VORRICHTUNG ZUR SCHWINGUNGSDÄMFENDEN LAGERUNG EINER DRUCKLUFTERZEUGUNGSANLAGE AN EINEM BEFESTIGUNGSTRÄGER EINES SCHIENENFAHRZEUGS

Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung einer Drucklufterzeugungsanlage an einem Befestigungsträger eines Schienenfahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden La- gerung einer Drucklufterzeugungsanlage an einem Befestigungsträger eines Schienenfahrzeuges mit selbsttragender Struktur, mit einem ersten Federelement, das an dem Befestigungsträger befestigt ist.

Drucklufterzeugungsanlagen erzeugen die für den Betrieb einer Druckluftbremse und anderer pneumatischer Einrichtungen in Schienenfahrzeugen erforderliche Druckluft. Hierzu werden insbesondere ein- oder mehrstufige Kolbenluftpresser vorgesehen, die konstruktionsbedingt neben Massenkräften und Massenmomenten auch Momente aus dem Tangentialkraftverlauf erzeugen. Eine Isolation der genannten Kräfte bzw. Momente in horizontaler und vertikaler Richtung erfolgte bisher durch Anord- nung gleichartiger elastischer Lagervorrichtungen an der Fahrzeugstruktur, die aus einem Federelement, insbesondere einer Gummifeder, bestehen. Vor dem Hintergrund moderner Leichtbauweisen im Schienenfahrzeugbau mit selbsttragenden Strukturen aus dünnem Blech und Aluminium jedoch werden die an die Schwingungsisolierung des Schienenfahrzeugs gemachten Anforderungen mit der genann- ten Lagervorrichtung nicht immer erfüllt. So ist bekannt, daß bei Wagenkastenstrukturen in Leichtbauweise der Isoliergrad herkömmlicher Lagervorrichtungen dort unzureichend ist, wo wagenkastenseitig konstruktionsbedingte Resonanzen auftreten.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich- tung zur schwingungsdämpfenden Lagerung einer Drucklufterzeugungsanlage an einem Befestigungsträger eines Schienenfahrzeugs zu schaffen, bei dem eine bessere isolierende Wirkung erzielt wird, ohne die lateralen und longitudinalen Auslenkungen der Drucklufterzeugungsanlage beträchtlich zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 dargestellten Merkmale gelöst. Der Erfindung egt in überraschender weise die Erkenntnis zugrunde, daß drei Bedingungen für die Losung der gestellten Aufgabe vorliegen müssen zunächst muß ein zweites Federelement vorgesehen sein, an dem die Drucklufterzeugungsanlage angeordnet ist Das zweite Federelement oder das erste Federelement müssen des weiteren eine Federsteifigkeit in im wesentlichen vertikaler Richtung aufweisen, die höchstens halb so groß ist, wie ihre Federsteifigkeit in im wesentlichen horizontaler Richtung Schließlich müssen das erste Federelement und das zweite Federelement in Reihe geschaltet sein Mit dieser Vorrichtung wird nicht nur eine Schwingungsiso- lierung bzw Schwingungsdampfung erzielt, die weit über das hinausgeht, was aus dem Stand der Technik bekannt ist, sondern auch vermieden daß sich die longitudinalen und lateralen Auslenkungen der Druckluftanlage im Betrieb beträchtlich vergrößern Messungen haben ergeben, daß die Beschleunigungen eines Wagenkastenbodens eines Schienenfahrzeugs auf bis zu 30 % der aus dem Stand der Technik bekannten Werte verringert werden konnten, wenn das erste Federelement ein Gummieiement oder eine Gummiverbundelement und das zweite Federelement eine Drahtseilfeder ist

In vorteilhafter Weise können das erste Federelement und das zweite Federelement mittels eines Verbindungselements miteinander verbunden werden Hierdurch ist eine einfache Konstruktion der erfindungsgemaßen Vorrichtung gewahrleistet In besonders vorteilhafter Weise ist das Verbindungselement als Traverse oder Adapterplatte ausgebildet, die als Tilgermasse wirken Durch eine Variation der Masse des Verbindungselementes bzw der Traverse oder der Adapterplatte kann ein zusatzlicher tilgender Einfluß auf eine mit der erfindungsgemaßen Vorrichtung ausge- stattete selbsttragende Struktur erzielt werden

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Berücksichtigung der Zeichnung, in der

Figur 1 eine erste Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen Vorrichtung,

Figur 2 eine zweite Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, Figur 3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Figur 4 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.

In Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zur schwingungsdämpfenden Lagerung einer schematisch dargestellten Drucklufterzeugungsanlage 2 an einem ebenfalls schematisch dargestellten Befestigungsträger 3 gezeigt. Die Drucklufterzeugungsanlage 2 ist in dem hier dargestellten Beispiel ein mehrstufiger Kolbenluftpresser. Dies ist jedoch nicht zwingend, sondern es kann auch ein einstufiger Kolbenluftpresser, ein Schrau- benluftpresser oder dergleichen vorgesehen sein.

Der Befestigungsträger 3 ist im wesentlichen als U-Profil ausgebildet, das an einem schematisch dargestellten Teil eines Wagenkastenbodens 4 befestigt ist. An der dem Wagenkastenboden 4 abgewandten Seite weist der Befestigungsträger 3 eine Öffnung auf, in die ein erstes Federelement 5 eingebracht ist. Das erste Federelement 5 ist im wesentlichen als hohler Kegelstumpf ausgebildet, der mit seiner Längsachse X vertikal ausgerichtet ist. Das erste Federelement 5 weist an seinem der Drucklufterzeugungsanlage 2 zugewandten Ende einen Absatz 6 auf. Das erste Federelement 5 umgibt eine Befestigungshülse 7, die an ihrem dem Befestigungsträger 3 zugewandten Ende einen ersten Anlageflansch 8 und an ihrem der Drucklufterzeugungsanlage 2 zugewandten Ende einen zweiten, separat an der Befestigungshülse 7 angeordneten Anlageflansch 9 aufweist. Gegen den ersten Anlageflansch 8 liegt das in Figur 1 obere Ende des ersten Federelementes 5 an. Gegen den zweiten Anlageflansch 9 liegt in unbelastetem Zustand (ohne Gewicht des Kompressors) der Absatz 6 des ersten Federelementes 5 an. Die Befestigung des ersten Federelementes 5 in der Öffnung des Befestigungsträgers 3 erfolgt mittels eines Zwischenrings 10, der im Bereich des Absatzes 6 gegen das erste Federelement 5 und den Befestigungsträger 3 anliegt.

Wie Figur 1 zu entnehmen ist, liegt das erste Federelement 5 nicht mit seiner gesamten Länge gegen die Befestigungshülse 7 an. Vielmehr ist zwischen der Innen- flache des ersten Federelements 5 und der Außenflache des Befestigungselementes

7 ein Raum 11 ausgebildet In diesem Raum 11 kann sich das erste Federelement 5 elastisch verformen

Eine Vorspannung des ersten Federelementes 5 wird mittels einer Schraube 12 und daran befestigter Mutter 13 erzeugt werden, in dem der Abstand zwischen erstem Anlageflansch 8 und zweitem Anlageflansch 9 mittels der Mutter 13 festgelegt wird Selbstverständlich ist es auch möglich, den Abstand zwischen dem ersten Anlageflansch 8 und dem zweiten Anlageflansch 9 - und damit die Vorspannung auf das erste Federelement 5 - durch eine Lageanderung veränderlich auszubilden

Gegen das erste Federelement 5 ist ebenfalls durch die Schraube 12 und die Mutter 13 ein Verbindungselement 14 befestigt, das gegen den zweiten Anlageflansch 9 zur Anlage kommt Das Verbindungselement 14 dient zur Kopplung des ersten Feder- elementes 5 mit einem zweiten Federelement 15, das mittels Schrauben 16 an dem Zwischenelement 14 angeschraubt ist Aus Figur 1 ergibt sich, daß das erste Federelement 5 als Gummifeder ausgeführt ist, wahrend das zweite Federelement 15 als zylindrisch ausgestaltete Drahtseilfeder gestaltet ist Es ist jedoch gleichfalls möglich, andere Federtypen vorzusehen

Die Langsachse Y des zweiten Federelementes 15 ist in dem hier dargestellten Beispiel im wesentlichen horizontal ausgerichtet Damit stehen die Langsachse X des ersten Federelementes 5 und die Langsachse Y des zweiten Federelementes 15 orthogonal zueinander Konstruktionsbedingt ist das erste Federelement 5 in Hori- zontainchtung steif ausgebildet, wahrend das zweite Federelement 15 in Horizontalrichtung weich ausgestaltet ist Die Federsteifigkeit des zweiten Federelementes 15 ist derart gewählt, daß sie in Vertikalrichtung zumindest um den Faktor 2 geringer ist als in Horizontalrichtung Hierdurch werden in überraschender Weise am Wagenkastenboden 4 Schwingungen gemessen, deren Amplituden bis zu 30 % gegenüber den aus dem Stand der Technik Bekannten reduziert sind Diese werden nicht nur von dem für das erste Federelement 5 und das zweite Federelement 15 gewählte Materialien und Abmessungen bestimmt, sondern ebenfalls durch die Masse des Verbindungselements 14, das als Tilgermasse für die Schwingungen dient Aufgrund der Funktion des Verbindungselements 14, nämlich der direkten Verbindung von zweitem Federelement 15 an erstes Federelement 5, kann das Verbindungselement

14 auch als Adapterplatte betrachtet werden Zur Befestigung der Drucklufterzeu- gungsanlage 2 an dem zweiten Federelement 15 genügen einfache Schrauben 17

Wie Figur 1 zu entnehmen ist, hangen sowohl das Verbindungselement 14 als auch die Drucklufterzeugungsanlage 2 einschließlich dem zweiten Federelement 15 an dem ersten Federelement 5 Daher kann diese Anordnung auch als hangend-han- gend bezeichnet werden

In Figur 2 ist eine stehend-hängende Anordnung dargestellt, bei der ein alternativ ausgebildetes Verbindungselement 14' auf dem ersten Verbindungselement 5 steht, wahrend das zweite Federelement 15 und die daran befestigte Drucklufterzeu- gungsanlage 2 hangen

Das in Figur 2 dargestellte erste Federelement 5' ist im wesentlichen wie das in Figur 1 beschriebene erste Federelement 5 ausgebildet Auch hier wird eine Halterung des ersten Federelementes 5' an dem Befestig ungstrager 3 mittels eines Zwischenrings 10' vorgenommen Dieser weist Flanschabschnitte 18 auf, die gegen den Befesti- gungstrager 3 anliegen Der Zwischenring 10' ist an dem Befestigungstrager 3 mittels Schrauben 19 und dazugehöriger Muttern befestigt

Auch in dem hier dargestellten Ausfuhrungsbeispiel umgibt das erste Federelement 5' eine Befestigungshulse 7', die hohl ausgeführt ist Zwischen der Außenflache der Befestigungshulse 7' und der innenflache des ersten Federelements 5' ist ebenfalls ein Raum 11 ' ausgebildet, der als Schwingungsraum für das erste Federelement 5' zur Verfugung steht Der Raum 11 ' wird durch den Anlageflansch 8, wie bereits zu Figur 1 beschrieben, begrenzt

Gegen das in Figur 2 obere Ende der Befestigungshulse 7 hegt ein zweiter Anlageflansch 9' an Dieser dient zum einen als Anlageflache des in Figur 2 oberen En- des des ersten Federelementes 5' und zum anderen zur Abstützung des Verbindungselementes 14', das mittels der Schraube 12 und der Mutter 13 an dem zweiten Anlageflansch 9' und der Befestigungshülse 7' befestigt ist. In dem hier dargestellten Beispiel ist das Verbindungselement 14' als hohles Rechteckprofil ausgebildet, an dem mittels Schrauben 16 ein zweites Federelement 15' befestigt ist. Auch hier ist das zweite Federelement 15' als spiralförmig ausgebildete Drahtseilfeder ausgebildet, während das erste Federelement 5' eine Gummifeder ist. Die Drucklufterzeugungsanlage 2 ist mittels Schrauben 17 an dem zweiten Federelement 15 aufgehängt. Hinsichtlich der Federsteifigkeiten sind das erste Federelement 5' und das zweite Federelement 15' ähnlich dem ersten Federelement 5 der Figur 1 bzw. dem zweiten Federelement 15 der Figur 1 dimensioniert. Auch hier dient das Verbindungselement 14' als Tilgermasse, die in Form einer Traverse ausgebildet ist.

In Figur 3 ist die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als stehend-ste- hende Ausführung dargestellt. Dabei entspricht das erste Federelement 5' und die mit diesem verbundenen Bauteile dem in Figur 2 dargestellten ersten Federelement 5' und dem mit diesem verbundenen Bauteilen. Das auf dem zweiten Anlageflansch 9' aufliegende Verbindungselement 14" weist an seinem in Figur 3 rechten Abschnitt eine Bohrung auf, in die eine der Befestigung eines zweiten Federelements 15" die- nende Schraube 16 eingeschraubt ist. Das zweite Federelement 15" stützt die

Drucklufterzeugungsanlage 2 ab und ist mit dieser mittels Schrauben 17 verbunden.

In Figur 4 schließlich ist eine Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, die als hängend-stehende Anordnung bezeichnet werden kann. Hierbei hängt das zweite Verbindungselement 14" an dem ersten Federelement 5, das bereits in Figur 1 beschrieben worden ist. Die Drucklufterzeugungsanlage 2 ist auf dem Verbindungselement 14" mittels dem zweiten Federelement 15" gelagert, wie bereits zu Figur 3 beschrieben worden ist. Bezugszeichenliste

I, 1' Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung

2 Drucklufterzeugungsanlage

3 Befestigungsträger

4 Wagenkastenboden 5, 5', 5" Erstes Federelement 6 Absatz

7, 7' Befestigungshülse

8 Erster Anlageflansch

9, 9' Zweiter Anlageflansch

10, 10' Zwischenring

II, 11' Raum

12 Schraube

13 Mutter

14, 14', 14" Verbindungselement

15, 15', 15" Zweites Federelement

16 Schrauben

17 Schrauben

18 Flanschabschnitte

19 Schrauben

X Längsachse des ersten Federelementes

Y Längsachse des zweiten Federelementes