ELASTIKELEMENT UND FAHRWERK

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Elastikelement für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für eine Radsatzführungsvorrichtung eines Fahrwerks, mit einem Gehäuse und mit einem in dem Gehäuse angeordneten und mit dem Gehäuse verbundenen Führungskörper.

[0002] Eine mechanisch entkoppelte Lagerung von Fahrzeug- oder Fahrwerkskomponenten ist sowohl aus Komfort- als auch aus Sicherheitsgründen wichtig. Elastikelemente wie Federn und Dämpfer aus unterschiedlichen Materialien (z.B. Metall, Elastomer etc.), Anschläge, Hydrobuchsen etc. werden an verschiedenen Stellen in einem Fahrzeug oder in einem Fahrwerk eingesetzt. Beispielsweise werden Motoren oder Antriebseinheiten über spezielle Motor- oder Antriebslager mit Elastikelementen an Karosserien von Kraftfahrzeugen, Fahrwerksrahmen von Schienenfahrzeugen oder Radsatzlagergehäuse von Schienenfahrzeugen gekoppelt. Weiterhin werden Elastikelemente (z.B. hydraulische Buchsen) beispielsweise in Radsatzführungsvorrichtungen zwischen Radsätzen und Fahrwerksrahmen von Schienenfahrzeugen (z.B. in Radsatzführungsbuchsen) eingesetzt.

[0003] Für diese Radsatzführungsvorrichtungen ist bei niedrigen Geschwindigkeiten und Kurvenfahrten zur Erzielung eines geringen Schienenverschleißes eine weiche Charakteristik erstrebenswert, bei hohen Geschwindigkeiten und auf geraden Strecken zur Erzielung eines stabilen Laufverhaltens eine harte Charakteristik.

[0004] Bei Fahrwerken von Schienenfahrzeugen ist insbesondere im Bereich höherer Fahrgeschwindigkeiten zu beachten, dass dynamische Reaktionen, welche beispielsweise aufgrund von Gleislagefehlern von einem Gleis auf Fahrwerkskomponenten übertragen werden, mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit an Intensität gewinnen.

[0005] Antriebslager, Radsatzführungsvorrichtungen etc. müssen entsprechend den zu erwartenden dynamischen Reaktionen ausgebildet bzw. dimensioniert und auf den Fahrwerken angeordnet sein. Dabei ist insbesondere ein sorgfältig ausgelegtes Federungs- und Dämpfungsvermögen wichtig. Häufig ist es so, dass Radsatzführungsbuchsen keine ausgeprägte Radsatzführungssteifigkeit in Richtung einer Fahrwerkshochachse aufweisen, weshalb die Radsatzführungssteifigkeit in Richtung der Fahrwerkshochachse oft von separaten Stahl- oder Elastomerfedern etc. aufgebracht werden muss.

[0006] Aus dem Stand der Technik zeigt beispielsweise die WO 2017/157740 A1 ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit aktiver Radsatzsteuerung, bei welcher zwischen einem Fahrwerksrahmen und einem Radsatz ein Aktuator sowie, dem Aktuator parallelgeschaltet, ein als hydraulische Buchse ausgebildetes Elastiklager mit frequenz- und amplitudenabhängiger Steifigkeit angeordnet sind. Das Elastiklager ist zwischen einem mit dem Radsatz verbundenen Schwingarm und dem Fahrwerksrahmen vorgesehen. Zwischen einem Radsatzlagergehäuse und dem Fahrwerksrahmen ist weiterhin eine Primärfeder angeordnet.

[0007] Weiterhin ist die WO 90/03906 A1 bekannt, in welcher eine Neigungskompensationseinrichtung für Schienenfahrzeuge offenbart ist. Diese Neigungskompensationseinrichtung umfasst zwei quer zwischen einem Drehzapfen und zwei Längsträgern eines Fahrwerksrahmens angeordnete Luftfedern, welche über eine dämpfend wirkende Drosselblende miteinander verbunden sind. Über die Drosselblende erfolgt ein Lufttransport zwischen den beiden Luftfedern.

[0008] Dokument EP 3 381 761 A1 offenbart ein Elastikelement für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für eine Radsatzführungsvorrichtung eines Fahrwerks, mit einem Gehäuse und mit einem in dem Gehäuse angeordneten und mit dem Gehäuse verbundenen Führungskörper, wobei mit dem Führungskörper ein erster Hohlkörper und ein zweiter Hohlkörper relativ zu dem Führungskörper verschieblich verbunden sind.

[0009] Die genannten Ansätze weisen in ihren bekannten Formen den Nachteil auf, dass für die hydraulische Buchse und die Luftfedern keine (z.B. in Bezug auf eine bestimmte Achse) gerichteten Steifigkeitseigenschaften einstellbar sind.

[0010] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickeltes Elastikelement mit präzise ausgerichteten Steifigkeitseigenschaften bereitzustellen.

[0011] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einem Elastikelement der eingangs genannten Art, bei dem mit dem Führungskörper ein erster Hohlkörper und ein zweiter Hohlkörper relativ zu dem Führungskörper verschieblich verbunden sind, wobei der Führungskörper einen Steg mit zumindest einem Durchgangsloch aufweist, wobei aus einem ersten Innenraum des ersten Hohlkörpers, einem zweiten Innenraum des zweiten Hohlkörpers, dem zumindest einen Durchgangsloch sowie dem Führungskörper selbst eine mit Fluid befüllbare Kammer gebildet ist.

[0012] Dadurch wird bei Befüllung der Kammer mit Fluid (z.B. mit einer Hydraulikflüssigkeit) und einer entsprechenden Strömung des Fluids zwischen dem ersten Hohlkörper und dem zweiten Hohlkörper durch das Durchgangsloch in dem Elastikelement eine frequenzabhängige, dynamische Steifigkeit in Richtung einer definierten Achse des Elastikelements erzielt.

[0013] Diese dynamische Steifigkeit ermöglicht eine schwingungstechnische Entkopplung von dynamischen Störungen (z.B. aufgrund von stoßartigen Belastungen) zwischen Bauteilen, welche mit dem Elastikelement verbunden sind. Im Vergleich mit einer hydraulischen Buchse ermöglicht das Elastikelement größere Translationsauslenkungen. Das Gehäuse ermöglicht wiederum eine Abschirmung bzw. Kapselung des ersten Hohlkörpers sowie des zweiten Hohlkörpers gegen eine Umgebung. In dem Gehäuse können neben dem Führungskörper, dem ersten Hohlkörper und dem zweiten Hohlkörper weitere Komponenten (z.B. Federn) angeordnet und zu einer kompakten Einheit gruppiert werden.

[0014] Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält man, wenn zumindest eine erste Feder und eine zweite Feder in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei die zumindest erste Feder mit einer ersten Gehäuseseite sowie mit einer ersten Hohlkörperseite verbunden ist und die zweite Feder mit einer zweiten Gehäuseseite sowie mit einer zweiten Hohlkörperseite verbunden ist.

[0015] Durch diese Maßnahme wird eine Reihenschaltung von Komponenten mit statischer Steifigkeit (erste Feder, zweite Feder) und Komponenten mit dynamischer Steifigkeit (Führungskörper, erster Hohlkörper und zweiter Hohlkörper bei Befüllung der Kammer) und somit ein Zusammenwirken dieser Komponenten bewirkt.

[0016] Weiterhin ist es hilfreich, wenn eine dritte Feder und eine vierte Feder in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei die dritte Feder mit einer dritten Gehäuseseite sowie mit einer ersten Führungskörperseite verbunden ist und die vierte Feder mit einer vierten Gehäuseseite sowie mit einer zweiten Führungskörperseite verbunden ist.

[0017] Durch diese Maßnahme wird eine Federungsfunktion des Elastikelements bewirkt, welche unabhängig von Relativbewegungen des ersten Hohlkörpers und des zweiten Hohlkörpers ist.

[0018] Eine günstige Lösung wird erreicht, wenn die erste Gehäuseseite, die zweite Gehäuseseite, die erste Hohlkörperseite und die zweite Hohlkörperseite rechtwinklig zu der dritten Gehäuseseite, der vierten Gehäuseseite, der ersten Führungskörperseite und der zweiten Führungskörperseite ausgerichtet sind.

[0019] Dadurch wird ein modularer Aufbau des Elastikelements erzielt, bei welchem einzelne Federn unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können, welche sich in unterschiedliche Richtungen eines Koordinatensystems auswirken.

[0020] Es wird ein funktionell vielseitiges und zugleich baulich einfaches und kompaktes Elastikelement mit richtungsabhängigen Steifigkeitseigenschaften erreicht, für das standardisierte Bauteile, die in hohen Stückzahlen produziert werden (z.B. Schichtfedern), eingesetzt werden können.

[0021] Zur verschleißarmen Begrenzung von Auslenkungen des ersten Hohlkörpers und des zweiten Hohlkörpers ist es hilfreich, wenn der Steg eine erste Anschlagfläche für den ersten Hohlkörper und eine zweite Anschlagfläche für den zweiten Hohlkörper aufweist.

[0022] Auf außerhalb des Elastikelements vorgesehene Anschläge (z.B. Elastomerpuffer) kann dadurch verzichtet werden.

[0023] Eine günstige Lösung wird ferner erzielt, wenn zwischen dem ersten Hohlkörper und dem Führungskörper ein elastisches erstes Lager angeordnet ist und zwischen dem zweiten Hohlkörper und dem Führungskörper ein elastisches zweites Lager angeordnet ist.

[0024] Dadurch werden eine Federungs- und eine Dämpfungsfunktion zwischen dem ersten Hohlkörper bzw. dem zweiten Hohlkörper einerseits und dem Führungskörper andererseits erreicht. Weiterhin wird dadurch eine Dichtungsfunktion zwischen der mit Fluid befüllbaren Kammer und ihrer Umgebung bewirkt.

[0025] Eine belastungsgerechte Aufteilung von Federungs- und Dämpfungsfunktionen auf Komponenten des Elastikelements wird erzielt, wenn eine erste Steifigkeit der zumindest ersten Feder in Richtung einer Gehäusequerachse größer ist als eine zweite Steifigkeit des ersten Hohlkörpers und des ersten Lagers in Richtung der Gehäusequerachse.

[0026] Es kann auch günstig sein, wenn eine dritte Steifigkeit der zumindest ersten Feder in Richtung einer Gehäusehochachse kleiner ist als eine vierte Steifigkeit des ersten Hohlkörpers und des ersten Lagers in Richtung der Gehäusehochachse.

[0027] Zur Verteilung von Funktionen auf die Komponenten des Elastikelements kann es ferner von Vorteil sein, wenn eine fünfte Steifigkeit des ersten Hohlkörpers und des ersten Lagers in Richtung einer Gehäuselängsachse größer ist als eine sechste Steifigkeit der zumindest ersten Feder in Richtung der Gehäuselängsachse.

[0028] Eine funktionsgerechte Lösung erhält man auch, wenn eine fünfte Steifigkeit des ersten Hohlkörpers und des ersten Lagers in Richtung einer Gehäuselängsachse größer ist als eine siebente Steifigkeit der dritten Feder in Richtung der Gehäuselängsachse.

[0029] Günstig in Bezug auf eine Funktionsverteilung ist es auch, wenn eine erste Steifigkeit der zumindest ersten Feder in Richtung einer Gehäusequerachse größer ist als eine achte Steifigkeit der dritten Feder in Richtung der Gehäusequerachse.

[0030] Weiterhin ist es hilfreich, wenn eine dritte Steifigkeit der zumindest ersten Feder in Richtung einer Gehäusehochachse kleiner ist als eine neunte Steifigkeit der dritten Feder in Richtung der Gehäusehochachse.

[0031] Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass die Komponenten des Elastikelements im Wesentlichen in den für sie vorgesehenen Hauptwirkungsrichtungen spezifische Federungs- und Dämpfungsfunktionen, beispielsweise mit harter oder weicher Charakteristik, erfüllen.

[0032] Eine günstige Lösung wird erreicht, wenn der erste Hohlkörper und der zweite Hohlkörper in dem Führungskörper arretierbar sind.

[0033] Durch diese Maßnahme wird die dynamische Steifigkeitseigenschaft des Elastikelements ausgeschaltet. Ein Verbund aus dem Führungskörper, dem ersten Hohlkörper und dem zweiten Hohlkörper weist bei Umsetzung dieser Maßnahme Eigenschaften eines weitgehend starren Körpers auf.

[0034] Vorteilhaft eingesetzt wird das Elastikelement, wenn ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem Elastikelement ausgerüstet ist.

[0035] Dabei ist es günstig, wenn das zumindest eine Elastikelement Teil einer Radsatzführungsvorrichtung ist, wobei eine Gehäuselängsachse des zumindest einen Elastikelements parallel zu einer Fahrwerksquerachse ausgerichtet ist, eine Gehäusequerachse des zumindest einen Elastikelements parallel zu einer Fahrwerkslängsachse ausgerichtet ist und eine Gehäusehochachse des zumindest einen Elastikelements parallel zu einer Fahrwerkshochachse ausgerichtet ist, wobei eine Hohlkörperlängsachse eines relativ zu einem Führungskörper des zumindest einen Elastikelements verschieblichen ersten Hohlkörpers des zumindest einen Elastikelements parallel zu der Fahrwerkslängsachse ausgerichtet ist.

[0036] Durch diese Maßnahme wird eine Trennung von Steifigkeitseigenschaften zur Radsatzführung bewirkt, wobei in Richtung der Fahrwerkslängsachse eine frequenzabhängige, dynamische Steifigkeit der Radsatzführung erzielt wird.

[0037] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0038] Es zeigen beispielhaft:

Fig. 1:

Einen Seitenriss einer beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Elastikelements, und

Fig. 2:

Einen Seitenriss eines Ausschnitts aus einem erfindungsgemäßen Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs mit einem Elastikelement als Teil einer Radsatzführungsvorrichtung.

[0039] Eine in Fig. 1 als Seitenriss dargestellte beispielhafte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Elastikelements ist als Teil einer Radsatzführungsvorrichtung eines Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs ausgebildet.

[0040] Das Elastikelement umfasst ein Gehäuse 1, welches quaderförmig mit abgerundeten Kanten ausgeführt ist. Das Gehäuse 1 weist eine in Fig. 1 projizierend erscheinende Gehäuselängsachse 2, eine in Fig. 1 horizontal verlaufende Gehäusequerachse 3 sowie eine in Fig. 1 vertikal ausgerichtete Gehäusehochachse 4 auf.

[0041] In dem Gehäuse 1 ist ein Führungskörper 5 angeordnet, welcher von einer ersten Gehäuseseite 6, einer zweiten Gehäuseseite 7, einer dritten Gehäuseseite 8 und einer vierten Gehäuseseite 9 des Gehäuses 1 beabstandet ist. Der Führungskörper 5 ist mit einem in Fig. 2 dargestellten Schwingarm 10 der Radsatzführungsvorrichtung verbunden.

[0042] Mit dem Führungskörper 5 sind ein weitgehend starrer, hohlzylindrisch ausgebildeter erster Hohlkörper 11 und ein weitgehend starrer, ebenfalls hohlzylindrisch ausgeführter zweiter Hohlkörper 12 relativ zu dem Führungskörper 5 in Richtung der Gehäusequerachse 3 verschieblich verbunden, wobei der Führungskörper 5 einen Steg 13 mit einem Durchgangsloch 14 aufweist. Aus einem ersten Innenraum 15 des ersten Hohlkörpers 11, einem zweiten Innenraum 16 des zweiten Hohlkörpers 12, dem Durchgangsloch 14 sowie dem Führungskörper 5 selbst ist eine mit Fluid befüllbare Kammer gebildet.

[0043] Diese Kammer ist in dieser beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Elastikelements mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Strömungsvorgänge der Hydraulikflüssigkeit zwischen dem ersten Innenraum 15 und dem zweiten Innenraum 16 und dadurch ausgelöste Bewegungen des ersten Hohlkörpers 11 und des zweiten Hohlkörpers 12 relativ zu dem Führungskörper 5 bzw. Bewegungen des Führungskörpers 5 relativ zu dem ersten Hohlkörper 11 und dem zweiten Hohlkörper 12 bewirken eine frequenzabhängige, dynamische Steifigkeit des Elastikelements ausschließlich in Richtung der Gehäusequerachse 3.

[0044] In Richtung der Gehäuselängsachse 2 und der Gehäusehochachse 4 weist das Elastikelement ausschließlich statische Steifigkeiten auf.

[0045] Hierzu sind in dem Gehäuse 1 eine erste Feder 17, eine zweite Feder 18, eine dritte Feder 19 und eine vierte Feder 20 angeordnet.

[0046] Die erste Feder 17 ist mit der ersten Gehäuseseite 6 sowie mit einer ersten Hohlkörperseite 21 verbunden, die zweite Feder 18 mit der zweiten Gehäuseseite 7 sowie mit einer zweiten Hohlkörperseite 22.

[0047] Eine erste Längsachse der ersten Feder 17 und der zweiten Feder 18 sowie eine Hohlkörperlängsachse 23 des ersten Hohlkörpers 11, des zweiten Hohlkörpers 12, des Führungskörpers 5 und des Durchgangslochs 14 verlaufen in der Gehäusequerachse 3.

[0048] Zusätzlich sind in dem Gehäuse 1 die dritte Feder 19 und die vierte Feder 20 angeordnet, wobei die dritte Feder 19 mit der dritten Gehäuseseite 8 sowie mit einer ersten Führungskörperseite 24 verbunden ist und die vierte Feder 20 mit der vierten Gehäuseseite 9 sowie mit einer zweiten Führungskörperseite 25 verbunden ist.

[0049] Eine zweite Längsachse der dritten Feder 19 und der vierten Feder 20 ist rechtwinklig zu der ersten Längsachse und der Hohlkörperlängsachse 23 angeordnet und verläuft in der Gehäusehochachse 4.

[0050] Die erste Gehäuseseite 6, die zweite Gehäuseseite 7, die erste Hohlkörperseite 21 und die zweite Hohlkörperseite 22 sind rechtwinklig zu der dritten Gehäuseseite 8, der vierten Gehäuseseite 9, der ersten Führungskörperseite 24 und der zweiten Führungskörperseite 25 ausgerichtet, wodurch in Achsrichtungen eines kartesischen Koordinatensystems jeweils eigene, voneinander verschiedene Steifigkeitseigenschaften des Elastikelements einstellbar sind.

[0051] Die erste Feder 17, die zweite Feder 18, die dritte Feder 19 und die vierte Feder 20 sind als Gummi-Metall-Schichtfedern ausgebildet, wobei die erste Feder 17 und die zweite Feder 18 einerseits und die dritte Feder 19 und die vierte Feder 20 andererseits unterschiedliche Steifigkeitseigenschaften aufweisen.

[0052] Zwischen dem ersten Hohlkörper 11 und dem Führungskörper 5 ist ein als Elastomer-Zylinderbuchse ausgebildetes, den ersten Hohlkörper 11 ummantelndes elastisches erstes Lager 26 angeordnet, zwischen dem zweiten Hohlkörper 12 und dem Führungskörper 5 ein ebenfalls als Elastomer-Zylinderbuchse ausgebildetes, den zweiten Hohlkörper 12 ummantelndes elastisches zweites Lager 27.

[0053] Das erste Lager 26 ist fest mit dem ersten Hohlkörper 11 und dem Führungskörper 5 verbunden, das zweite Lager 27 fest mit dem zweiten Hohlkörper 12 und dem Führungskörper 5. Aufgrund elastischer Verformungen des ersten Lagers 26 und des zweiten Lagers 27 sind der erste Hohlkörper 11 und der zweite Hohlkörper 12 in Richtung der Gehäusequerachse 3 relativ zu dem Führungskörper 5 verschieblich. In Richtung der Gehäuselängsachse 2 und der Gehäusehochachse 4 sind der erste Hohlkörper 11 und der zweite Hohlkörper 12 relativ zu dem Führungskörper 5 im Wesentlichen unbeweglich in dem Führungskörper 5 gehalten.

[0054] Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, dass der erste Hohlkörper 11 und der zweite Hohlkörper 12 in dem Führungskörper 5 arretierbar sind. Hierzu werden beispielsweise das erste Lager 26 und das zweite Lager 27 durch Metallbuchsen ersetzt, welche in Bereiche zwischen dem ersten Hohlkörper 11 bzw. dem zweiten Hohlkörper 12 einerseits und dem Führungskörper 5 andererseits eingepresst werden.

[0055] Der Führungskörper 5 ist im Bereich des ersten Hohlkörpers 11 und des zweiten Hohlkörpers 12 hohlzylindrisch ausgebildet, d.h. der erste Hohlkörper 11 und der zweite Hohlkörper 12 sind in hohlzylindrischen Bereichen des Führungskörpers 5 angeordnet.

[0056] Diese hohlzylindrischen Bereiche des Führungskörpers 5 sind durch den Steg 13 voneinander getrennt, wobei der Steg 13 eine erste Anschlagfläche 28 für den ersten Hohlkörper 11 und eine zweite Anschlagfläche 29 für den zweiten Hohlkörper 12 aufweist.

[0057] Das Elastikelement weist folgende Steifigkeitseigenschaften auf:
Eine erste Steifigkeit der ersten Feder 17 in Richtung der Gehäusequerachse 3 ist größer als eine zweite Steifigkeit des ersten Hohlkörpers 11 und des ersten Lagers 26 in Richtung der Gehäusequerachse 3.

[0058] Eine dritte Steifigkeit der ersten Feder 17 in Richtung der Gehäusehochachse 4 ist kleiner als eine vierte Steifigkeit des ersten Hohlkörpers 11 und des ersten Lagers 26 in Richtung der Gehäusehochachse 4.

[0059] Eine fünfte Steifigkeit des ersten Hohlkörpers 11 und des ersten Lagers 26 in Richtung der Gehäuselängsachse 2 ist größer als eine sechste Steifigkeit der ersten Feder 17 in Richtung der Gehäuselängsachse 2.

[0060] Die fünfte Steifigkeit des ersten Hohlkörpers 11 und des ersten Lagers 26 in Richtung der Gehäuselängsachse 2 ist größer als eine siebente Steifigkeit der dritten Feder 19 in Richtung der Gehäuselängsachse 2.

[0061] Die erste Steifigkeit der ersten Feder 17 in Richtung der Gehäusequerachse 3 ist größer als eine achte Steifigkeit der dritten Feder 19 in Richtung der Gehäusequerachse 3.

[0062] Die dritte Steifigkeit der ersten Feder 17 in Richtung der Gehäusehochachse 4 ist kleiner als eine neunte Steifigkeit der dritten Feder 19 in Richtung der Gehäusehochachse 4.

[0063] In Bezug auf Steifigkeitseigenschaften sind der zweite Hohlkörper 12 und das zweite Lager 27 gleich ausgeführt wie der erste Hohlkörper 11 und das erste Lager 26, die zweite Feder 18 gleich wie die erste Feder 17 und die vierte Feder 20 gleich wie die dritte Feder 19.

[0064] Unterschiedliche Steifigkeiten werden durch unterschiedliche Ausrichtungen des ersten Hohlkörpers 11, des zweiten Hohlkörpers 12, der ersten Feder 17 und der zweiten Feder 18 einerseits und der dritten Feder 19 und der vierten Feder 20 andererseits sowie durch unterschiedliche konstruktive Eigenschaften der ersten Feder 17 und der zweiten Feder 18 einerseits und der dritten Feder 19 und der vierten Feder 20 andererseits erreicht. So weisen die erste Feder 17 und die zweite Feder 18 eine größere Anzahl an Metallschichten und Elastomerschichten auf als die dritte Feder 19 und die vierte Feder 20.

[0065] Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs.

[0066] Mit einem Fahrwerksrahmen 30 ist ein Radsatz 31 gekoppelt, wobei zwischen dem Fahrwerksrahmen 30 und dem Radsatz 31 unter anderem eine Primärfeder 32 und eine Radsatzführungsvorrichtung vorgesehen ist.

[0067] Die Radsatzführungsführungsvorrichtung weist einen Schwingarm 10 und eine Radsatzführungsbuchse 33 auf. Der Schwingarm 10 grenzt an ein Radsatzlagergehäuse 34, welches ein in Fig. 2 nicht sichtbares Radsatzlager ummantelt. Über das Radsatzlager, das Radsatzlagergehäuse 34, den Schwingarm 10 und die Radsatzführungsbuchse 33 ist der Radsatz 31 mit dem Fahrwerksrahmen 30 gekoppelt.

[0068] Die Radsatzführungsbuchse 33 ist als Elastikelement ausgebildet, welches auch in Fig. 1 dargestellt ist.

[0069] Der Schwingarm 10 ist mit einem Führungskörper 5 des Elastikelements verbunden. Der Führungskörper 5 ist über einen ersten hydraulisch relativ zu dem Führungskörper 5 beweglichen Hohlkörper 11, einen zweiten hydraulisch relativ zu dem Führungskörper 5 beweglichen Hohlkörper 12, eine erste Feder 17, eine zweite Feder 18, eine dritte Feder 19 und eine vierte Feder 20 sowie über ein Gehäuse 1 mit einem Längsträger des Fahrwerksrahmens 30 verbunden, wodurch Radsatzführungsfunktionen erfüllt werden.

[0070] Das Elastikelement ist in einer Weise in dem Fahrwerksrahmen 30 angeordnet, dass eine in Fig. 2 projizierend erscheinende Gehäuselängsachse 2 des Elastikelements parallel zu einer in Fig. 2 projizierend erscheinenden Fahrwerksquerachse 35, eine Gehäusequerachse 3 des Elastikelements parallel zu einer Fahrwerkslängsachse 36 und eine Gehäusehochachse 4 des Elastikelements parallel zu einer Fahrwerkshochachse 37 ausgerichtet ist, wobei eine Hohlkörperlängsachse 23 des ersten Hohlkörpers 11 und des zweiten Hohlkörpers 12, welche relativ zu dem Führungskörper 5 in Richtung der Gehäusequerachse 3 verschieblich sind, sowie des Führungskörpers 5 parallel zu der Fahrwerkslängsachse 36 ausgerichtet ist.

[0071] Dadurch wird in Richtung der Fahrwerkslängsachse 36 eine frequenzabhängige, dynamische Radsatzführungssteifigkeit erzielt.

Liste der Bezeichnungen

[0072] 

1

Gehäuse

2

Gehäuselängsachse

3

Gehäusequerachse

4

Gehäusehochachse

5

Führungskörper

6

Erste Gehäuseseite

7

Zweite Gehäuseseite

8

Dritte Gehäuseseite

9

Vierte Gehäuseseite

10

Schwingarm

11

Erster Hohlkörper

12

Zweiter Hohlkörper

13

Steg

14

Durchgangsloch

15

Erster Innenraum

16

Zweiter Innenraum

17

Erste Feder

18

Zweite Feder

19

Dritte Feder

20

Vierte Feder

21

Erste Hohlkörperseite

22

Zweite Hohlkörperseite

23

Hohlkörperlängsachse

24

Erste Führungskörperseite

25

Zweite Führungskörperseite

26

Erstes Lager

27

Zweites Lager

28

Erste Anschlagfläche

29

Zweite Anschlagfläche

30

Fahrwerksrahmen

31

Radsatz

32

Primärfeder

33

Radsatzführungsbuchse

34

Radsatzlagergehäuse

35

Fahrwerksquerachse

36

Fahrwerkslängsachse

37

Fahrwerkshochachse

Ansprüche

1. Elastikelement für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für eine Radsatzführungsvorrichtung eines Fahrwerks, mit einem Gehäuse (1) und mit einem in dem Gehäuse (1) angeordneten und mit dem Gehäuse (1) verbundenen Führungskörper (5), wobei mit dem Führungskörper (5) ein erster Hohlkörper (11) und ein zweiter Hohlkörper (12) relativ zu dem Führungskörper (5) verschieblich verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (5) einen Steg (13) mit zumindest einem Durchgangsloch (14) aufweist, wobei aus einem ersten Innenraum (15) des ersten Hohlkörpers (11), einem zweiten Innenraum (16) des zweiten Hohlkörpers (12), dem zumindest einen Durchgangsloch (14) sowie dem Führungskörper (5) selbst eine mit Fluid befüllbare Kammer gebildet ist.

2. Elastikelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Feder (17) und eine zweite Feder (18) in dem Gehäuse (1) angeordnet sind, wobei die zumindest erste Feder (17) mit einer ersten Gehäuseseite (6) sowie mit einer ersten Hohlkörperseite (21) verbunden ist und die zweite Feder (18) mit einer zweiten Gehäuseseite (7) sowie mit einer zweiten Hohlkörperseite (22) verbunden ist.

3. Elastikelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Feder (19) und eine vierte Feder (20) in dem Gehäuse (1) angeordnet sind, wobei die dritte Feder (19) mit einer dritten Gehäuseseite (8) sowie mit einer ersten Führungskörperseite (24) verbunden ist und die vierte Feder (20) mit einer vierten Gehäuseseite (9) sowie mit einer zweiten Führungskörperseite (25) verbunden ist.

4. Elastikelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gehäuseseite (6), die zweite Gehäuseseite (7), die erste Hohlkörperseite (21) und die zweite Hohlkörperseite (22) rechtwinklig zu der dritten Gehäuseseite (8), der vierten Gehäuseseite (9), der ersten Führungskörperseite (24) und der zweiten Führungskörperseite (25) ausgerichtet sind.

5. Elastikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (13) eine erste Anschlagfläche (28) für den ersten Hohlkörper (11) und eine zweite Anschlagfläche (29) für den zweiten Hohlkörper (12) aufweist.

6. Elastikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Hohlkörper (11) und dem Führungskörper (5) ein elastisches erstes Lager (26) angeordnet ist und zwischen dem zweiten Hohlkörper (12) und dem Führungskörper (5) ein elastisches zweites Lager (27) angeordnet ist.

7. Elastikelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Steifigkeit der zumindest ersten Feder (17) in Richtung einer Gehäusequerachse (3) größer ist als eine zweite Steifigkeit des ersten Hohlkörpers (11) und des ersten Lagers (26) in Richtung der Gehäusequerachse (3).

8. Elastikelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Steifigkeit der zumindest ersten Feder (17) in Richtung einer Gehäusehochachse (4) kleiner ist als eine vierte Steifigkeit des ersten Hohlkörpers (11) und des ersten Lagers (26) in Richtung der Gehäusehochachse (4).

9. Elastikelement nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine fünfte Steifigkeit des ersten Hohlkörpers (11) und des ersten Lagers (26) in Richtung einer Gehäuselängsachse (2) größer ist als eine sechste Steifigkeit der zumindest ersten Feder (17) in Richtung der Gehäuselängsachse (2).

10. Elastikelement nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine fünfte Steifigkeit des ersten Hohlkörpers (11) und des ersten Lagers (26) in Richtung einer Gehäuselängsachse (2) größer ist als eine siebente Steifigkeit der dritten Feder (19) in Richtung der Gehäuselängsachse (2).

11. Elastikelement nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Steifigkeit der zumindest ersten Feder (17) in Richtung einer Gehäusequerachse (3) größer ist als eine achte Steifigkeit der dritten Feder (19) in Richtung der Gehäusequerachse (3).

12. Elastikelement nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Steifigkeit der zumindest ersten Feder (17) in Richtung einer Gehäusehochachse (4) kleiner ist als eine neunte Steifigkeit der dritten Feder (19) in Richtung der Gehäusehochachse (4).

13. Elastikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hohlkörper (11) und der zweite Hohlkörper (12) in dem Führungskörper (5) arretierbar sind.

14. Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem Elastikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Fahrwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Elastikelement Teil einer Radsatzführungsvorrichtung ist, wobei eine Gehäuselängsachse (2) des zumindest einen Elastikelements parallel zu einer Fahrwerksquerachse (35) ausgerichtet ist, eine Gehäusequerachse (3) des zumindest einen Elastikelements parallel zu einer Fahrwerkslängsachse (36) ausgerichtet ist und eine Gehäusehochachse (4) des zumindest einen Elastikelements parallel zu einer Fahrwerkshochachse (37) ausgerichtet ist, wobei eine Hohlkörperlängsachse (23) eines relativ zu einem Führungskörper (5) des zumindest einen Elastikelements verschieblichen ersten Hohlkörpers (11) des zumindest einen Elastikelements parallel zu der Fahrwerkslängsachse (36) ausgerichtet ist.

Claims

1. Elastic element for a vehicle, in particular for a rail vehicle, in particular for a wheelset guide apparatus of a running gear, with a housing (1) and with a guide body (5) that is arranged in the housing (1) and is connected to the housing (1), wherein a first hollow body (11) and a second hollow body (12) are connected to the guide body (5) such that they can be displaced relative to the guide body (5), characterised in that the guide body (5) has a web (13) with at least one through-hole (14), wherein a chamber that can be filled with fluid is formed from a first internal space (15) of the first hollow body (11), a second internal space (16) of the second hollow body (12), the at least one through-hole (14) and the guide body (5) itself.

2. Elastic element according to claim 1, characterised in that at least a first spring (17) and a second spring (18) are arranged in the housing (1), wherein the at least first spring (17) is connected to a first housing side (6) as well as to a first hollow body side (21) and the second spring (18) is connected to a second housing side (7) as well as to a second hollow body side (22).

3. Elastic element according to claim 1 or 2, characterised in that a third spring (19) and a fourth spring (20) are arranged in the housing (1), wherein the third spring (19) is connected to a third housing side (8) as well as to a first guide body side (24) and the fourth spring (20) is connected to a fourth housing side (9) as well as to a second guide body side (25).

4. Elastic element according to claim 3, characterised in that the first housing side (6), the second housing side (7), the first hollow body side (21) and the second hollow body side (22) are oriented at right angles to the third housing side (8), the fourth housing side (9), the first guide body side (24) and the second guide body side (25).

5. Elastic element according to one of claims 1 to 4, characterised in that the web (13) has a first end stop surface (28) for the first hollow body (11) and a second end stop surface (29) for the second hollow body (12).

6. Elastic element according to one of claims 1 to 5, characterised in that an elastic first bearing (26) is arranged between the first hollow body (11) and the guide body (5) and an elastic second bearing (27) is arranged between the second hollow body (12) and the guide body (5).

7. Elastic element according to claim 6, characterised in that a first stiffness of the at least first spring (17) in the direction of a housing transverse axis (3) is greater than a second stiffness of the first hollow body (11) and the first bearing (26) in the direction of the housing transverse axis (3).

8. Elastic element according to claim 6 or 7, characterised in that a third stiffness of the at least first spring (17) in the direction of a housing vertical axis (4) is less than a fourth stiffness of the first hollow body (11) and the first bearing (26) in the direction of the housing vertical axis (4) .

9. Elastic element according to one of claims 6 to 8, characterised in that a fifth stiffness of the first hollow body (11) and the first bearing (26) in the direction of a housing longitudinal axis (2) is greater than a sixth stiffness of the at least first spring (17) in the direction of the housing longitudinal axis (2).

10. Elastic element according to one of claims 6 to 9, characterised in that a fifth stiffness of the first hollow body (11) and the first bearing (26) in the direction of a housing longitudinal axis (2) is greater than a seventh stiffness of the third spring (19) in the direction of the housing longitudinal axis (2).

11. Elastic element according to one of claims 3 to 10, characterised in that a first stiffness of the at least first spring (17) in the direction of a housing transverse axis (3) is greater than an eighth stiffness of the third spring (19) in the direction of the housing transverse axis (3).

12. Elastic element according to one of claims 3 to 11, characterised in that a third stiffness of the at least first spring (17) in the direction of a housing vertical axis (4) is less than a ninth stiffness of the third spring (19) in the direction of the housing vertical axis (4).

13. Elastic element according to one of claims 1 to 5, 11 or 12, characterised in that the first hollow body (11) and the second hollow body (12) can be locked in the guide body (5).

14. Running gear for a rail vehicle with at least one elastic element according to one of claims 1 to 13.

15. Running gear according to claim 14, characterised in that the at least one elastic element is part of a wheelset guide apparatus, wherein a housing longitudinal axis (2) of the at least one elastic element is oriented in parallel with a running gear transverse axis (35), a housing transverse axis (3) of the at least one elastic element is oriented in parallel with a running gear longitudinal axis (36) and a housing vertical axis (4) of the at least one elastic element is oriented in parallel with a running gear vertical axis (37), wherein a hollow body longitudinal axis (23) of a first hollow body (11), which can be displaced relative to a guide body (5) of the at least one elastic element, of the at least one elastic element is oriented in parallel with the running gear longitudinal axis (36).

Revendications

1. Élément élastique pour un véhicule, en particulier pour un véhicule ferroviaire, en particulier pour un dispositif de guidage d'essieu d'un châssis, comprenant un logement (1) et comprenant un corps de guidage (5) disposé dans le logement (1) et relié au logement (1), dans lequel un premier corps creux (11) et un deuxième corps creux (12) sont reliés au corps de guidage (5) en étant mobiles par rapport au corps de guidage (5), caractérisé en ce que le corps de guidage (5) présente une branche (13) avec au moins un trou traversant (14), dans lequel une chambre pouvant être remplie avec du fluide est formée à partir d'un premier espace intérieur (15) du premier corps creux (11), d'un second espace intérieur (16) du deuxième corps creux (12), de l'au moins un trou traversant (14) ainsi que du corps de guidage (5) lui-même.

2. Élément élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un premier ressort (17) et un deuxième ressort (18) sont disposés dans le logement (1), dans lequel l'au moins un premier ressort (17) est relié à un premier côté de logement (6) ainsi qu'à un premier côté de corps creux (21) et le deuxième ressort (18) est relié à un deuxième côté de logement (7) ainsi qu'à un deuxième côté de corps creux (22).

3. Élément élastique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un troisième ressort (19) et un quatrième ressort (20) sont disposés dans le logement (1), dans lequel le troisième ressort (19) est relié à un troisième côté de logement (8) ainsi qu'à un premier côté de corps de guidage (24) et le quatrième ressort (20) est relié à un quatrième côté de logement (9) ainsi qu'à un deuxième côté de corps de guidage (25).

4. Élément élastique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier côté de logement (6), le deuxième côté de logement (7), le premier côté de corps creux (21) et le deuxième côté de corps creux (22) sont orientés à angle droit par rapport au troisième côté de logement (8), au quatrième côté de logement (9), au premier côté de corps de guidage (24) et au deuxième côté de corps de guidage (25).

5. Élément élastique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la branche (13) présente une première face de butée (28) pour le premier corps creux (11) et une deuxième face de butée (29) pour le deuxième corps creux (12).

6. Élément élastique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un premier palier élastique (26) est disposé entre le premier corps creux (11) et le corps de guidage (5), et un deuxième palier élastique (27) est disposé entre le deuxième corps creux (12) et le corps de guidage (5).

7. Élément élastique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une première rigidité de l'au moins premier ressort (17) en direction d'un axe transversal de logement (3) est plus grande qu'une deuxième rigidité du premier corps creux (11) et du premier palier (26) en direction de l'axe transversal de logement (3).

8. Élément élastique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'une troisième rigidité de l'au moins premier ressort (17) en direction d'un axe normal du logement (4) est plus petite qu'une quatrième rigidité du premier corps creux (11) et du premier palier (26) en direction de l'axe normal du logement (4).

9. Élément élastique selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'une cinquième rigidité du premier corps creux (11) et du premier palier (26) en direction d'un axe longitudinal du logement (2) est plus grande qu'une sixième rigidité de l'au moins premier ressort (17) en direction de l'axe longitudinal du logement (2).

10. Élément élastique selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'une cinquième rigidité du premier corps creux (11) et du premier palier (26) en direction d'un axe longitudinal du logement (2) est plus grande qu'une septième rigidité du troisième ressort (19) en direction de l'axe longitudinal du logement (2).

11. Élément élastique selon l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce qu'une première rigidité de l'au moins premier ressort (17) en direction d'un axe transversal de logement (3) est plus grande qu'une huitième rigidité du troisième ressort (19) en direction de l'axe transversal de logement (3).

12. Élément élastique selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce qu'une troisième rigidité de l'au moins premier ressort (17) en direction d'un axe normal de logement (4) est plus petite qu'une neuvième rigidité du troisième ressort (19) en direction de l'axe normal de logement (4).

13. Élément élastique selon l'une des revendications 1 à 5, 11 ou 12, caractérisé en ce que le premier corps creux (11) et le deuxième corps creux (12) peuvent être bloqués dans le corps de guidage (5).

14. Châssis pour un véhicule ferroviaire comprenant au moins un élément élastique selon l'une des revendications 1 à 13.

15. Châssis selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'au moins un élément élastique fait partie d'un dispositif de guidage d'essieu, dans lequel un axe longitudinal de logement (2) de l'au moins un élément élastique est orienté parallèlement à un axe transversal de châssis (35), un axe transversal de logement (3) de l'au moins un élément élastique est orienté parallèlement à un axe longitudinal de châssis (36) et un axe normal de logement (4) de l'au moins un élément élastique est orienté parallèlement à un axe normal de châssis (37), dans lequel un axe longitudinal de corps creux (23) d'un premier corps creux (11) de l'au moins un élément élastique mobile par rapport à un corps de guidage (5) de l'au moins un élément élastique est orienté parallèlement à l'axe longitudinal du châssis (36).

Zeichnung