsätze 4 mit jeweils zwei Rädern aufweisen, die von Schienen 5 geführt sind. Die Anzahl der Radsätze je Drehgestell ist jedoch nicht wesentlich für die Erfindung. An den Radsätzen 4 ist ein Drehgestellrahmen 6 über ersten Federmittel 7 abgestützt. Der Wagenkasten 2 ist über zweite Federmittel 8 an dem Drehgestellrahmen 6 abgestützt.

[0017] Aufgrund dieser federnden Lagerung kann es zu einer Drehbewegung 9 des Wagenkastens 2 um ein Drehzentrum 10 in einer Hochachse Z bezüglich des Drehgestellrahmens 6 kommen. Darüber hinaus kann es zu einer Drehbewegung des Drehgestellrahmens 6 bezüglich der Radsätze 4 kommen. Diese Drehbewegung ist in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet. Beide Drehbewegungen 9, 11, die hier gemeinsam als Nickbewegung bezeichnet werden, sollen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung begrenzt werden. Bei Kurvenfahrten kommt es ferner zu einem Ausdrehen oder Versatz des Drehgestells 6 bezüglich des Wagenkastens 2 in einer horizontalen Richtung Y, die rechtwinklig oder mit anderen Worten quer zur Fahrtrichtung X verläuft.

[0018] Figur 3 zeigt in einer Vorderansicht ein nicht mehr beanspruchtes Ausführungsbeispiel des Schienenfahrzeugs 1 sowie der Vorrichtung 12, die einen Anschlag 13 sowie einen Gegenanschlag 14 aufweist. Der Gegenanschlag 14 ist quer zur Fahrtrichtung X an den Wagenkasten 2 montiert und erstreckt sich in Richtung Y. Dabei weist er eine bezüglich der eingezeichneten Z-Achse spiegelsymmetrische kulissenförmige Kontur auf, so dass bei einer Verschiebung des Wagenkastens 2 bezüglich des Drehgestells 3 in Richtung Y sich der Abstand DZ zwischen Anschlag 13 und Gegenanschlag 14 und somit die maximal mögliche Nickbewegung verringert. Mit anderen Worten ist die maximale Nickbewegung aufgrund der kulissenförmigen Ausgestaltung des Gegenanschlags vom Kreisbogen der Kurve abhängig, die das Schienenfahrzeug durchfährt. Diese Abhängigkeit des Nickanschlags von dem Querversatz zwischen Wagenkasten 2 und Drehgestell 3 in Y-Richtung wird mit f(y) beschrieben.

[0019] Der Anschlag 13 ist in Form einer Rippe ausgebildet, wobei an der dem Gegenanschlag 14 zugewandten Spitze der Rippe eine Anschlagsfläche ausgebildet ist, mit der der Anschlag 13 in Kontakt mit der Rippe 14 gerät. Dabei besteht der Anschlag 13 aus einem Blech, wobei der Blechwerkstoff beispielsweise rostfreier Stahl ist.

[0020] Figur 4 zeigt das nicht mehr beanspruchte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3. Der Anschlag 13 weist jedoch eine Anschlagsrolle 15 auf, mit welcher der Anschlag 13 an der kulissenförmigen Außenkontur des Gegenanschlags 14 kontrolliert und mit definierten Kräften abrollt. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist eine noch schonendere Kraftaufnahme ermöglicht.

[0021] Figur 5 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1, wobei jedoch der Anschlag 13 eine Feder 16 aufweist sowie ein irreversibles Kraftelement 17. Das irreversible Kraftelement 17 ist rippenförmig ausgebildet und auf einem U-Profil 18 angebracht, zwischen dessen freien Schenkeln sich die Feder 16 erstreckt. Gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenanschlags 13 weist die Vorrichtung 12 eine definierte Kraft-Weg-Kennlinie so lange auf, bis die Feder 16 vollständig zusammengestaucht ist und das U-Profil 18 seine freien Schenkeln in Kontakt mit dem Halterahmen 6 gerät. Bei einer weiteren Krafteinleitung in Folge der Nickbewegung 9, 11 wird das irreversible Energieverzehrelement 17 irreversibel verformt, wobei die Bewegungsenergie des Wagenkastens 2 von dem Energieverzehrelement 17 durch Verformung kontrolliert aufgenommen wird. Auf diese Art und Weise ist die Wagenkasten- und Drehgestellrahmenstruktur wirkungsvoll gegen unbeabsichtigtes Verformen und Beschädigungen geschützt.

[0022] Figur 6 zeigt ein nicht mehr beanspruchtes weiteres Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5, wobei der Anschlag 13 statt dem Energieverzehrelement 17 eine Anschlagsrolle 15 aufweist.

Ansprüche

1. Vorrichtung (12) zum Begrenzen einer Nickbewegung zwischen einem Drehgestell (3) eines Schienenfahrzeugs (1) und einem auf dem Drehgestell (3) abgestützten Wagenkasten (2) mit

- einem an dem Drehgestell (3) befestigbaren Anschlag (13) und

- einem an dem Wagenkasten (2) befestigbaren Gegenanschlag (14), wobei der Anschlag (13) eine dem Gegenanschlag (14) zugewandte Anschlagsfläche ausbildet, die während des Betriebs der Vorrichtung (12) in Kontakt mit dem Gegenanschlag (14) gerät,

- bei der der Gegenanschlag (14) in einer Seitenansicht kulissenförmig ausgestaltet ist, wobei der Gegenanschlag (14) quer zur Fahrtrichtung am Wagenkasten anbringbar ist, und eine in dieser Querrichtung als Kulisse bezeichnete, rampenförmige Anschlagskontur aufweist,

- bei der der Anschlag (13) rippenförmig ausgebildet ist, wobei die Anschlagsfläche an der Rippenspitze ausgebildet ist, welche dem Gegenanschlag (14) im Betrieb zugewandt ist,

- bei der der Anschlag (13) eine Feder (16) aufweist und bei der der Anschlag (13) ein irreversibel verformbares Energieverzehrelement (17) aufweist, wobei das irreversible Kraftelement (17) rippenförmig ausgebildet ist und auf einem U-Profil (18) angebracht ist, zwischen dessen freien Schenkeln sich die Feder (16) erstreckt.

2. Vorrichtung (12) nach Anspruch 1, bei der der Gegenanschlag (14) in der besagten Seitenansicht spiegelsymmetrisch ausgestaltet ist.

3. Vorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der
der Anschlag (13) eine Verschleißplatte aufweist, welche zumindest die Anschlagsfläche bedeckt.

4. Vorrichtung (12) nach Anspruch 1, bei der
der Anschlag einen Endanschlag zum Begrenzen eines Feder- oder Verformweges aufweist.

5. Schienenfahrzeug (1) mit Drehgestellen (3) und wenigstens einem Wagenkasten (2), wobei zwischen jedem Drehgestell (3) und dem Wagenkasten (2) eine Vorrichtung (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche montiert ist.

Claims

1. Device (12) for limiting a pitching movement between a bogie (3) of a rail vehicle (1) and a wagon body (2) supported on the bogie (3), with

- a stop (13) which is fastenable to the bogie (3) and

- a counter stop (14) which is fastenable to the wagon body (2), wherein the stop (13) forms a stop surface which faces the counter stop (14) and enters into contact with the counter stop (14) during the operation of the device (12),

- in which the counter stop (14) is configured in the form of a slotted link in a side view, wherein the counter stop (14) can be attached to the wagon body transversely with respect to the direction of travel and has a ramp-shaped stop contour referred to in this transverse direction as a connecting link,

- in which the stop (13) is of rib-shaped design, wherein the stop surface is formed on the rib tip which faces the counter stop (14) during operation,

- in which the stop (13) has a spring (16), and in which the stop (13) has an irreversibly deformable energy absorption element (17), wherein the irreversible force element (17) is of rib-shaped design and is attached to a U profile (18), between the free limbs of which the spring (16) extends.

2. Device (12) according to Claim 1, in which the counter stop (14) is configured mirror-symmetrically in said side view.

3. Device (12) according to either of the preceding claims, in which the stop (13) has a wearing plate which covers at least the stop surface.

4. Device (12) according to Claim 1, in which the stop has an end stop for limiting a spring travel or deformation travel.

5. Rail vehicle (1) with bogies (3) and at least one wagon body (2), wherein a device (12) according to one of the preceding claims is installed between each bogie (3) and the wagon body (2) .

Revendications

1. Dispositif (12) destiné à limiter un mouvement de tangage entre un bogie (3) d'un véhicule ferroviaire (1) et une caisse de wagon (2) s'appuyant sur le bogie (3), avec

- une butée (13), qui peut être fixée sur le bogie (3), et

- une contrebutée (14), qui peut être fixée sur la caisse de wagon (2), la butée (13) constituant une surface de butée faisant face à la contrebutée (14), qui vient en contact avec la contrebutée (14) pendant le fonctionnement du dispositif (12),

- dans lequel la contrebutée (14) a la forme d'une coulisse selon une vue latérale, la contrebutée (14) qui peut être installée sur la caisse de wagon perpendiculairement à la direction de déplacement et présentant un contour de butée en forme de rampe défini de coulisse dans cette direction transversale,

- dans lequel la butée (13) a la forme d'une nervure, la surface de butée étant constituée sur la pointe de la nervure, laquelle fait face à la contrebutée (14) en fonctionnement,

- dans lequel la butée (13) comprend un ressort (16) et dans lequel la butée (13) comprend un élément d'absorption d'énergie irréversiblement déformable (17), l'élément dynamique irréversible (17) ayant la forme d'une nervure et étant appliqué sur un profilé en U (18), entre les branches libres duquel s'étend le ressort (16).

2. Dispositif (12) selon la revendication 1, dans lequel la contrebutée (14) est à symétrie spéculaire selon ladite vue latérale.

3. Dispositif (12) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel
la butée (13) comprend une plaque d'usure, laquelle recouvre au moins la surface de butée.

4. Dispositif (12) selon la revendication 1, dans lequel la butée comprend une butée d'extrémité destinée à limiter une course de ressort ou de déformation.

5. Véhicule ferroviaire (1) avec des bogies (3) et au moins une caisse de wagon (2), dans lequel un dispositif (12) selon l'une des revendications précédentes est monté entre chaque bogie (3) et la caisse de wagon (2).

Zeichnung