EP0653993B1 - Gummielastische membran - Google Patents

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EP0653993B1
EP0653993B1 EP94915010A EP94915010A EP0653993B1 EP 0653993 B1 EP0653993 B1 EP 0653993B1 EP 94915010 A EP94915010 A EP 94915010A EP 94915010 A EP94915010 A EP 94915010A EP 0653993 B1 EP0653993 B1 EP 0653993B1
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EP
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membrane
membrane according
bellows
outward protuberances
elastic
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EP94915010A
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Gerald Luck
Thomas Schlusemann
Hans Hermann Engelhardt
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Huebner Gummi und Kunststoff GmbH
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Huebner Gummi und Kunststoff GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/20—Communication passages between coaches; Adaptation of coach ends therefor
    • B61D17/22—Communication passages between coaches; Adaptation of coach ends therefor flexible, e.g. bellows

Definitions

  • the present invention relates to a rubber-elastic membrane.
  • Such membranes are used in particular for the air and weather-protected connection of ends of rail vehicles.
  • the prior art includes rubber-elastic walls, e.g. Partitions between two wagons of rail vehicles. They are intended to form a seal against weather, smoke and dust. These walls comprise an externally visible lamella made of highly elastic material, for example highly elastic rubber. On the inside of this slat, a corrugated fabric, which is embedded in plastic material, such as rubber or similar material, is attached to the slat.
  • the outer lamella When moving one another, for example in curves, of the car ends equipped with a connection transition made of this material, the outer lamella is stretched due to its elastic property, the inner layer also being pulled out and the folds or waves being flattened until the inner one Layer is in its stretched final state, so that the pulling out of the wall is finished.
  • a second wall construction of this type lies on the inside opposite the former, the surface facing inwards again being designed as a flat, sheet-shaped surface, while the folds or corrugated layer is fastened in the manner described.
  • This elastic partition wall will absorb the stresses occurring in the longitudinal direction of the train, especially in curves, due to an increase in the distance between the outer parts of the wagon with considerable elastic deformation. However, it is also a deformation in any other direction, e.g. not possible in height and / or side, because the selected inner surface with fabric insert does not allow this due to its structure and shape.
  • An annular connection of two vehicles in the form of a flexible envelope has also become known. It consists of two parts, one of which is connected to one of the ends of the vehicle.
  • the two-part casing is provided with cross shafts, which serve to compensate for changes in the distance between the two car ends in the direction of travel.
  • This transverse corrugation however, only permits insufficient spatial changes in the position of the two car ends relative to one another.
  • This possibility of adapting the shape in the event of a spatial relative change in the position of the ends of the wagons is above all a requirement if the two ends of the wagons are relatively close to one another or if the space has a small width.
  • the present invention aims to provide a rubber-elastic membrane which extends in all three directions, i.e. spatially, in the respective necessary sense, can be deformed essentially stress-free.
  • Such a rubber-elastic membrane is characterized by the features of the characterizing part of claim 1.
  • the features contained in the subclaims relate to special embodiments of the subject matter of claim 1.
  • FIG. 1 shows two rail vehicle ends 1 which are connected to one another by a connecting bellows 3.
  • This bellows has two corrugated side surfaces 4 in the direction of travel, as well as a humped floor surface 6 and a cover surface 7 of this type.
  • the upper vehicle edges are designated 9 and 10 and their respective displacements correspond to the displacements of the two rail vehicle ends 1, as seen from above and from the side.
  • the humped bottom surface 6 and the likewise humped top surface 7 can be changed in the three directions essentially stress-free and therefore, regardless of the mutual position of the ends 1, their movements can be carried out practically with minimal stress. Not only is their lifespan extended accordingly, but the risk of sudden tearing, even with sudden changes, is extremely low.
  • Fig. 2 shows an embodiment of a rubber-elastic membrane with bumps 15, which are arranged in longitudinal bump rows 16 and transverse bump rows 17. In between are longitudinal valleys 19 and transverse valleys 20.
  • This membrane is also three-dimensionally deformable, this being done practically stress-free to the extent required.
  • These membranes are made of appropriate rubber qualities, which, however, allow the necessary deformation options and therefore the material properties and the shape of the humps must be selected accordingly.
  • the rows of longitudinal or transverse bumps can also be arranged offset to one another.
  • the humps 25 have a round cross section. They are separated from one another by valleys 26. These valleys 26 and 27 meet at intersections 28.
  • the bumps arranged in rows are at right angles to one another and are symmetrical. It is of course possible to provide the angles of the rows differently, as can be seen, for example, from FIG. 6 with its kite rectangles 30.
  • the section in FIG. 7 shows that the humps and the valleys are designed as pyramids 34 and valley levels 32. While FIG.
  • FIG. 6 has dragon quadrilaterals 30 when viewed from above, other figures such as rhombuses, rhomboids, quadrangles, polygons, squares or rectangles can also be selected.
  • FIG. 8 shows a top view of a rubber-elastic membrane with different bumps, namely kite quadrilaterals 36 and oval bumps 37. It is also possible to design such rubber-elastic membranes differently in different directions with regard to deformation properties, which is not only due to the changing properties Material thickness, but also by appropriate arrangement of humps and valleys and their shapes is achieved.
  • Fig. 9 shows an example of application of such rubber-elastic membranes, such as are used for railcart transitions, the bellows-shaped transition shown here has 40 side parts with corrugated side surfaces 4 and a humped bottom surface 6 and a humped top surface 7, as these are explained with reference to the other figures .
  • This version of guumi-elastic membranes is extremely important, in particular for the production of transitions between two ends of the inner vehicle with a small mutual distance, since large deformations must be survived without damage, particularly in the case of transverse displacements.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine gummielastische Membran.
  • Derartige Membranen werden insbesondere zum luft- und wettergeschützten Verbinden von Enden von Schienenfahrzeugen verwendet.
  • Zum Stande der Technik gehören gummielastische Wände, z.B. Zwischenwände zwischen zwei Wagen von Schienenfahrzeugen. Sie sollen einen Abschluss gegen Wetter, Rauch und Staub bilden. Diese Wände umfassen eine aussen sichtbare Lamelle aus hochelastischem Material, beispielsweise hochelastischem Gummi. Auf der Innenseite dieser Lamelle ist ein gewelltes Gewebe, welches in plastischem Material, wie Gummi oder ähnlichem Material, eingebettet ist, an der Lamelle befestigt.
  • Beim gegenseitigen Verschieben, beispielsweise in Kurven, der mit einem aus diesem Material bestehenden Verbindungsübergang ausgerüsteten Wagenenden, wird die äussere Lamelle aufgrund ihrer elastischen Eigenschaft gestreckt, wobei die innere Schicht ebenfalls ausgezogen und die Falten bzw. Wellen so lange verflacht werden, bis auch die innere Schicht sich in ihrem gestreckten Endzustand befindet, so dass das Ausziehen der Wand beendet ist.
  • Eine zweite derartige Wandkonstruktion liegt auf der Innenseite der ersteren gegenüber, wobei die ins Innere weisende Fläche wieder als ebene blattförmige Fläche ausgebildet ist, während die Falten bzw. Wellenschicht auf diese beschriebene Art und Weise befestigt ist.
  • Diese elastische Zwischenwand wird die in Längsrichtung des Zuges, speziell in Kurven, auftretenden Spannungen infolge Abstandsvergrösserung der kurvenäusseren Wagenteile unter erheblicher elastischer Deformation aufnehmen. Es ist jedoch eine ebensolche Deformation in irgend einer anderen Richtung, z.B. in der Höhe und/oder der Seite nicht möglich, da die gewählte Innenfläche mit Gewebeeinlage infolge ihres Aufbaus und ihrer Form dies nicht zulässt. (US-A 2 578 140)
  • Es ist auch eine ringförmige Verbindung von zwei Fahrzeugen in Form einer biegsamen Umhüllung bekannt geworden. Sie besteht aus zwei Teilen, von denen jeweils je einer mit einem der Fahrzeugenden verbunden ist. Die zweiteilige Umhüllung ist mit Querwellen versehen, welche dazu dienen, Abstandsänderung der zwei Wagenenden in Fahrtrichtung zu kompensieren. Diese Querwellung erlaubt indessen räumliche Lageveränderungen der beiden Wagenenden relativ zueinander nur in ungenügendem Masse. Diese Möglichkeit der Formanpassung bei einer räumlichen relativen Lageänderung der Wagenenden ist dann vor allem ein Erfordernis, wenn die beiden Wagenenden relativ nahe beieinanderliegen bzw. der Zwischenraum eine geringe Breite aufweist. (DE-A 35 41 367)
  • Die heute bekannten derartigen gummielastischen Membranen weisen die Unvollkommenheit auf, dass sie nicht in allen drei Dimensionen im wesentlichen spannungs-, speziell zugspannungsfrei sind und daher gewisse Erfordernisse nicht erfüllen können.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer gummielastischen Membran, welche in allen drei Richtungen, d.h. räumlich, im jeweils nötigen Sinne im wesentlichen spannungsfrei deformiert werden kann.
  • Eine derartige gummielastische Membran zeichnet sich durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aus. Die in den Unteransprüchen beinhaltenen Merkmale betreffen besondere Ausführungen des Gegenstandes des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung wird anschliessend anhand einer Zeichnung erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1a) bis 1h)
    in schematischer Darstellung die Enden zweier Schie-nenfahrzeugkasten, zwischen denen ein gummielastischer Membranbalg angeordnet ist,
    • a) in perspektivischer Darstellung,
    • b) - h) mit verschobenen Wagenenden, in Aufsicht und in Seitenansicht.
    Fig. 2
    eine perspektivische Darstellung einer Ausführung einer gummielastischen Membran im Ausschnitt,
    Fig. 3
    eine Aufsicht auf eine gummielastische Membran mit im Schnitt kreisrunden Erhöhungen,
    Fig 4
    einen Schnitt gemäss den beiden Schnittlinien IV - IV der Fig. 3,
    Fig. 5
    einen Schnitt gemäss Schnittlinie V - V der Fig. 3,
    Fig. 6
    eine Aufsicht auf eine anders gemusterte gummielastische Membran,
    Fig. 7
    einen schnitt gemäss Schnittlinie VII - VII der Fig. 6,
    Fig. 8
    eine Aufsicht auf eine gummielastische Membran mit unterschiedlich geformten Erhöhungen,
    Fig. 9
    eine perspektivische Darstellung eines gummielastischen Membranbalges zum Einbau zwischen zwei Innenfahrzeugenden.
  • In Fig. 1 sind zwei Schienenfahrzeugenden 1 ersichtlich, welche durch einen Verbindungsbalg 3 miteinander verbunden sind. Dieser Balg weist zwei in Fahrtrichtung gewellte Seitenflächen 4 auf sowie eine gehöckerte Bodenfläche 6 und eine ebensolche Deckfläche 7. Die Fahrzeugoberkanten sind mit 9 und 10 bezeichnet und deren jeweilige Verschiebungen entsprechen den Verschiebungen der beiden Schienenfahrzeugenden 1, in Aufsicht und in Seitenansicht angegeben.
  • Aus dieser Darstellung geht hervor, dass die gehöckerte Bodenfläche 6 und die ebenso gehöckerte Deckfläche 7 in den drei Richtungen im wesentlichen spannungsfrei formveränderbar sind und damit, ungeachtet der gegenseitigen Lage der Enden 1, deren Bewegungen praktisch mit geringsten Beanspruchungen erfolgen können. Damit ist nicht nur deren Lebensdauer entsprechend verlängert, sondern die Gefahr eines plötzlichen Reissens, auch bei schlagartigen Veränderungen, äusserst gering.
  • Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer gummielastischen Membran mit Höckern 15, welche in Längshöckerreihen 16 und Querhöckerreihen 17 angeordnet sind. Dazwischen liegen Längstäler 19 und Quertäler 20. Auch diese Membran ist dreidimensional deformierbar, wobei dies im benötigen Mass praktisch spannungsfrei erfolgt. Diese Membranen sind aus entsprechenden Gummigualitäten, welche jedoch die nötigen Deformationsmöglichkeiten zulassen und daher die Materialeigenschaften und die Form der Höcker entsprechend gewählt werden müssen. Die Längs- bzw. Querhöckerreihen können auch versetzt zueinander angeordnet sein.
  • Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Möglichkeit der Ausbildung einer gummielastischen Membran in Aufsicht und im Schnitt. Die Höcker 25 weisen Rundquerschnitt auf. Sie sind durch Täler 26 voneinander getrennt. Diese Täler 26 und 27 treffen sich in Kreuzungen 28. Die in Reihen angeordneten Höcker stehen rechtwinklig zueinander und sind symmetrisch. Es ist natürlich möglich, die Winkel der Reihen anders vorzusehen, wie dies beispielsweise die Fig. 6 mit ihren Drachenvierecken 30 erkennen lässt. Aus dem Schnitt in Fig. 7 geht hervor, dass die Höcker und die Täler als Pyramiden 34 und Talebenen 32 ausgebildet sind. Während Fig. 6 in Aufsicht Drachenvierecke 30 aufweist, können auch andere Figuren, wie Rhomben, Rhomboide, Vierecke, Vielecke, Quadrate oder Rechtecke gewählt werden. In diesem Sinne zeigt Fig. 8 eine Aufsicht auf eine gummielastische Membran mit unterschiedlichen Höckern, nämlich Drachenvierecken 36 und Ovalhöckern 37. Es ist auch möglich, entsprechend dem Anwendungsbereich solche gummielastische Membranen in unterschiedlichen Richtungen bezüglich Deformationseigenschaften unterschiedlich zu gestalten, was nicht nur durch die ändernde Materialdicke, sondern auch durch entsprechende Anordnung von Höckern und Tälern und deren Formen erreicht wird.
  • Fig. 9 zeigt ein Anwendungsbeispiel von derartigen gummielastischen Membranen, wie sie für Eisenhahnwagenübergänge verwendet werden, wobei der hier dargestellte balgförmige Uebergang 40 Seitenteile mit gewellten Seitenflächen 4 aufweist sowie eine gehöckerte Bodenfläche 6 und eine gehöckerte Deckfläche 7, wie diese anhand der übrigen Figuren erläutert sind.
  • Diese Ausführung guumielastischer Membranen ist insbesondere zur Herstellung von Uebergängen zwischen zwei Innenfahrzeugenden mit geringem gegenseitigem Abstand äusserst wichtig, da insbesondere bei Querverschiebungen grosse Deformationen schadlos überstanden werden müssen.

Claims (13)

  1. Gummielastische Membran, dadurch gekennzeichnet, dass sie als flächiges Gebilde konzipiert ist und Ausbeulungen (15) aufweist, das Ganze zum Zwecke, eine praktisch spannungs-, speziell zugspannungsfreie Deformation gleichzeitig in allen drei Dimensionen zu ermöglichen.
  2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke in den Ausbeulungen (15) annähernd konstant ist.
  3. Membran nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran mit Ausbeulungen (15) regelmässig gemustert ist.
  4. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbeulungen (15) viereckige, vieleckige, quadratische, rechteckige, rhombische oder drachenviereckige Umrisse aufweisen und Vertiefungen bandförmig die Umrisse begrenzen.
  5. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran mit Ausbeulungen (15) unregelmässig gemustert ist.
  6. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke in den Ausbeulungen (15) ungleichmässig ist.
  7. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbeulungen im Querschnitt kreisrund, oval oder elliptisch sind.
  8. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte in zwei zueinander rechtwinkligen Schnittebenen gleich sind.
  9. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbeulungen (15) reihenartig angeordnet und zusammenhängende tälerbildende Vertiefungen (19, 20) diese Ausbeulungen (15) einfassen.
  10. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen der Ausbeulungen (15) entweder einersseits parallel oder anderseits versetzt zueinander sind und andererseits mit anderen, ebenfalls parallelen Reihen einen Winkel, z.B. einen rechten Winkel, bilden.
  11. Gummielastischer Membranbalg, insbesondere zum luft- und wettergeschützten Verbinden zweier Enden von Schienenfahrzeugen, dadurch gekenzeichnet, dass dieser Membranbalg zumindest teilweise aus einer gummielastischen Membran gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10 besteht.
  12. Membranbalg nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (6) und der Deckteil (7) aus einer gummielastischen Membran bestehen und die beiden Seitenteile (4) aus gummielastischen Membranen bestehen, welche in Fahrtrichtungen gewellt sind, um Abstandsänderungen der verbundenen Wagenenden in Fahrtrichtung praktisch spannungsfrei aufzunehmen.
  13. Membranbalg nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale schadlose Deformation des Membranbalges in der Hauptbeanspruchungsrichtung, insbesondere in Fahrtrichtung oder Durchgangsrichtung, des Balges liegt.
EP94915010A 1993-06-17 1994-05-24 Gummielastische membran Revoked EP0653993B1 (de)

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CH180693 1993-06-17
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EP0653993A1 EP0653993A1 (de) 1995-05-24
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AU (1) AU678828B2 (de)
CA (1) CA2142595A1 (de)
DE (1) DE59404889D1 (de)
ES (1) ES2112540T3 (de)
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