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Title:
SPRING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/021576
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a spring device, in particular for the area of railway vehicles, in particular for spring suspension between a bogie and coach body, the spring device being located between a supporting plate (1) and a substructure (4) and comprising two spring systems (I, II) connected in parallel. Each spring system comprises three parallel springs (A, B, C), the spring (A) being an air spring or hydropneumatic spring comprising a bellows (2) of elastomer material which, via securing means, connects the supporting plate (1) to the upper part of a spring-support piston (3), the springs (A) of the spring systems (I, II) being interconnected in a pressure-equalizing manner by an overflow duct (5). The spring (B) is disposed outside the spring (A) and extends from the supporting plate (1) to the substructure (4), and the spring (C) is installed in the support piston (3) of the spring (A), a force-transmitting pressure piston (6) simultaneously being used. The lower part (6') of the pressure piston (6) rests on the spring (C) and its upper part (6''), which is provided with an end stop (7), projects into the interior of the spring (A), the pressure piston having inside the region of contact with the support piston (3) a vertical slide surface (8) and a stepped stop (9) which produces pretension in conjunction with the spring (C).

Inventors:
GIESELER ECKHARD (DE)
LAMBRECHT DIRK (DE)
Application Number:
PCT/DE1996/002360
Publication Date:
June 19, 1997
Filing Date:
December 10, 1996
Export Citation:
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Assignee:
PHOENIX AG (DE)
GIESELER ECKHARD (DE)
LAMBRECHT DIRK (DE)
International Classes:
B60G11/56; B60G17/048; B61F5/02; B61F5/14; F16F9/05; F16F13/00; (IPC1-7): B61F5/02; B60G11/56; F16F13/00
Foreign References:
DE1605051A11970-12-23
DE3412547A11985-10-10
FR1576829A1969-08-01
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Claims:
Patentanspruche
1. Federvorrichtung, insbesondere für den Schienenfahrzeugbereich, insbesondere wiederum zur Abfederung zwischen Drehgestell und Wagenkasten, wobei sich die Federvorrichtung zwischen einer Tragplatte (1 ) und einem Unterbau (4) befindet und aus zwei parallel geschalteten Federsystemen (I, II) besteht, wobei wiederum jedes Federsystem drei parallel zueinander angeordnete Federn (A, B, C) umfaßt, wobei die Feder (A) eine Luftfeder oder hydropneumatische Feder ist, umfassend einen Balg (2) aus eiastomerem Werkstoff, der unter Verwendung von Befestigungsmitteln die Tragplatte (1 ) mit dem oberen Teil eines Abrollkolbens (3) verbindet, wobei die Federn (A) der Federsysteme (I, II) mittels eines Uberstromkanals (5) druckausgleichend miteinander verbunden sind, die Feder (B) außerhalb der Feder (A) angebracht ist und sich dabei von der Trag¬ platte (1) bis hin zum Unterbau (4) erstreckt, sowie die Feder (C) innerhalb des Abrollkolbens (3) der Feder (A) eingebaut ist, und zwar unter gleichzeitiger Verwendung eines Druckstempels (6) zur Kraftübertragung, der mit seinem unteren Teil (6') auf der Feder (C) aufsitzt und mit seinem oberen Teil (6"), der mit einem stimformigen Anschlag (7) versehen ist, in den Innenraum der Feder (A) hineinragt, wobei der Druckstempel innerhalb des Kontaktbereiches zum Abroll¬ kolben (3) eine senkrechte Gleitflache (8) sowie einen stufenförmigen Anschlag (9) besitzt, der in Verbindung mit der Feder (C) eine Vorspannung erzeugt Federvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Uberstromkanal (5) innerhalb der Tragplatte (1) verlauft Federvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Uberstromkanal (5) mit einem Ventil (10) verbunden ist, das zwischen den beiden Federsystemen (I, II) angeordnet ist Federvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Einstromoffnung (1 1 ) der Feder (A) direkt über dem Druckstempel (6) und zwar in seiner Achsrichtung angeordnet ist Federvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der stirnformige Anschlag (7) des Druckstempels (6) plattenformig ausgebildet ist Federvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der stirnformige Anschlag (7) des Druckstempels (6) mit einer Kunststoff schicht (7') versehen Federvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (1) innerhalb der Feder A mit einem Anschlag (12) versehen ist, der dem stimformigen Anschlag (7) des Druckstempels (6) direkt gegenüberliegend angeordnet ist Federvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß der Druckstempel (6) innerhalb seines unteren Teils (6') eine flanschartige Verbreiterung (13) besitzt, die auf der Feder (C) aufsitzt Federvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Federn (B, C) Spiralfedern aus Stahl oder eiastomerem Werkstoff sind Federvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß der Unterbau (4) mit zusätzlichen Federn (14), insbesondere in Form von ElastomerFedern oder MetallElastomerSchichtfedern, ausgestattet ist, wobei der Unterbau vorteilhafterweise aus einer Oberplatte (4') und einer Unterplatte (4' ) besteht, zwischen denen die Federn (14) angeordnet sind Federvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß die parallel geschalteten Federsysteme (I, II) höhengleich angeordnet sind Federvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Luftfeder innerhalb des oberen Teils (6") des Druckstempels (6), insbesondere in seinem Seitenbereich, wenigstens eine Durchlaßöffnung (15) vorhanden ist, die den Innenraum der Feder (A) mit dem Innenraum des Abrollkolbens (3) verbindet.
Description:
Federvorrichtung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Federvorrichtung, insbesondere für den Schienenfahrzeugbereich, insbesondere wiederum zur Abfederung zwischen Drehgestell und Wagenkasten

Um die Entgieisungssicherheit bei herkömmlichen Federvornchtungen (DE-B-11 90 811 , DE-B- 20 60 960, DE-B-2440 069, DE-C-44 04 878, FR-A-812 045 JP-A-4/29631 ) auch für den Notbetrieb zu gewahrleisten, werden bislang meist aufwendige zusätzliche Gelenkkonstruktionen im Wagenkasten erforderlich, bzw es wird ein größerer Einbauraum für die Federvorrichtung notwendig Die größten Probleme entstehen hierbei, wenn es eine relativ lange und verwindungssteife Wagenkastenrohre zu berücksichtigen gilt und dafür bei Notbetrieb der Nachweis der Entgieisungssicherheit zu erbringen ist

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht nun die Aufgabe dann, bei Vermeidung aufwendiger und kostenintensiver Wagenkastenkonstruktionen die Entgieisungssicherheit bei Notbetrieb d h bei Ausfall der bisher bekannten Federvornchtungen in der Verwmdungsrampe zu verbessern

Gelost wird diese Aufgabe durch eine Federvorrichtung, die sich zwischen einer Tragplatte und einem Unterbau befindet und aus zwei parallel geschalteten Federsystemen I und II besteht, wobei wiederum jedes Federsystem folgende drei parallel zueinander angeordnete Federn umfaßt

Feder A

Die Feder A ist eine Luftfeder oder hydropneumatische Feder die einen Balg aus elastomerem Werkstoff (d h Gummi oder gummiahnlichem Kunststoff) umfaßt der unter Verwendung von Befestigungsmitteln die Tragplatte mit dem oberen Teil eines Abrollkolbens verbindet

Die Federn A der beiden parallel geschalteten Federsysteme I und II sind mittels eines Uberstromkanals druckausgietchend miteinander verbunden, wobei der Uberstromkanal insbesondere innerhalb der Tragplatte verlauft und dabei mit einem Ventil verbunden ist, das zwischen den beiden Federsystemen angeordnet ist

Vorteilhafterweise ist die Tragplatte innerhalb der Feder A mit einem Anschlag versehen, jnd zwar mit integrierter Emstromoffnung

Feder B

Die Feder B, insbesondere in Form einer Spiralfeder aus Stahl oder eiastomerem Werkstoff, ist außerhalb der Feder A angeordnet und erstreckt sich dabei von der Tragplatte bis hin zum Unterbau

Feder C

Die Feder C, ebenfalls insbesondere in Form einer Spiralfeder aus Stahl oder eiastomerem Werkstoff, ist innerhalb des Abrollkolbens der Feder A eingebaut, und zwar unter gleichzeitiger Verwendung eines Druckstempels zur Kraftübertragung, der mit seinem unteren Teil, insbesondere in Verbindung mit einer flanschartigen Verbreiterung, auf der Feder C aufsitzt und mit seinem oberen Teil, der mit einem stimformigen Anschlag versehen ist, in den Innenraum der Feder A hineinragt, wobei der Druckstempel innerhalb des Kontaktbereiches zum Abrollkolben eine senkrechte Gleitfläche sowie einen stufenförmigen Anschlag besitzt, der in Verbindung mit der Feder C eine Vorspannung erzeugt

Der stirnformige Anschlag des Druckstempels ist vorteilhafterweise plattenformig ausgebildet, insbesondere in Verbindung mit einer Kunststoffschicht Dieser Anschlag ist dabei dem Anschlag der Tragplatte direkt gegenüberliegend angebracht

Zweckmäßigerweise ist der Unterbau der Federvorrichtung mit zusätzlichen Federn, insbesondere in Form von Elastomer-Federn oder Metall-Elastomer-Schichtfedern ausgestattet wobei der Unterbau vorteilhafterweise aus einer Oberplatte und einer Unterplatte besteht, zwischen denen die Federn angeordnet sind

Die beiden parallel geschalteten Federsysteme I und II sind zweckmaßigerweise höhengleich angeordnet

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung erläutert, und zwar in Verbindung mit folgender Bezugsziffernliste

1 Federsystem

II Federsystem

A Luftfeder oder hydropneumatische Feder

B Spiralfeder aus Stahl oder eiastomerem Werkstoff

1 Tragplatte

2 Balg aus eiastomerem Werkstoff

3 Abrollkolben

4 Unterbau

4 Oberplatte des Unterbaus

4 Unterplatte des Unterbaus

5 Uberstromkanal

6 Druckstempel

6' unterer Teil des Druckstempels

6" oberer Teil des Druckstempels

7 stimformiger Anschlag

7' Kunststoffschicht

8 Gleitflache

9 stufenförmiger Anschlag

10 Ventil

11 Einstromoffnung

12 Anschlag

13 flanschformige Verbreiterung des Druckstempels

14 Zusatzfedern

15 Durchlaßoffnung

Die beiden parallel geschalteten und höhengleichen Federsysteme I und II unterhalb der Tragplatte 1 bestehen jeweils aus einer Feder A und B die ebenfalls parallel zueinander angeordnet sind Die Feder A ist dabei eine Luftfeder oder hydropneumatische Feder umfassend einen Balg 2 aus eiastomerem Werkstoff und einen Abrollkolben 3 wahrend die Feder B eine Spiralfeder aus Stahl oder eiastomerem Werkstoff ist, wobei sich die Feder A innerhalb der Feder B befindet Ein Uberstromkanal 5 mit Ventil 10 verbindet dabei druckausgleichend die beiden Federn A, wobei der Uberstromkanal innerhalb der Tragplatte 1 verlauft

Die Feder A übernimmt nun die automatische Regelung der Fußbodenhohe eines Fahrzeuges und halt diese Hohe bei allen Belastungszustanden konstant Die Feder B ist Last-Weg-abhangig Die Lastdifferenz zwischen leerem und beladenem Fahrzeug wird im Normalfall nur von der Feder A übernommen Dabei bleibt der Lastanteil von Feder B in jedem Belastungszustand gleich

Je nach Gestaltung von Feder A und B ist es möglich, daß die Tauchfrequenz zwischen Leer¬ und Voll-Last weitestgehend konstant niedrig bleibt

Bei defekter Feder A (z B durch Druckverlust) übernimmt nun die Feder B die Notlaufeigenschaften Dabei übernimmt bei Leerlast die Feder B den Lastanteil von Feder A

Ferner sind die Federsysteme I und II mit einer zusätzlichen, ebenfalls parallel zu den Federn A und B geschalteten Feder C ausgestattet, und zwar unter gleichzeitiger Verwendung eines Druckstempels 6 zur Kraftübertragung Der untere Teil 6' des Druckstempels ist mit einer flanschformigen Verbreiterung 13 versehen, die auf der Feder C aufsitzt Der obere Teil 6" des Druckstempels ist mit einem stimformigen Anschlag 7 versehen, der plattenformig ausgebildet und mit einer zusätzlichen Kunststoffschicht T ausgestattet ist, und ragt dabei in den Innenraum der Feder A hinein Der Anschlag 7 des Druckstempels 6 ist dabei direkt gegenüber dem Anschlag 12 der Tragplatte 1 angeordnet wobei der Anschlag 12 mit einer integrierten Emstromoffnung 11 versehen ist Ferner besitzt der Druckstempel 6 innerhalb des Kontaktbereiches zum Abrollkolben 3 eine senkrechte Gleitflache 8 sowie einen stufenförmigen Anschlag 9, der in Verbindung mit der Feder C eine Vorspannung erzeugt

Bei Ausfall der Feder A (Notbetrieb) unterstutzt nun die Feder C insbesondere bei Voll-Last die Feder B und sorgt für eine progressive Federkenniinie Die Feder C kommt im Normalbetrieb (bei intakter Feder A) - von Ausnahmefallen einmal abgesehen nicht zum Einsatz

Der Unterbau 4 ist vorteilhafterweise mit zusätzlichen Federn 14 beispielsweise in Form von Gummi-Federn oder Metall-Gummi-Schichtfedern, ausgestattet Der Unterbau besteht hier aus einer Oberplatte 4' und einer Unterplatte 4", zwischen denen nun die Federn 14 angeordnet

Bei Verwendung einer Luftfeder ist es ferner von Vorteil, wenn innerhalb des oberen Teils 6" des Druckstempels 6 insbesondere in seinem Seitenbereich, wenigstens eine Durchlaßoffnung 15 vorhanden ist die den Innenraum der Feder A mit dem Innenraum des Abrollkolbens 3 verbindet




 
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