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Dokumentenidentifikation DE69000551T2 19.05.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0390665
Titel Balg mit Falten von steigender Tiefe für die Durchgänge zwischen nachgeordneten Schienen oder Strassenfahrzeugen.
Anmelder Caoutchouc Manufacture et Plastiques, Versailles, FR
Erfinder Carimentrand, Jean-Paul, F-58300 Decize, FR
Vertreter Zimmermann, H., Dipl.-Ing.; Graf von Wengersky, A., Dipl.-Ing.; Kraus, J., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Aktenzeichen 69000551
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, ES, FR, GB, GR, IT, LI, LU, NL, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 26.03.1990
EP-Aktenzeichen 904008190
EP-Offenlegungsdatum 03.10.1990
EP date of grant 09.12.1992
Veröffentlichungstag der Übersetzung europäischer Ansprüche 13.06.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.1993
IPC-Hauptklasse B61D 17/22
IPC-Nebenklasse B62D 47/02   

Beschreibung[de]
Übersetzung der Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine verformbare Membran in Form eines Faltenbalges, die den Durchgang zwischen aufeinanderfolgenden Schienen- oder Straßenfahrzeugen ermöglicht und Schutz vor Wind und Wettereinflüssen bietet. Der Begriff Faltenbalg bezeichnet die erste Schaffung von im wesentlichen dichten Mitteln, die durch mehrfaches Falten weicher Wände, Planen erzielt werden, die zwischen den Türen angeordnet sind, die sich an den Enden von für die Personenbeförderung bestimmten Schienenfahrzeugen befinden. Diese ursprünglich aus Leder bestehenden Faltenbälge wurden aus einem mit Gummi beschichteten Gewebe verwirklicht, wie es beispielsweise in dem französischen Patent 695 534 von SEBILLE beschrieben ist. Der Schnitt zur Anpassung der Winkelabrundungsbogen und die übereinanderliegende Anordnung mehrerer Lagen bildet den Gegenstand dieses Patents.

Heutzutage wird eine Technik von Ziehharmonika-Faltenbälgen angewendet, insbesondere bei Gelenkomnibussen und Straßenbahnen, wobei beschichtete Gewebe durch Vernähen oder Falzen verbunden werden, die mitunter vielfach übereinandergelegt sind, um die Isolierung zu verbessern, deren Verbindung alternativ am äußeren und inneren Umfang erfolgt.

Verschiedene Verbesserungen dieser Technik sind in dem europäischen Patent 114 913, dem französischen Patent 2 348 829 und dem französischen Gebrauchsmuster 2 333 657 beschrieben, alle drei von HUBNER. Das französische Patent 2 328 141 von TAURUS offenbart in der gleichen Technologie Verbesserungen der Form der diese Faltenbälge bildenden Lamellen, damit diese noch besser selbsttragend werden. Alle diese Verwirklichungen, die sich unter den Begriff der Faltenbälge einordnen lassen, haben die Herstellung aus ebenen Elementen und eine funktionelle Position gemein, die sich aus der Längung der Baugruppe durch die auf die Befestigungsflansche an den beiden Fahrzeugen ausgeübten Zugkräften ergibt. Ihre Konstruktion aus Bauteilen mit geringer Dicke begrenzt die erzielbare Wärmeisolierung und insbesondere die Schallisolierung wegen des verringerten Gewichts der Teile.

Auch das französische Patent 2 529 836 von TAURUS zeigt die Grenze zwischen den beiden Bauarten möglicher Verbindungsmembranen durch ihre Formen, die einer aus dünnen Wänden gebildeten Ziehharmonika angehören, die indessen einer Herstellungstechnik durch Gießen, vorzugsweise aus Polyurethanschaum angehören. Der Hauptnachteil einer solchen Bauart besteht im wesentlichen in der Zerbrechlichkeit des gekrümmten Teils der Wellen, deren Verstärkung verringert und beseitigt ist, wenngleich es sich um die empfindlichsten Bereiche handelt, weil sie Verformungen bei Witterungseinflüssen ausgesetzt sind.

Die Ausführungsform eines solchen Faltenbalges gehört zu denjenigen Membranen, wie sie insbesondere aus dem Eisenbahnwesen bekannt sind. Diese verformbaren Membranen werden auf einer Gießform hergestellt, die eine Art von den Verbindungsgang zwischen Fahrzeugen umgebenden Ring ergeben. Derartige Membranen, die alle einen einfachen Durchgang und eine Wärme- oder Schallisolierung ermöglichen sollen, sind ohne Beschreibung der eigentlichen Membran in den französischen Patenten 2 496 030 und 2 573 714 von FAIVELEY sowie in dem französischen Patent 2 568 195 von SIG erwähnt. Diese drei Patente beschreiben jeweils eine Einrichtung, die einen einfachen Durchgang der Fahrgäste ermöglicht, mit dem häufigsten Ziel, jegliche Schwenktür zwischen den dauerhaft gekuppelten Fahrzeugen zu vermeiden, dank der ausreichenden Schalldämpfung aufgrund einer Verdopplung der verformbaren Membran mittels Schiebewänden od. dgl. Diese Patente beschreiben ausführlicher die Böden und die Mittel zur starren Verbindung, nicht aber die Membran selbst.

Die Firmen FAIVELEY und CAOUTCHOUC MANIFACTURE ET PLASTIQUES haben gemeinsam die Patentanmeldung 88/03979 hinterlegt, die eine elastisch verformbare Membran betrifft, die den neueren Anforderungen der Eisenbahnindustrie entspricht.

Die besagte Membran ist ein einstückiges Gebilde, das zwei Befestigungsflansche durch eine gewellte Oberfläche verbindet, die aus parallelen Ringen gebildet ist und im unbelasteten Zustand einen im wesentlichen sinusförmigen Querschnitt hat; sie ist nach dem Einbau teilweise zusammengedrückt, wobei die Dicke der Wand in den geradlinigen Elementen wie auch in den nicht abwickelbaren gekrümmten Teilen, die diese bilden, im wesentlichen konstant ist.

Versuche mit nach dieser Bestimmung verwirklichten Membranen führten zu anderen Ausführungsformen, die für sehr große Abmessungen des Verbindungsgangs geeignet sind. Tatsächlich hat eine derartige Membran, die durch textile Verstärkungen ihrer geradlinigen Elemente und durch nicht verstärkte elastomere Schichten, durch gute mechanische Eigenschaften im Kern und durch schalldämmende und feuerhemmende Eigenschaften der Verkleidungen gekennzeichnet ist, eine solche Biegsamkeit, daß sich ihre horizontalen Elemente übermäßig biegen und für die größeren Ausführungen von Verbindungsgängen nicht selbsttragend sind, wie z.B. solche, die für Fahrzeuge großer Länge und Höhe für den Transport von Fahrzeugen bestimmt sind.

Die Entwicklung verbesserten Ausführungsformen führte zu einer Ausbildung der verformbaren Membran, die in einer Weise ausgebildet ist, wie sie Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dauerhafte Verbindung zwischen aufeinanderfolgenden Fahrzeugen großer Abmessungen zu schaffen, beispielsweise mit einer Breite von 4 Metern und einer Höhe von 5 Metern, und dies ohne Verkleinerung des Durchgangsguerschnitts mit einem Schutz der Fahrgäste und der transportierten Fahrzeuge gegen Lärm und Witterungseinflüsse. Diese neuartige Ausbildung zeichnet sich durch eine gewellte Oberfläche aus, die die Ringe aufweist, deren Tiefe vom Verbindungsflansch bis zum Befestigungsflansch zunimmt.

Der sich in allen geradlinigen Elementen ergebende Querschnitt ist sinusförmig mit veränderlicher Amplitude, wobei die Dicke am Boden der zwischenliegenden Wellen und der benachbarten beinahe geraden Segmente identisch ist. Auf dem äußeren Scheitel jeder Welle ist eine Überdicke angeordnet, ähnlich wie bei der Einrichtung nach der GB-A-471 036, auch wenn diese eine Technik offenbart, die nicht den besonderen Anforderungen von Membranen bei Verbindungsgängen in Schienenfahrzeugen Rechnung trägt. Außerdem erhalten die erste Welle mit der geringsten Tiefe und die letzte Welle mit der größten Tiefe zur Verbesserung der selbsttragenden Eigenschaften eine gesteigerte Dicke. Der Zusammenbau erfolgt durch leichten Zug zur weiteren Verbesserung der selbsttragenden Eigenschaft, und die Verbindung der geradlinigen seitlichen, horizontalen und geneigten Elemente, die durch Textillagen verstärkt sein können oder nicht, erfolgt über polygonale Gehrungsverbindungen, wodurch eine Knickgefahr durch übermäßige Verformungen vermieden wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine selbsttragende einstückige, elastisch verformbare Membran, um einen Verbindungsgang zwischen aufeinanderfolgenden Schienenoder Straßenfahrzeugen dichtend zu schützen, der in der Verlängerung der Wände dieser Fahrzeuge einen maximalen Querschnitt hat. Die besagte selbsttragende Membran ist aus einer mit Textilseilen verstärkten elastomeren Mischung gebildet. Sie hat die Form von geradlinige Abschnitte mit wellenförmigem Querschnitt bildenden aufeinanderfolgenden Wellen, die sich um den gesamten Umfang des zu schützenden Verbindungsganges herum erstrecken, wobei der Scheitel jeder Welle, der mit der Außenseite der besagten selbsttragenden Membran fluchtet, eine Dicke hat, die im Vergleich zu der im wesentlichen konstanten Dicke der zwischenliegenden Wellen durch Hinzufügen eines Profils einer elastischen Mischung beträchtlich vergrößert ist.

Die erfindungsgemäße selbsttragende, elastisch verformbare Welle ist dadurch gekennzeichnet:

- daß die Tiefe der Wellen von einem Ende zum anderen zunimmt, wobei jedes Ende mit einem Verbindungsflansch oder mit einem Befestigungsflansch versehen ist,

- daß ihre längs der zwischenliegenden Wellen im wesentlichen konstante Dicke längs der Welle mit der geringsten Tiefe und längs der Welle mit der größten Tiefe vergrößert ist, und

- daß die geradlinigen Abschnitte der besagten selbsttragenden Membran einerseits miteinander durch Gehrungsverbindungen und andererseits an den oberen Ecken und ggf. an den unteren Ecken durch Gerhungsverbindungen verbunden sind, die durch kurze gerade Abschnitte getrennt sind.

Die Erfindung und ihre Abwandlungen ergeben sich aus der Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht, die den Umriß der an Fahrzeugen befestigten Membran veranschaulicht,

Fig. 2 einen Schnitt zwischen den Fahrzeugen in der Achse einer Welle der selbsttragenden Membran,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Membran, der die Art der Befestigung an den Fahrzeugen veranschaulicht,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Abschnitt, der für die geradlinigen vertikalen, horizontalen und geneigten Abschnitte identisch ist, der die Form der Membran allein verdeutlicht,

Fig. 5 eine Darstellung der maximalen Verformungen des vorstehend genannten Abschnitts,

Fig. 6 eine Vergrößerung des Schnittes zwischen den Fahrzeugen nach Fig. 2, die die Ausbildung der Winkel veranschaulicht.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines zweistöckigen Pendelzuges, der zur Überführung von Begleitfahrzeugen dient, wie er im Ärmelkanaltunnel verwendet wird. In kleinem Maßstab wird die gleiche Anordnung mit einem einzigen Stockwerk bei den Triebwagen von U-Bahnen, Straßenbahnen und Gelenkomnibussen verwendet.

Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fahrzeugen (1) und (2) gewährleistet eine selbsttragende Membran (3) eine durchgehende Abdichtung am gesamten Umfang der Wände dieser Fahrzeuge, an denen sie mit einem Ende durch einen Befestigungsflansch (4) dauerhaft befestigt ist. Mit dem anderen Ende, das hier durch das Fahrzeug (1) bezeichnet ist, ist die selbsttragende Membran (3) gleichfalls durch Verschraubung an einem Verbindungsflansch (5) befestigt, und dieser kann mit einem verhältnismäßig einfachen Vorgang an einer mit dem Fahrzeug (1) einstückigen Verbindungsebene (6) verriegelt und entriegelt werden.

Die Außenseite (F) der besagten selbsttragenden Membran ist so angeordnet, daß sie eine möglichst genaue Verlängerung der Außenwände bildet, zumindest wenn die Fahrzeuge ausgerichtet sind. Wenn die Fahrzeuge abgekuppelt werden, dann wird der mit dem Fahrzeug (2) fest verbundene Verbindungsflansch (5) von der Verbindungsebene (6) getrennt. Dank der steifen Konstruktion der selbsttragenden Membran (3) wird er im wesentlichen ohne Auslenkung von dem besagten Fahrzeug (2) abgestützt.

Die Fahrzeuge und die Fahrgäste, die auf einem unteren (7) Boden und ggf. mittels eines oberen Bodens (8) in zwei Stockwerken transportiert werden, sind auf diese Weise gegen Staub und Witterungseinflüsse sowie gegen den Lärm und die Luftströmung sich begegnender Züge vollständig geschützt infolge der geeigneten Steifigkeit der diese umschließenden selbsttragenden Membran.

Fig. 2 ist ein Schnitt zwischen den Fahrzeugen (1) und (2) durch die selbsttragende Membran (3) nach einer Querebene, die in der tiefsten Welle (9) liegt. Sie zeigt, daß ihre Außenfläche (F) möglichst weitgehend dem äußeren Lichtraum der Fahrzeuge angepaßt ist, wobei der Hohlraum der verschiedenen Wellen dieser über ihren gesamten Umfang in gleichförmigem Abstand folgt, darin vorzugsweise eingeschlossen der Boden, wie gezeigt unter der Kupplung, den Puffern und den pneumatischen und elektrischen Verbindungen, die demzufolge vollständig umschlossen sind.

Zwischen diesem Maschinenraum und dem zu verbindenden Fahrgastabteil kann eine gute Abdichtung durch einen Faltenbalg (11) bewirkt werden, der den Abstand vom unteren Boden (7) zur Wand der selbsttragenden Membran überbrückt. Eebenso wie diese Verbindung genau am unteren Ende des geradlinigen vertikalen Bereichs (10) zwischengefügt ist, könnte eine vollständig identische Verbindung rechtwinklig zum oberen Boden (8) verwirklicht werden, die eine dichte Sicherheitsabtrennung zwischen den überanderliegenden Fahrgastabteilen gewährleistet.

Der Schnitt durch die selbsttragende Membran im Grund der tiefsten Welle (9) zeigt, daß diese bei konstantem Schnitt allein aus geradlinigen Abschnitten gebildet ist, deren größter seitlicher von geradlinigen vertikalen Abschnitten (10) gebildet ist. Die bedeutsamen Winkel des Schnittes, wie die oberen Winkel (A), die den horizontalen Dachabschnitt (12) umschließen, und die unteren Winkel (B), sind durch zwei Gehrungsverbindungen in der Größenordnung von 35 bis 40 Grad Ablenkung gebildet, während die weniger bedeutsamen Gehrungen (S) um den horizontalen Bodenabschnitt (13) angeordnet sind, um diesen mit zwei geneigten Bodenabschnitten (14) zu verbinden, die sich an jeden unteren Winkel (B) anschließen.

Fig. 3 ist ein für jedes geradlinige Segment zutreffender Querschnitt durch die selbsttragende Membran (3), der die Art der Befestigung an den Fahrzeugen zeigt, die seine besondere geometrische Form bestimmen.

Die selbsttragende Membran (3) ist in der Ebene (P) an dem Fahrzeug (2) mit Hilfe eines Befestigungsflansches (4) befestigt, mit dem dieses über Gegenplatten (15) verschraubt ist. Auf ähnliche Weise ist ihr anderes Ende in der Ebene (Q) mittels der Gegenplatten (16) durch Verschrauben an dem Verbindungsflansch (5) befestigt. Da alle Abschnitte der selbsttragenden Membran geradlinig sind, können die Gegenplatten (15) und (16) von der Länge nach abgeschnittenen Metallprofilen gebildet werden.

Sie gewährleisten eine dichte Montage auf dem Befestigungsflansch (4) und auf dem Verbindungsflansch (5), wobei sie selbst aus Metallprofilen aus rostfreiem Stahl oder behandeltem Aluminium hergestellt sind.

Die erleichterte Befestigung des Verbindungsflansches (5) an dem Fahrzeug (1) wird durch Verriegelungsmittel (17) und durch Fugendichtungen (18), die nicht zur Erfindung gehören, sowie durch nicht gezeigte Zentrierungsmittel gewährleistet, die es ermöglichen, die Fugendichtungen (18) auf der Verbindungsebene (6) anzuordnen, bevor der Verbindungsflansch (5) angesetzt wird. Dieser ist allein durch die Eigensteifigkeit der selbsttragenden Membran (3) abgestützt, wenn die Fahrzeuge entkuppelt sind. Der Aufbau der genannten selbsttragenden Membran dient dazu, das Gewicht dieses Flansches ohne Verformung in einer Ruhestellung abzustützen, die gegenüber der verriegelten Stellung leicht zurückgezogen ist, wenn die Fahrzeuge einander angenähert und durch ihre Kupplung verbunden sind. Die Betätigung der Verriegelungsmittel (17) dient zur Beendigung der Annäherung durch eine leichte Zugkraft auf die selbsttragende Membran (3), wobei diese Zugkraft die Stauchung der Fugendichtung (18) gegen die Verbindungsebene (6) auf dem Fahrzeug (1) gewährleistet und damit eine gute Dichtheit der Anordnung gegen Lärm und unerwünschte Überdrücke bei Begegnungen der Fahrzeuge mit großer Geschwindigkeit gewährleistet.

Bei der gezeigten Abwandlung erfordert der Raumbedarf der erwähnten Verriegelungsmittel (17) und der Zentrierungsmittel, der sich aus einem Trägheitsmoment bei einer nennenswerten Durchtederung für den Verbindungstlansch (5) ergibt, eine verringerte Höhe der Welle (19) mit der geringsten Tiefe und der benachbarten Wellen. Aus diesem Grund bleiben diese Wellen von dem Verbindungsflansch (5) zurückgezogen im Vergleich zu der Welle (9) mit der größten Tiefe, die auf der Seite des Fahrzeugs (2) angeordnet ist, an dem die selbsttragende Membran in der Ebene (P) dauerhaft befestigt ist.

Bei einer Variante, die eine (nicht gezeigte) abweichende Art des Zusammenbaus anwendet, kann die Tiefe der Wellen in umgekehrter Weise von dem Befestigungsflansch zu dem Verbindungsflansch hin zunehmen, was von den Beanspruchungen im Betrieb abhängt.

Das Profil der besagten selbsttragenden Membran ist jedoch so gewählt, daß alle Wellen mit der Verlängerung des Lichtraumprofils der Fahrzeuge (1) und (2) an deren Außenseite (F) fluchten. Die verschiedenen mechanischen Bauteile für den Zusammenbau, wie die Gegenplatten (15) und (16) und für die Zentrierung und die Abdichtung sind daher gegen jeglichen Witterungseinfluß geschützt.

Fig. 4 zeigt ebenfalls im Querschnitt den Ruhezustand der erfindungsgemäßen selbsttragenden Membran. Die dem Befestigungsansatz (20) in der Ebene (P) benachbarte Welle (9) mit der größten Tiefe hat eine Gesamthöhe (a), während die dem Befestigungsansatz (21) in der Ebene (Q) benachbarte Welle (19) mit der geringsten Tiefe eine Gesamthöhe (b) hat, die kleiner ist als die Gesamthöhe (a), die bei der gezeigten Ausführungsform das 0,65-fache der Gesamthöhe (a) beträgt. Die Wand der selbsttragenden Membran (3) ist aus einer elastomeren Mischung gebildet, die vorzugsweise eine Zusammensetzung zur Verbesserung ihrer Feuerfestigkeit aufweist und die durch in diese Mischung eingebettete Textilkabel verstärkt ist.

Aus diesem Grund ist das Basiselastomer vorzugsweise aus solchen ausgesucht, die in ihrem Molekül Halogenatome aufweisen, wie z.B. Chlor oder Chrom. Vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, handelt es sich bei dem Basiselastomer um Polychlorpropen, chloriertes Polyethylen, chlorierten oder chromierten Butylkautschuk. Die Zusammensetzung dieser Elastomere ist selbstverständlich durch Beigabe von Verstärkungszuschlägen, Antioxydationsmittel und Vulkanisationsmittel an die Wirkungsweise der Wand der selbsttragenden Membran (3) angepaßt.

Vorzugsweise werden unter den Verstärkungszuschlägen solche ausgewählt, die - entsprechend den Beanspruchungen im Betrieb - die Feuerfestigkeit verbessern, ohne die Geschmeidigkeit und die mechanische Widerstandsfähigkeit der Wand zu beeinträchtigen. Diese Zuschlagstoffe auf der Basis von Bleiglätte oder Metalloxyden, die mit Ruß legiert sind, ermöglichen es in vorteilhafter Weise, die dem Gebrauch entsprechenden Eigenschaften zu erzielen.

Was die in die elastomere Mischung eingebettete Textilverstärkung anbelangt, so können alle bisher bei der industriellen Verarbeitung von Kautschuk verwendeten Materialien eingesetzt werden, insbesondere Fasern aus Baumwolle, Polyamid, Polyester oder Aramid.

Die selbsttragende Membran ist aus elastomeren Mischungen hergestellt, die mit textilen Cordschichten verstärkt sind, beispielsweise für die von den geradlinigen Abschnitten gebildeten großen Bereiche, oder nicht verstärkt sind für die Gehrungsverbindungen der oberen Ecken (A) oder der unteren Ecken (B). Vorzugsweise ist der horizontale Bereich des Daches aus einer elastomeren Mischung gebildet, die keine Textilverstärkung enthält, damit sie leichter verformbar bleibt. Die besagte Membran hat eine im wesentlichen gleichförmige Dicke (e) für den Boden der zwischenliegenden Wellen, und die diese umgebenden im wesentlichen ebenen Verbindungsglieder und sind von veränderlicher Breite. Im Gegensatz dazu haben die mit der Außenseite (F) fluchtenden äußeren Scheitel der Wellen eine Dicke, die ungefähr zweimal so groß ist wie die Dicke (e) durch Hinzufügen eines Profils einer elastomeren Mischung, deren Modul größer sein kann als die übrige Verkleidung. Die gezeigte beispielhafte, aber nicht beschränkende Anordnung gewährleistet an der Außenseite (F) eine kleine ebene Fläche, deren Breite ungefähr (e) entspricht, umgeben von zwei Abrundungen, deren Radius ebenfalls ungefähr den Wert (e) hat.

Demzufolge ist die von der Außenseite (F) weit entfernte Textilverstärkung der selbsttragenden Membran gegen eine äußere Einwirkung infolge Einspannen oder Reibung der Wand geschützt. Zur Wiederherstellung einer Homogenität extremer Verformungen muß die Dicke durch Hinzufügen der erforderlichen Menge verändert werden, die von den zusätzlichen elastomeren Lagen beigetragen wird in den Zonen, die einerseits zwischen dem Befestigungswulst (20) und der Welle (9) mit der größten Tiefe und andererseits zwischen dem Befestigungswulst (21) und der Welle (19) mit der geringsten Tiefe angeordnet sind. Im Gegensatz dazu bleibt die Dicke in den zwischenliegenden Wellen zwischen der Welle (19) mit der geringsten Tiefe und der Welle (9) mit der größten Tiefe im wesentlichen konstant auf dem Wert (e).

Bei einer praktischen Ausführungsform beträgt der Wert der im wesentlichen konstanten Dicke (e) 8 mm, während die Dicke für die äußeren Wellen 11 mm beträgt, deren Dicke deshalb moduliert ist.

Die Tiefe der zwischenliegenden Wellen kann sich, wie gezeigt, zwischen den beiden Enden linear verändern. Bei einer Abwandlung können mehrere der ersten Wellen eine Tiefe haben, die von der Höhe (b) geringfügig abweicht, um dadurch die extremen Verformungen hinter dem Verbindungsflansch wegzulassen, woraufhin die Tiefe der folgenden Wellen stetig oder unstetig bis zu der Gesamthöhe (a) der Welle (9) mit der größten Tiefe rascher zunehmen kann. Nach den Anwendungsbedingungen kann die Teilung der Wellen konstant sein oder von einem Ende zu anderen der selbsttragenden Membran unterschiedlich sein.

Bei dem vorstehend erwähnten praktischen Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamthöhe (a) 145 mm, die Gesamthöhe (b) beträgt 95 mm, und die Teilung der Wellen ist konstant.

n Fig. 5 sind die zulässigen maximalen Verformungen des Abschnitts der verformbaren Membran (3) einander gegenübergestellt. Fig. 5a ist die am stärksten gedehnte Stellung der selbsttragenden Membran an der Außenseite einer Bahnkurve, die die Stirnseiten der Fahrzeuge spreizt, und eine leichte Relativverdrehung der Ebene (P) auf dem Befestigungsflansch (4) und der Ebene (Q) auf dem Verbindungsflansch (5) bewirkt. Es ist erkennbar, daß die Überdicke (23), die einen größeren Elastizitätsmodul als die Wandbaugruppe haben kann und die den äußeren Scheitel jeder Welle versteift, einem Einknicken der nicht abwickelbaren Bereiche entgegenwirkt. Die durch mehrfache Gehrungswinkel miteinander verbundenen Abschnitte bilden polygonale Flächen, deren äußere Scheitel das Ganze versteifen. Im Gegensatz dazu sind die Täler der Wellen hauptsächlich in der Verlängerung der ebenen Wände, die sie verbinden, gedehnt. Die den Befestigungswülsten (20) und (21) benachbarten Zonen verformen sich weniger wegen der Steifigkeit infolge der zusätzlichen Dicke, die sich bis zum Tal der flachsten Welle (19) oder der tiefsten Welle (9) erstreckt.

Fig. 5b zeigt die höchstmögliche Stauchung der selbsttragenden Membran der Seite des Fahrzeugs an der Innenseite einer Bahnkurve, die sich den Stirnseiten des Fahrzeugs annähert und die gleiche Relativverdrehung der Befestigungsebenen (P) und (Q) auf dem Befestigungsflansch (4) und dem Verbindungsflansch (5) bewirkt. Die Gegenplatten (15) und (16) und ihre Schrauben kommen mit der Wand der tiefsten Welle (9) und der flachsten Welle (19) in Berührung, während die folgenden Wellen oder die ersten unter ihnen mit dem Verbindungsflansch (5) außer Berührung gelangen. Die Darstellung zeigt die Zunahme einer fortschreitenden Tiefe der zwischenliegenden Wellen, deren Außenradien miteinander in Berührung gelangen, wodurch eine Quetschung der inneren Krümmung vermieden wird, während die Überdicken (23) der äußeren Scheitel nahezu kontinuierlich längs der Außenseite (F) in Berührung kommen.

Fig. 6 zeigt in größerem Maßstab einen Teilschnitt der selbsttragenden Membran im Tal einer Welle zwischen Fahrzeugen.

Fig. 6a zeigt die Ausbildung einer oberen Ecke (A) nahe dem horizontalen Dachabschnitt (12) und einer schwächeren Geh-

rung (3), die einen geradlinigen vertikalen Abschnitt (10) mit einem geneigten oberen Abschnitt (22) verbindet.

Die Enden der durch Gießen hergestellten und durch Textillagen verstärkten Abschnitte (12), (22) und (10) sind entkleidet, d.h. von einem Teil der Verkleidungen befreit und in den Formen mit den noch nicht vulkanisierten elastomeren Schichten verbunden, die sich als notwendig erweisen. Auf diese Weise können die nicht abwickelbaren Formen rekonstruiert werden einerseits durch schwächere Gehrungen (S) und andererseits durch obere Ecken (A), die von zwei Gehrungsverbindungen in der Größenordnung von 35 bis 40 Grad gebildet werden, die durch einen kurzen geraden Abschnitt (24) getrennt sind.

Mittels einer einstellbaren Länge, die die Länge des besagten geraden Abschnittes (24) darstellt, können die Verbindungsformen, die unteren Ecken (B) zwischen geradlinigen vertikalen Abschnitten (10) und geneigten unteren Abschnitten (14) in gleichen Formen wie die oberen Ecken (A) ausgebildet werden. In gleicher Weise werden die schwächeren Gehrungen (S) zwischen den geneigten unteren Abschnitten (14) und den horizontalen Abschnitten (13) ausgeführt. Bei einer nicht gezeigten Abwandlung mit geringfügig abweichender Geometrie sind die unteren Ecken (B) durch eine einzige Gehrungsverbindung ausgeführt.

Diese unterschiedlichen Anordnungen bilden eine leichter verformbare Zone ohne Textilverstärkung, die eine Verformung der Ecken ermöglichen, die gleichwohl durch die Stetigkeit der Überdicken (23) gegen jegliche Knickgefahr versteift sind. Fig. 6b verdeutlicht in einem rechtwinkligen Schnitt durch einen beliebigen geraden Abschnitt die Ausbildung des die Überdicke (23) bildenden Scheitels der Wellen, deren Elastizitätsmodul größer sein kann als derjenige der Wandbaugruppe und der sich bis zu jedem Gehrungsschnitt im Inneren der Verbindungsformen erstreckt.

Das Herstellungsverfahren einer erfindungsgemäßen selbsttragenden Membran umfaßt die Herstellung der geradlinigen vertikalen Abschnitte (10) und der geradlinigen horizontalen Abchnitte (12) und/oder (13) und der verschiedenen geneigten Abschnitte (14) und (22) mit Gehrungsschnitt. Diese Herstellung erfolgt durch Ausformen eines Rohrlings in einer Vulkanisationspresse, der von übereinander angeordneten Lagen einer elastomeren Mischung gebildet ist, die mit Textilkabeln verstärkt sein können oder nicht.

Die Dicke wird durch die zusätzlichen Lagen verändert, die über die gesamte Länge der tiefsten Welle (9) und der flachsten Welle (19) neben den Befestigungswülsten (20) und (21) verlaufen, die ihrerseits durch Umfalten der Textilkabel verstärkt sind. Die den äußeren Scheitel jeder Welle versteifende Überdicke (23) wird verwirklicht, indem nach dem Blankbeizen der Oberfläche ein Profil aufgelegt wird, das aus einem Elestomer geeigneter Zusammensetzung extrudiert ist, dessen Modul durch Hinzufügung von Verstärkungszuschlägen oder kurzen Fasern größer sein kann als derjenige der durchgehenden Verkleidung.

Bei der abgewandelten elastomeren Zusammensetzung, die kurze Fasern enthält, ermöglicht eine vorzugsweise durch Extrusion bewirkte Orientierung die Schaffung einer Anisotropie die die Höhe des Längsmoduls des besagten Profils begünstigt. Zu dem gleichen Zweck kann beim Auflegen des Profils ein Gewebe zwischengefügt werden.

Zur Verstärkung der Verbindungsstelle wird der von den Textilkabeln befreite Bereich mit noch nicht vulkanisierten erforderlichen elastomeren Verkleidungslagen bedeckt und in Formen angeordnet. Die Aufeinanderfolge dieser Verkleidungsvorgänge ermöglicht es, die Ungenauigkeiten des Gesamtumrisses am Abschluß des die einstückige selbsttragende Membran bildenden Rings zu korrigieren. Dieser kann daher als einzelne Baugruppe geliefert werden, die ausreichend weich ist, damit sie für den Transport zum Montageort in Form einer Acht gedreht werden kann.

Die erfindungsgemäße selbsttragende Membran hat außer ihrer einstückigen und im wesentlichen selbsttragenden Eigenschaft folgende Vorteile:

- eine überlegene Abdichtung, die für Geräusche und Luftströmung vollständig ist;

- eine wirksame Schalldämpfung und einen Widerstand gegen Druckunterschiede, wenn sich die Züge mit großer Geschwindigkeit begegnen, infolge der Dicke ihrer Masse;

- eine modulierte Steifigkeit, um eine homogene Verformbarkeit jeder Welle in Längserstreckung und die größtmögliche Verkürzung des Zwischenraums zwischen Fahrzeugen im Betrieb zu erzielen;

- geringe Anforderungen an den Raumbedarf zwischen dem äußeren Lichtraumprofil der Wände und dem freizuhaltenden inneren Durchgang;

- erleichterte Herstellung durch aufeinanderfolgendes Verlegen mit geradlinigen Gegenplatten, die mit der selbsttragenden Membran verschraubt oder vernietet sind, auf einem Befestigungsflansch oder einem Verbindungsflansch;

- eine wirtschaftliche Montage dank der Möglichkeit, die Flanschverbindung vor dem Anbringen in Fahrzeugen in der Werkstatt vorzubereiten.


Anspruch[de]
Übersetzung der Patentansprüche:

1. Selbsttragende, einstückige, elastisch verformbare Membran (3), die einen Verbindunsgang zwischen aufeinanderfolgenden Schienen- oder Straßenfahrzeugen dichtend schützt, bestehend aus einer mit Textilseilen örtlich verstärkten elastomeren Mischung, die in aufeinanderfolgende Wellen verformt ist, die davon geradlinige Abschnitte mit wellenförmigem Querschnitt bilden, die sich um den gesamten Umfang des zu schützenden Verbindungsganges erstrecken, wobei der Scheitel jeder Welle, der mit der Außenseite der besagten selbsttragenden Membran (3) fluchtet, eine Dicke hat, die im Vergleich zu der im wesentlichen konstanten Dicke der zwischenliegenden Wellen beträchtlich vergrößert ist durch Hinzufügen eines Profils einer elastomeren Mischung, das eine Überdicke (23) bewirkt, dadurch gekennzeichnet,

daß die Tiefe der Wellen von einem Ende zum anderen zunimmt, wobei jedes Ende auf einer zu dem Fahrzeug (2) gehörenden Ebene (P) mit einem Verbindungsflansch (5) oder einem Befestigungsflansch < 4) versehen ist,

daß ihre längs der zwischenliegenden Wellen im wesentlichen konstante Dicke längs der Welle (19) mit der geringsten Tiefe und längs der Welle (9) mit der größten Tiefe vergrößert ist, und

daß die geradlinigen Abschnitte der besagten selbsttragenden Membran (3) einerseits miteinander durch Gehrungsverbindungen und andererseits an den oberen Ecken (A) und ggf. an den unteren Ecken (B) durch Gehrungsverbindungen verbunden sind, die durch kurze gerade Abschnitte (24) getrennt sind.

2. Selbsttragende, elastisch verformbare Membran (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamthöhe (b) der Welle (19) mit der geringsten Tiefe das 0,65-fache der Gesamthöhe (a) der Welle (9) mit der größten Tiefe beträgt.

3. Selbsttragende, elastisch verformbare Membran (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme der Tiefe der aufeinanderfolgenden Wellen nach einer linearen Funktion ihrer Rangfolge erfolgt.

4. Selbsttragende, elastisch verformbare Membran (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme der Tiefe der aufeinanderfolgenden Wellen nach einer nicht linearen, stetigen oder unstetigen Funktion erfolgt, die es für die ersten unter ihnen ermöglicht, die Berührung des Verbindungsflansches (5) auszusparen.

5. Selbsttragende, elastisch verformbare Membran (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen konstante Dicke der zwischenliegenden Wellen 8 mm beträgt für einen Membranabschnitt mit einer Höhe von mehr als 5 m und einer Breite von mehr als 4 m, der zur Ausrüstung von Pendelzügen für den Transport von Fahrzeugen in einem oder in zwei Stockwerken bestimmt ist.

6. Selbsttragende, elastisch verformbare Membran (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung der Wände von einer elastomeren Mischung gebildet ist, die in ihrem Molekül Chlor- oder Bromatome aufweist und mit Verstärkungszuschlägen versehen ist, die ihr eine gute Feuerfestigkeit verleihen.

7. Selbsttragende, elastisch verformbare Membran (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den äußeren Scheitel jeder Welle versteifende Überdicke (23) eine von der im wesentlichen konstanten Dicke geringfügig abweichende Dicke und einen Elastizitätsmodul aufweist, der größer ist als derjenige der elastomeren Mischung der Verkleidung der Wand.

8. Selbsttragende, elastisch verformbare Membran (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdicke (23) aus einer anisotropen elastomeren Mischung besteht, die durch kurze Fasern verstärkt ist, die vorzugsweise in Längsrichtung des diese Überdicke (23) bildenden Profils orientiert sind.

9. Selbsttragende, elastisch verformbare Membran (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der geradlinigen horizontalen Abschnitte (12 und 13) und der geradlinigen vertikalen Abschnitte (10) mit den oberen Ecken (A) und ggf. mit den unteren Ecken (B) Ablenkwinkel von 35º bis 40º aufweisen.

10. Selbsttragende, elastisch verformbare Membran (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sohle der Welle (19) mit der geringsten Tiefe an dem Verbindungsflansch (5) befestigt wird, bevor die Sohle der Welle (9) mit der größten Tiefe mit dem Befestigungsflansch (4) vereinigt wird.

11. Selbsttragende, elastisch verformbare Membran (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie verschiedene mechanische Anschlußbeschläge umf aßt, wie Gegenplatten (15 und 16).







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