Vorrichtung zur Übertragung der Längskräfte zwischen einzelnen Gliedern eines Gelenkfahrzeuges

Insbesondere bei Schienengelenkfahrzeugen ist es allgemein üblich, die einzelnen Glieder des Fahrzeuges etwa in Fußbodenhöhe durch eine mittlere Kupplung miteinander zu kuppeln, die Zugkräfte zwischen den einzelnen Fahrzeuggliedern überträgt. Die Übertragung der ebenfalls auftretenden Druckkräfte erfolgt durch die zur sogenannten Mittelpufferkupplung ausgebaute Kupplung oder durch seitliche Puffer, die mit tragenden Teilen der Fahrzeugglieder verbunden und in sich begrenzt federnd nachgiebig sind. Durch den Kupplungen zugeordnete Stellglieder bzw. deren Einstellung wird sichergestellt, daß Kupplungsspiel und Pufferspiel zweckmaessig aufeinander abgestimmt sind und insbesondere die Puffer stets, allenfalls mit unterschiedlichen Federkräften in Anlage aneinander gehalten sind.

Desweiteren ist es insbesondere bei Schienengelenkfahrzeugen, die der Personenbeförderung dienen, allgemein üblich, zwischen den einzelnen Fahrzeuggliedern Übergangsbrücken vorzusehen, die es Personen gestatten, jederzeit direkt vom einen zu einem anderen Fahrzeugglied überzuwechseln.

Schließlich ist es insbesondere bei Schienenfahrzeugen, die der Personenbeförderung dienen, allgemein üblich, die Übergangsbrücken von Übergangsschutzeinrichtungen zu umgeben, die es den Personen gestatten, jederzeit von Wetterunbilden geschützt, direkt von einem zur anderen Fahrzeugglied überzuwechseln. Die Übergangsschutzeinrichtungen sind insbesondere Faltenbälge oder Gummiwülste.

Diesem Stand der Technik trägt der Gattungsbegriff des Anspruches 1 Rechnung. Bei den üblichen Vorrichtungen mit allen diesen Baugruppen handelt es sich zwar um eine zuverlässige, aber vielteilige Lösung, deren betriebliche Handhabung entsprechend aufwendig ist. Der Nachteil der aufwendigen Handhabung ist besonders dann im negativen Sinne hoch zu veranschlagen, wenn die Zusammenstellung einer Zuggarnitur relativ häufig zu wechseln ist, wie es beispielsweise bei Ferienzügen mit einer relativ großen Anzahl von Kurswagen der Fall ist. Obwohl deshalb das Bedürfnis nach einer einfacheren Lösung insbesondere auch wegen der immer kürzer kalkulierten Haltezeiten vor allem bei Fernreisezügen mit zumindest streckenweise zahlreichen Haltepunkten groß ist und seit langem besteht, hat sich am grundsätzlichen Aufbau in den Übergangsbereichen von Gelenkzügen grundsätzlich nichts geändert. Eine wesentliche vorteilhafte Veränderung aus den nachfolgend angegebenen Gründen bringt demgegenüber die Erfindung, deren wesentlichen Merkmale sich aus dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ergeben.

Bei der Erfindung kann eine an sich einfache Kupplungsvorrichtung zwischen je zwei Fahrzeuggliedern Anwendung finden, die relativ einfach ist, weil sie nur Zugkräfte übertragen muß und wie sie zwar bisher schon Anwendung findet, aber in Verbindung mit seitlichen Puffern zur Übertragung von Druckkräften. Puffer zur Übertragung der Druckkräfte finden nun zwar auch bei der Erfindung Anwendung, diese übernehmen aber gleichzeitig die Aufgabe der zumindest seitlichen Abdeckung der Übergangsbrücke, wozu bei den bekannten Vorrichtungen separate Übergangsschutzeinrichtungen in der Form von Faltenbälgen oder Gummiwülsten Anwendung finden. Die Erfindung faßt also die Funktion von Faltenbälgen und Puffern zusammen, insbesondere, wenn nicht nur die erfindungsgemäß vorzusehenden seitlichen Leisten vorgesehen sind, sondern auch noch obere und vorzugsweise entsprechende untere Leisten. In diesem Fall ist, wie bei Faltenbälgen, um den Übergang herum eine geschlossene Röhre angeordnet, die ein Überwechseln von einem zu einem anderen Fahrzeugglied von Wetterunbilden absolut unbeeinträchtigt zuläßt. Andererseits ist es natürlich nicht ohne weiteres möglich, Übergangsschutzeinrichtungen bisheriger Art ohne weiteres auch die Funktion von Puffern zur Übertragung von Druckkräften zu übertragen, bei bisherigen Lösungen also die seitlichen Puffer einfach wegzulassen. Angesichts des Vorteiles, den der Verzicht auf besondere Puffer mit sich bringt, ist aber der Mehraufwand, der für die Übergangschutzeinrichtungen betrieben werden muß, um die Pufferfunktion übernehmen zu können, relativ gering, weil ja die in einem Zugverband zu übernehmenden Druckkräfte sich auf den gesamten Umfang jeder Wagenstirnseite, also auf eine Übergangsschutzeinrichtung großer Fläche verteilen, sich also die örtlichen Beanspruchung in Grenzen hält. Wesentlich ist im Grunde genommen, daß die zusammenwirkenden Flächen zweier Leisten an den einander zugekehrten Stirnseiten zweier Fahrzeugglieder so abriebfest sind, daß sie sich auch unter dem Einfluß von den Anpreßdruck erhöhenden Druckkräften in Fahrzeuglängsrichtung relativ zueinander bewegen können, wie es mit Rücksicht auf die Bewegungen der Fahrzeugglieder relativ zueinander notwendig ist, wenn die innere Verformung der Leisten nicht zu groß werden soll, ohne daß die Stirnflächen der Leisten unwirtschaftlich hohen Verschleiß unterworfen sind. Dies ist jedoch angesichts des heutigen Standes bei der Entwicklung von Materialien mit hoher Verschleißwiderstandsfähigkeit und guten Gleiteigenschaften möglich.

Bei entsprechend geringen oder im wesentlichen gleichbleibenden Betriebsbedingungen kann die angestrebte Wirkung bereits mit Leisten erzielt werden, die nach der Art ungeregelter Gasfedern ausgebildet sind, indem die Leisten Hohlprofile sind, wobei sie vorzugsweise aus einer elastischen Haut bestehen, die einen Gasraum mit konstanter, vorbestimmter Gasfüllung umschließt. Der Druck im Gasraum ist dabei so bestimmbar, daß der Fahrzeuglauf ausreichend stabilisiert wird, indem Relativbewegungen zwischen einzelnen Fahrzeuggliedern bis zu bestimmten Kräften ausgeschaltet sind, größere Kräfte zu Relativbewegungen führen, die Verformungen der Profile zur Folge haben und noch größere Relativkräfte zwischenden Fahrzeuggliedern zu Relativbewegungen zwischen den Profilen führen. Die in den Profilen gegebenenfalls auftretenden Spannungen wirken als Rückstallkräfte für die Fahrzeugglieder. Unabhängig davon, welche Relativstellung zwei Fahrzeugglieder zueinander einnehmen, ist aber ein geschlossener Tunnel bzw. eine geschlossene Röhre gebildet, die ein von Wetterunbilden unbeeinträchtigtes Überwechseln von einem zu einem anderen Fahrzeugglied ermöglicht.

Werden an den Wagenlaufkomfort höhere Anforderungen gestellt oder unterliegen die Betriebsverhältnisse größeren Veränderungen, so kann der pneumatische Innendruck der Leisten veränderbar sein, was mit Hilfe bekannter und bewährter Regelorgange ohne weiteres möglich ist.

Sehr schematisch ist in der Zeichnung eine erfindungsgemäß ausgestaltete Wagenstirnseite dargestellt (Fig.l). Fig.2 zeigt den Bereich A der Fig.l im Schnitt, Fig.3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig.l. Fig.4 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgestaltung in einer Fig.3 entsprechenden Darstellung.

Die Wagenstirnseite ist mit 1 bezeichnet. In ihr ist eine Öffnung 2 angeordnet, die durch eine Tür verschließbar sein kann, andererseits angesichts der Erfindung aber auch wesentlich größer als bei bisherigen Lösungen bemessen sein kann, dabei den Eindruck eines nahezu unbeeinträchtigten Überganges von einem zum anderen Wageninnenraum bei Großraumwagen vermittelt und zur Verstärkung dieses Eindruckes keine Tür aufweist, was angesichts des dichten Aufeinanderliegens der noch zu beschreibenden Wulstanordnung bei allen zu erwartenden Betriebsbedingungen auch ohne weiteres vertretbar ist. Mittels einer Kupplung 3, die allein Zugkräfte überträgt, aber auch eine Zug- und Druckkräfte übertragende Kupplung sein kann, ist der Wagen mit einem folgenden Wagen gelenkig kuppelbar. Die Kupplung ist unter einer Übergangsbrücke 4 angeordnet. Nahe den Außenkanten der Wagenstirnseite sind im Querschnitt etwa rechteckige, hohle und mit einem vorzugsweise pneumatischen Druckmittel gefüllte rohrförmige Bälge 5,6 (vertikal seitlich) und 7,8 (horizontal, oben und untee angeordnet, die mit entsprechenden Teilen des Folgewagens zusammenwirken. Die Kupplung 3 ist unterhalb der Brücke 4, der untere, horizontale ,Balg 8 ist unterhalb der Kupplung 3 angeordnet. Der Druck in den Bälgen 4 bis 7 ist mittels einer Steuervorrichtung 9 zwangsweise oder automatisch in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen regelbar. Die Bälge können miteinander in Verbindung stehen, wobei in die Übergänge 10 zwischen den einzelnen Bälgen Drosseln 11 eingebaut sind, um einen Stabilisierungseffekt zu ergeben, Relativbewegungen zwischen den Wagen aber nicht unmöglich zu machen (Fig.2).

Stattdessen können die Bälge 5 bis 8 vollständig voneinander getrennt sein, wobei jedem Balg eine der Steuervorrichtung 9 entsprechende Druckregelvorrichtung vorgesehen sein kann, um in jedem Balg den für ihn optimalen Innendruck einzustellen. Auf jeden Fall soll der Innendruck so eingestellt sein, daß der kurveninnere der vertikalen Bälge 5,6 radial komprimiert werden kann, während der kurvenäußere der vertikalen Bälge 5,6 radial expandiert, um auch beim Durchfahren engster Kurven das gegenseitige Anliegen zweier Bälge zu gewährleisten und einen dichten Übergang zu haben. In dem kurveninneren Balg baut sich mit dem erhöhten Druck eine Rückstellkraft auf, die das Geraderichten des Zuges beim Ausfahren aus einer Kurve unterstützt. In den oberen und unteren horizontalen Bälgen erfolgt am kurvenäußeren Ende eine Expansion, am kurveninneren Ende eine Kompression, der Umschlagbereich zwischen Expansion und Kompression erfolgt in Balgmitte. Entsprechende Verhältnisse sollen bei der Lösung nach Fig.2 angestrebt werden, indem Druckmittel gedrosselt aus dem kurveninneren vertikalen Balg durch die horizontalen oberen und unteren Bälge in den kurvenäußeren vertikalen Balg strömt und beim Ausfahren aus einer Kurve das Bestreben einer Rückströmung vorliegt. Horizontale und vertikale Versatzbewegungen zwischen den Wagen werden bis zu einer vorgegebenen Größe durch Verformung der Bälge in sich aufgenommen, Versatzbewegungen ab einer ausgewählten Größe dadurch, daß die Bälge der beiden Wagen gegeneinander gleiten, wozu den Gleitflächen ein abriebfester Belag zugeordnet ist oder die Gleitfläche aus abriebfestem Material bestehen, während bei den übrigen Flächen primär Wert nur auf entsprechend große Elastizität gelegt ist. Zweckmäßig ist es, wenn die Bälge keinen kreisrunden, sondern einen rechteckigen Querschnitt haben, wobei die Flächen mit der größeren Kantenlänge am Wagenkasten befestigt sind bzw. die Flächen sind, die mit abriebfestem Material versehen sind und mit der entsprechenden Gegenfläche des Balges des darauffolgenden Fahrzeuges zusammenwirken. Hierdurch wird auch bei extremem seitlichen Versatz zweier aufeinanderfolgender Wagen die Dichtwirkung durch Aufeinanderliegen der Bälge nicht beeinträchtigt.

Gegebenenfalls können die mit einem pneumatischen Druckmittel gefüllten Bälge durch einander gegenüberliegende Platten 12,13 ersetzt sein, zwischen denen mechanische Federn 14 angeordnet sind (Fig.3), wobei die hintere Platte 12 an der Wagenstirnseite 1 befestigt ist und die vordere Platte 13 mit einem abriebfesten Belag 15 versehen ist, so wie die vordere Stirnseite der Bälge mit einem abriebfesten Belag versehen oder abriebfest ausgebildet ist. An ihren Rändern sind die Platten 12,13 durch verformbare Folienstreifen 16,17 miteinander verbunden, so daß auch hier Rohre bestehen, die den Tunnelinnenraum gegen den Tunnelaußenraum isolieren. Fig.3 vermittelt auch die Querschnittsform von gasgefüllten Bälgen der oben zuletzt beschriebenen Ausführungsform.

Bisher bei Schienenfahrzeugen übliche seitliche Puffer bzw. eine entsprechend wirkende Zug- und Druckkräfte übertragende _Mittelpufferkupplung können vollständig entfallen. Gegebenenfalls können seitliche Puffer in die erfindungsgemäße Lösung integriert sein, indem sie in der bisherigen Anordnung vorgesehen und innerhalb der elastischen seitlichen Leisten 5,6 unabhängig von deren Ausgestaltung integriert sind. Sie können dabei an der Innenseite der vorderen Stirnseiten der seitlichen Leisten anliegen oder die seitlichen Leisten können Fenster 18 aufweisen, in denen die Pufferplatten 19 in der Ebene der Leistenstirnseite liegen (Fig.4). Diese Lösung erfordert bei gasgefüllten Bälgen eine besondere Abdichtung 20 zwischen Pufferplatten und Balgstirnseite, um den gasdichten Innenraum zu erhalten. Bei der Lösung nach Fig.3 ist eine solche Dichtung nicht notwendig, allenfalls zweckmäßig. Die Lösung mit den bisher üblichen Puffern ist für den Zeitraum der Umrüstung eines Bahnsystemes auf die Erfindung oder dann zweckmäßig, wenn Bahnsysteme konventioneller und erfindungsgemäßer Ausrüstung für die Dauer miteinander kompatibel sein sollen.