Güterwagen Drehgestelle - Sonstiges: Schwingungsdämpfung bei Schraubenfedern

Version 2.02.89.1, Stand: 2. Mai 2012

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In gewisser Hinsicht können Federn als Energiespeicher verstanden werden. Dies gilt auch für die Federn in Güterwagen-Drehgestellen: sowohl Blatt- als auch Schraubenfedern nehmen die auf sie übertragene Energie auf und speichern sie zunächst. Ich stelle mir das zunächst vor vor wie bei einem der früher gängigen Feder-Uhrwerke: Durch das Aufziehen der Uhr wird Energie in der Feder gespeichert, die das Uhrwerk antreibt. (Freilich ist in einer solchen Feder auch dann noch Energie gespeichert, wenn die Uhr stehen geblieben ist. Diese "Rest-Energie" entlädt sich unter Umständen recht dramatisch, wenn man eine solche Uhr nicht fachgerecht demontiert.)

Hier, im Zusammenhang mit Güterwagen-Drehgestellen, stellt sich die Frage, was mit der Energie, die auf die Federn übertragen wird, geschieht: keinesfalls soll diese in den Federn gespeicherte Energie den Wagenkasten für längere Dauer in Schwingungen versetzen. Sie muss daher in irgendeiner Form "vernichtet", gemeinhin durch Reibung in Wärme werden.

Bei Blattfedern, die zu trapezförmigen Federpaketen zusammengefügt sind, geschieht dies vor allem durch die Reibung der einzelnen Blattfedern an den gegenseitigen Berührungsflächen.

Schraubenfedern, wie sie unter anderem beim Diamond-Drehgestell, bei den meisten Three Piece Bogies und bei Y 25-Drehgestellen verwendet werden, haben keine derartigen Berührungsflächen, an denen Reibung, die Energie in Wärme umwandelt, entstehen kann. Zur Dämpfung der Schwingungen von Schraubenfedern bedarf es daher besonderer Dämpfungs-Elemente.

Auf Grund der großen Verbreitung der Y 25-Drehgestelle hat in Europa der nach seinem Erfinder benannte Lenoir-Dämpfer eine gewisse Bekanntheit erlangt.
 
  Lenoir-Dämpfer in Y 25-Drehgestell

   Quelle: 
   Prausner, Werner und Autorenkollektiv: Reisezug- und
   Güterwagen. Berlin 1988, 3. Auflage, S. 55

   Legende

Die schräggestellte Dämpferschake erzeugt  eine lastabhängige Querkomponente, die über ein im Rahmen gelagertes Druckstück auf das Lagergehäuse übertragen wird. Durch diese lastabhängige Querkomponete wird das Lagergehäuse an die Radsatzhalter gedrückt. Lastabhängig (!) entsteht dadurch die erwünschte, "dämpfende" Reibung zwischen Lagerhäuse und den Radsatzführungen.

Moderne Ausführungen des Diamond-Drehgestells verfügen über ähnlich wirkende Dämpfungs-Elemente.
 
Dämpfungs-Element in modernem Diamond-Drehgestell   Diamond-Drehgestell mit Dämpfungselement 
  im Querträger
  Bei Belastung der Federn wird eine Kraft erzeugt,
  die auf einen Stößel in der Wanddes Querträgers
  übertragen wird. Der Stößel drückt gegen die 
  Verbindungssäule. Die dabei auftretende Reibung
  dämpft die Federschwingungen.

  Drehgestll Typ Y 11 Mk, Fauvet Girel 1977

  SNCF/Transnucleaire 33 87 994 5 000-6
   Hameln, 20. Mai 2003

Eine - allerdings nicht lastabhängige (?) - Dämpfung der Schwingungen von Schraubenfedern wird erreicht, wenn Schrauben- und Blattfedern miteinander kombiniert werden.
 
Kombination von Schrauben- und Blattfedern zur Schwingungs-Dämpfung; Foto: Sammlung Harald Westermann   Kombination von Schrauben- und Blattfedern
  Drehgestell Bauart 964 (Dok.Nr. 0964)

   DR ZZ 8-51-79-61 (Ladegut: Roherdöl)
   Waggonfabrik 23.August Bukarest 1957/58
   Foto (Ausschnitt): Sammlung Harald Westermann

Die bei diesem österreichischen Diamond-Drehgestell an den Verbindungssäulen angebrachten seitlichen Federelemente dienen nicht der Dämpfung der Schraubenfedern unter dem Querträger, sondern federn die Querbewegungen des "Wiegebalkens" ab.
 
Diamond, Österreich; Foto: K.Pfeiffer, Archiv HELESS   Diamond-Drehgestell, Österreich
  seitliche Federn dienen nicht der
  Dämpfung der Schraubenfedern
 

  ÖBB Ga 185 099; 
  Foto: K. Pfeiffer, Archiv HELESS

Das Problem der Schwingungsdämpfung stellt sich selbstverständlich bei allen "modernen" Three Piece Bogies mit gegossenem Rahmen und Schraubenfedern. Spätestens in den Fünfzigerjahren wurden dazu von amerikanischen Herstellern eine Vielzahl unterschiedlicher Lösungen angeboten. Prinzipiell wird auch hier eine Reibung zwischen dem Querträger und der seitlichen Führung des Querträgers erzeugt. Die entsprechenden Dämpfungselemente (z. B. gefederte Reibungskeile, "friction wedges") liegen teilweise von außen unsichtbar innerhalb der gegossenen Seitenwangen. Allein die in der Car Builders' Cyclopedia von 1953 vorgestellten Konzepte sind so vielfältig, dass sie hier auch nicht in Ansätzen referiert werden können.
 


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