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Patent Searching and Data


Title:
ARTICULATED CONNECTION OF CAR BODIES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/143975
Kind Code:
A1
Abstract:
A joint bearing arrangement (1) for connecting, in an articulated manner, car bodies of a rail vehicle comprises two joint bearings (13, 14) arranged concentrically one within the other, specifically a main bearing (13) as the outer bearing and an anti-liftoff bearing (14) as the inner bearing, the main bearing (13) comprising an outer convex bearing part (15) connected to a load-bearing connection part (2) and an outer concave bearing part (16) connected to a hitched-up connection part (3), and the anti-liftoff bearing (14) comprising an inner convex bearing part (32), which is fixedly connected by means of a tenon (30) to the hitched-up connection part (3), and an inner concave bearing part (34) fixedly connected to the load-bearing connection part (2). The outer convex bearing part (15) has a spherically curved sliding surface (17) and is designed as a single-piece lower housing part (15) of the main bearing (13) connected directly to the load-bearing connection part (2) by means of a first screw connection. The outer concave bearing part (16) has a further sliding surface (18) and is designed as a single-piece upper housing part (15) of the main bearing (13) connected directly to the hitched-up connection part (3) by means of a second screw connection, said upper housing part further comprising the tenon (30).

Inventors:
JUNGWIRTH MARTIN (DE)
TILBORG DION (NL)
Application Number:
PCT/DE2021/100007
Publication Date:
July 22, 2021
Filing Date:
January 08, 2021
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B61G5/02; B61D3/10; B61F3/12; B61F5/16
Domestic Patent References:
WO2017016620A12017-02-02
Foreign References:
EP0559635B11995-04-19
FR2695612A11994-03-18
EP1650098A22006-04-26
DE10139970A12003-02-27
EP2333362A12011-06-15
EP0520301A11992-12-30
EP0559635B11995-04-19
EP1925527B12012-06-20
DE102005056983A12007-05-31
EP1983202B12009-12-30
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Claims:
Patentansprüche

1. Gelenklageranordnung (1 ) zum gelenkigen Verbinden von Wagenkästen eines Schienenfahrzeugs, mit zwei konzentrisch ineinander angeordneten Gelenkla gern (13, 14), nämlich einem Hauptlager (13) als äußerem Lager und einem Abhebesicherungslager (14) als innerem Lager, wobei das Hauptlager (13) ein mit einem tragenden Anschlussteil (2) verbundenes äußeres konvexes Lager teil (15) und ein mit einem aufgesattelten Anschlussteil (3) verbundenes äuße res konkaves Lagerteil (16) umfasst, und wobei das Abhebesicherungslager (14) ein inneres konvexes Lagerteil (32), welches über einen Zapfen (30) fest mit dem aufgesattelten Anschlussteil (3) verbunden ist, sowie ein fest mit dem tragenden Anschlussteil (2) verbundenes inneres konkaves Lagerteil (34) um fasst, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere konvexe Lagerteil (15) eine sphärisch gekrümmte Gleitfläche (17) aufweist und als mit dem tragenden Anschlussteil (2) mittels einer ersten Ver schraubung unmittelbar verbundenes einteiliges unteres Gehäuseteil (15) des Hauptlagers (13) ausgebildet ist und dass das äußere konkave Lagerteil (16) eine weitere Gleitfläche (18) aufweist und als mit dem aufgesattelten An schlussteil (3) mittels einer zweiten Verschraubung unmittelbar verbundenes einteiliges, weiterhin den Zapfen (30) umfassendes oberes Gehäuseteil (16) des Hauptlagers (13) ausgebildet ist.

2. Gelenklageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere, mit dem tragenden Anschlussteil (2) verbundene Gehäuseteil (15) eine in eine Aufnahme (19) des tragenden Anschlussteils (2) eingesetzte äuße re Mantelfläche (20) aufweist, welche die sphärisch gekrümmte Gleitfläche (17) des äußeren konvexen Lagerteils (15) in Radialrichtung überragt.

3. Gelenklageranordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der äußeren Mantelfläche (20) und der sphärisch gekrümmten Gleit fläche (17) des äußeren konvexen Lagerteils (15) ein Absatz (21) gebildet ist, in welchen eine das äußere konkave Lagerteil (16) kontaktierende Dichtung (23) eingesetzt ist. 4. Gelenklageranordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (23) an ihrer Außenumfangsfläche einen ringförmig umlaufenden V-förmigen Einschnitt (24) aufweist.

5. Gelenklageranordnung (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (23) zusätzlich das tragende Anschlussteil (2) kontaktiert.

6. Gelenklageranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das untere, mit dem tragenden Anschlussteil (2) verbun dene Gehäuseteil (15) eine zur äußeren Mantelfläche (20) konzentrische innere Mantelfläche (31) aufweist, in welche das innere konkave Lagerteil (34) einge setzt ist.

7. Gelenklageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Gehäuseteil (16) partiell konisch ausgebildet und in eine entsprechend geformte Aufnahme (26) des aufgesattelten An schlussteils (3) eingesetzt ist.

8. Gelenklageranordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein konischer Wandungsbereich des oberen Gehäuseteils (16) in Radialrich tung mit der ebenfalls durch das obere Gehäuseteil (16) gebildeten Gleitfläche (18) des äußeren konkaven Lagerteils (16) überlappt.

Description:
Gelenkverbindung von Wagenkästen

Die Erfindung betrifft eine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildete Ge lenklageranordnung zum gelenkigen Verbinden von Wagenkästen eines Schienen fahrzeugs.

Eine gattungsgemäße Gelenklageranordnung ist aus der EP 0 559 635 B1 bekannt. Diese Gelenklageranordnung verbindet ein tragendes Bodenteil mit einem aufgesat telten Bodenteil, wobei jedes Bodenteil, das heißt Anschlussteil, mehrere Platten um fasst. Hierbei ist jeweils eine obenliegende Platte über einen Bügel mit einer darunter liegenden Tragplatte fest verbunden, wobei die Tragplatten der Bodenteile auf glei cher Höhe angeordnet sind. Entsprechendes gilt für die obenliegenden Platten.

Die beiden Bodenteile der Gelenklageranordnung nach der EP 0 559 635 B1 sind aufeinanderfolgenden Wagen eines Schienenfahrzeugs zuzurechnen. Das aufgesat telte Bodenteil ist mittels zweier sphärischer, zueinander konzentrischer Gelenke mit dem tragenden Bodenteil gekoppelt. In der Tragplatte des tragenden Bodenteils be findet sich eine kreisrunde Öffnung, in die ein zylindrisches Gehäuse eingeschweißt ist. Dieses Gehäuse trägt eine ringförmige konvexe Kugelkalotte, welche eine Kom ponente eines der beiden sphärischen Gelenke, nämlich der äußeren Gelenks, dar stellt. Die zugehörige konkave Komponente desselben Gelenks ist in ein ringförmiges Gehäuse eingesetzt, welches in eine kreisrunde Öffnung eines Verlängerungsarms des aufgesattelten Bodenteils eingeschweißt ist. In eine horizontale Bodenfläche des genannten ringförmigen Gehäuses ist ein nach unten weisender Zapfen einge schweißt, auf welchem eine konvexe Komponente des zweiten, inneren sphärischen Gelenks befestigt ist. Das innere sphärische Gelenk ist durch eine Abdeckplatte ver schlossen, welche in eine mittige Öffnung des zylindrischen, mit dem tragenden Bo denteil verbundenen Gehäuses eingesetzt ist. Eine weitere Gelenkverbindung von Wagenkästen ist in der EP 1 925 527 B1 offen bart. In diesem Fall ist ein Gelenk als Radial-Gelenklager ausgebildet, welches einen Innenring mit konvex gewölbter sphärischer Lagerfläche und einen Außenring mit konkav gewölbter sphärischer Lagerfläche aufweist. Hierbei sind sich kontaktierende Abschnitte der Lagerflächen des Innenrings und des Außenrings in Richtung der senk rechten Lagerachse, ausgehend vom Mittelpunkt des Innenrings, unterschiedlich groß. Bei dem Außenring kann es sich um einen gesprengten Lagerring handeln.

Die DE 10 2005 056 983 A1 beschreibt ein Verfahren zur Verlängerung der Nut zungsdauer eines Gelenklagers, das unter großen einseitigen Lasten Schwenk- und Kippbewegungen mit kleinen Amplituden ausführt. Im Rahmen dieses Verfahrens wird eine örtlich begrenzte Verschleißzone beim eingebauten Lager mittels Sensoranord nungen ermittelt. Anschließend wird das Lager ausgebaut und derart gedreht wieder eingebaut, dass nun ein nicht verschlissener Bereich in der Lastzone des Lagers an geordnet ist.

Die EP 1 983202 B1 offenbart ein Kupplungsdrucklager zur Verwendung in einer Kupplung zwischen einem Wagen und einem Drehgestell eines Schienenfahrzeugs, wobei ein äußeres Gehäuse eine horizontal ausgerichtete Basis aufweist, von der ei ne Seitenwand und ein Mittelschaft ausgehen. Ein Gelenklagerteil, welches als äuße re Kugel bezeichnet ist, ist an oder mindestens teilweise in dem äußeren Gehäuse angeordnet. Weiter existiert eine sogenannte innere Kugel, welche an dem Mittel schaft angebracht, nämlich mit diesem verschraubt, ist. Die äußere Kugel befindet sich zwischen der inneren Kugel und dem äußeren Gehäuse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickelte Gelenklageranordnung für Schienenfahrzeuge anzugeben, welche sich durch ein besonders günstiges Verhältnis zwischen beanspruchtem Bau raum und mechanischer Belastbarkeit bei zugleich fertigungsfreundlichem Aufbau und geringer Verschleißanfälligkeit auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gelenklageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . In an sich bekannter Grundkonzeption umfasst die zum gelenkigen Verbinden von Wagenkästen eines Schienenfahrzeugs vorgesehene Gelenklageranordnung zwei konzentrisch ineinander angeordnete Gelenklager, näm lich ein Hauptlager als äußeres Lager und ein Abhebesicherungslager als inneres La ger, wobei das Hauptlager ein mit einem tragenden Anschlussteil verbundenes äuße res konvexes Lagerteil und ein mit einem aufgesattelten Anschlussteil verbundenes äußeres konkaves Lagerteil umfasst. Das Abhebesicherungslager, dessen Bezeich nung unabhängig davon gewählt ist, ob beim Betrieb der Gelenklageranordnung tat sächlich eine Sicherung gegen Abheben erforderlich ist, umfasst ein inneres konvexes Lagerteil, welches über einen Zapfen fest mit dem aufgesattelten Anschlussteil ver bunden ist, sowie ein fest mit dem tragenden Anschlussteil verbundenes inneres kon kaves Lagerteil.

Erfindungsgemäß weist das äußere konvexe Lagerteil eine sphärisch gekrümmte Gleitfläche auf und ist als mit dem tragenden Anschlussteil mittels einer ersten Ver schraubung unmittelbar verbundenes einteiliges unteres Gehäuseteil des Hauptlagers ausgebildet und das äußere konkave Lagerteil weist eine weitere Gleitfläche auf und ist als mit dem aufgesattelten Anschlussteil mittels einer zweiten Verschraubung un mittelbar verbundenes einteiliges, weiterhin den Zapfen umfassendes oberes Gehäu seteil des Hauptlagers ausgebildet. Die gesamte Gelenklageranordnung ist damit be sonders kompakt und teilesparend aufgebaut. Das reduziert den Zeitbedarf für Erst montage der Gelenklageranordnung und gleichzeitig das dafür erforderliche Personal.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung weist das untere, starr mit dem tragenden An schlussteil verbundene Gehäuseteil eine in eine Aufnahme des tragenden An schlussteils eingesetzte äußere Mantelfläche auf, welche die sphärisch gekrümmte Gleitfläche des äußeren konvexen Lagerteils in Radialrichtung überragt.

Hierbei ist zwischen der äußeren Mantelfläche und der sphärisch gekrümmten Gleit fläche des äußeren konvexen Lagerteils vorzugsweise ein Absatz gebildet, in welchen eine das äußere konkave Lagerteil kontaktierende Dichtung eingesetzt ist, die bei- spielsweise an ihrer Außenumfangsfläche einen ringförmig umlaufenden V-förmigen Einschnitt aufweist. Diese Dichtung, deren Dichtwirkung auch bei signifikanten Schwenkbewegungen der Anschlussteile - auch um horizontale Schwenkachsen - erhalten bleibt, kontaktiert zusätzlich zum unteren Gehäuseteil und zum äußeren kon kaven Lagerteil, das heißt oberen Gehäuseteil, optional auch das tragende Anschluss teil. Trotz des simplen Aufbaus dieser Dichtung ist damit unter allen Bedingungen des bestimmungsgemäßen Betriebs die gewünschte Dichtfunktion gegeben.

Das untere, mit dem tragenden Anschlussteil verbundene Gehäuseteil weist in bevor zugter Ausgestaltung eine zur äußeren Mantelfläche konzentrische innere Mantelflä che auf, in welche das innere konkave Lagerteil eingesetzt ist. Das innere konkave Lagerteil kann sich hierbei an einem inneren Absatz, der die innere Mantelfläche nach oben abschließt, abstützen.

Die Verbindungen zwischen den Gehäuseteilen und den zugehörigen Anschlussteilen, das heißt dem tragenden Anschlussteil im Fall des unteren Gehäuseteils und dem aufgesattelten Anschlussteil im Fall des oberen Gehäuseteils, sind erfindungsgemäß durch Verschraubungen hergestellt. Dadurch ist ein schneller und einfacher Aus tausch der Gelenklageranordnung möglich.

Das obere, mit dem aufgesattelten Anschlussteil durch die zweite Verschraubung ver bundene Gehäuseteil ist dabei einstückig mit dem nach unten gerichteten Zapfen ausgebildet. Der Zapfen schließt sich hierbei an eine, von oben gesehen als Deckel fungierende Gehäuseplatte des oberen Gehäuseteils an.

Das obere Gehäuseteil kann dabei partiell konisch ausgebildet und in eine korrespon dierend geformte Aufnahme des aufgesattelten Anschlussteils eingesetzt sein. In be sonders raumsparender Ausgestaltung überlappt der konische Wandungsbereich des oberen Gehäuseteils in Radialrichtung mit der ebenfalls durch das obere Gehäuseteil gebildeten weiteren Gleitfläche des äußeren konkaven Lagerteils. Die Radialrichtung bezieht sich hierbei auf die vertikal ausgerichtete Mittelachse der Gelenklageranord- nung. Die Überlappung in Radialrichtung ist gleichbedeutend damit, dass zumindest ein gedachter, zur Mittelachse konzentrischer Zylinder existiert, dessen Zylinderman tel sowohl den konischen Wandungsbereich als auch die konkave weitere Gleitfläche schneidet.

Im Gegensatz zum oberen Gehäuseteil, welches nach oben vorzugsweise durch die genannte Gehäuseplatte verschlossen ist, weist das untere Gehäuseteil in bevorzug ter Bauform eine zentrale, nicht notwendigerweise abgedeckte Öffnung oder Bohrung auf. Durch diese Öffnung hindurch ist der Zapfen, welcher einstückig mit dem oberen Gehäuseteil verbunden ist, von unten sichtbar. Eine Ansammlung von Wasser beim Betrieb des Schienenfahrzeugs wird durch die Ausrichtung des Zapfens nach unten sowie durch die Formung und Ausrichtung der weiteren Lagerkomponenten vermie den. Auch einer Ansammlung von Schmutz wird damit vorgebeugt.

Die insgesamt vier, konvex oder konkav gekrümmten Lagerteile weisen Gleitflächen auf, die durch beliebige, prinzipiell bekannte Gleitlagermaterialien gebildet sein kön nen. Hierbei können Gleitbeläge in an sich bekannter Weise auf einen Basiskörper, welche im Fall des Hauptlagers durch das untere beziehungsweise obere Gehäuseteil bereitgestellt ist, aufgeklebt sein.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung nä her erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine Gelenklageranordnung in geschnittener Darstellung,

Fig. 2 die Gelenklageranordnung in perspektivischer Ansicht.

Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Gelenklageranordnung ist zur Verwendung in einem Schienenfahrzeug vorgesehen. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion der Gelenklageranordnung 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.

Die Gelenklageranordnung 1 umfasst ein tragendes Anschlussteil 2 und ein aufgesat teltes Anschlussteil 3, wobei Anschlussplatten 4, 5 der Anschlussteile 2, 3 im einge bauten Zustand der Gelenklageranordnung 1 vertikal ausgerichtet und mit dem Schie nenfahrzeug fest verbunden sind.

Jedes Anschlussteil 2, 3 weist einen im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Plat tenabschnitt 7, 8 auf.

Im Plattenabschnitt 7 des tragenden Anschlussteils 2 befindet sich eine Bohrung 10, im darüber liegenden Plattenabschnitt 8 des Anschlussteils 3 eine Bohrung 11 . In den Bohrungen 10, 11 ist eine insgesamt mit 12 bezeichnete Lagerkombination aufge nommen, die auch als Gelenklageranordnung im engeren Sinne bezeichnet wird.

Die Lagerkombination 12 umfasst ein Hauptlager 13 als äußeres Lager und ein Abhe besicherungslager 14 als kleineres, inneres Lager. Ein äußeres konvexes Lagerteil 15 und ein äußeres konkaves Lagerteil 16 sind Komponenten des Hauptlagers 13. Hier bei stellt das äußere konvexe Lagerteil 15 zugleich das untere Gehäuseteil des Haupt lagers 13 und das äußere konkave Lagerteil 16 zugleich das obere Gehäuseteil des Hauptlagers 13 dar. Dementsprechend werden Gleitflächen 17, 18 durch das untere Gehäuseteil 15 beziehungsweise das obere Gehäuseteil 16 bereitgestellt.

Im tragenden Anschlussteil 2 - genauer: im Plattenabschnitt 7 - befindet sich eine die Bohrung 10 konzentrisch umgebende Aufnahme 19, in welche das untere Gehäuseteil 15 eingesetzt ist. Die Symmetrieachse der Aufnahme 19 ist mit der mit M bezeichne- ten, vertikal ausgerichteten Mittelachse der Gelenklageranordnung 1 identisch. Eine durch die Aufnahme 19 gehaltene äußere, zylindrische Mantelfläche des unteren Ge häuseteils 15 ist mit 20 bezeichnet. Zwischen der Mantelfläche 20 und der Gleitfläche 17 des äußeren konvexen Lagerteils 15 ist ein Absatz 21 gebildet, in den eine Dich- tung 23 eingelegt ist. Die Dichtung 23 weist an ihrer Außenumfangsfläche einen V- förmigen Einschnitt 24 auf und kontaktiert insgesamt drei Teile, nämlich die Gehäuse teile 15, 16 sowie das tragende Anschlussteil 2. Zur Befestigung des unteren Gehäu seteils 15 im Plattenabschnitt 7 des tragenden Anschlussteils 2 sind Schrauben 22 vorgesehen, welche in die Aufnahme 19 ragen und konzentrisch um die Bohrung 10 angeordnet sind.

Das obere Gehäuseteil 16 weist im Unterschied zum unteren Gehäuseteil 15 eine ge schlossene Gehäuseplatte 25 auf. Die Gehäuseplatte 25 ist in eine Aufnahme 26 des aufgesattelten Anschlussteils 3 eingesetzt und dort mit Schrauben 29 befestigt. Ent sprechend einer konischen Wandung 27 der Gehäuseplatte 25 ist auch das obere Gehäuseteil 16 partiell konisch geformt. Weiterhin weist das obere Gehäuseteil 16 ei nen zylindrischen Abschnitt 28 auf, der ebenfalls in die Aufnahme 26 eingesetzt ist. Von der Gehäuseplatte 25 geht ein Zapfen 30 aus, welcher vertikal nach unten gerich tet ist. Der Zapfen 30 ist konzentrisch von einer inneren Mantelfläche 31 des unteren Gehäuseteils 15 umgeben. Auf den Zapfen 30 ist ein inneres konvexes Lagerteil 32 des inneren Lagers 14 aufgesetzt und mit Hilfe einer Mutter 33 gesichert. Das innere konvexe Lagerteil 32 kontaktiert ein inneres konkaves Lagerteil 34, welche in die inne- re Mantelfläche 31 eingesetzt ist und an einem inneren Absatz 35 des äußeren kon vexen Lagerteils 15 anschlägt.

Bezuqszeichenliste Gelenklageranordnung tragendes Anschlussteil aufgesatteltes Anschlussteil - - Plattenabschnitt des tragenden Anschlussteils Plattenabschnitt des aufgesattelten Anschlussteils - Bohrung im Plattenabschnitt des tragenden Anschlussteils Bohrung im Plattenabschnitt des aufgesattelten Anschlussteils Lagerkombination Hauptlager, äußeres Lager Abhebesicherungslager, inneres Lager äußeres konvexes Lagerteil, unteres Gehäuseteil des Hauptlagers äußeres konkaves Lagerteil, oberes Gehäuseteil des Hauptlagers Gleitfläche des äußeren konvexen Lagerteils weitere Gleitfläche des äußeren konkaven Lagerteils Aufnahme des tragenden Anschlussteils äußere Mantelfläche des unteren Gehäuseteils Absatz Schraube Dichtung V-förmiger Einschnitt Gehäuseplatte Aufnahme des aufgesattelten Anschlussteils konische Wandung der Gehäuseplatte zylindrischer Abschnitt des oberen Gehäuseteils Schraube Zapfen innere Mantelfläche des unteren Gehäuseteils 32 inneres konvexes Lagerteil

33 Mutter

34 inneres konkaves Lagerteil

35 innerer Absatz

M Mittelachse