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Stossvorrichtung, insbesondere für Schienenfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stossvorrichtung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei welcher den äusseren, elastisch arbeitenden Puffern je eine auswechselbare Deformationseinrichtung nachgeschaltet ist, die rohrförmige, metallische Deformationsglieder aufweist, welche unter dem Druck anormal starker Stösse plastisch verformbar sind.
Bei einer bekannten, nach diesem Prinzip arbeitenden Stossvorrichtung sind die Zerstörungs- bzw.
Deformationsglieder sowohl im Hauptpuffer selbst als auch in Nachschaltung zum Hauptpuffer vorgesehen.
Dabei ist das erste Deformationsglied um den Pufferstössel zwischen dem Pufferteller und der Pufferhülse angeordnet, wobei im unbelasteten Zustand des Puffers zwischen dem hinteren Ende des Defor- mationsgliedes und dem vorderen Ende der Pufferhülse ein Zwischenraum besteht, so dass das Deformationsglied beim Auftreten von Stössen erst nach einem bestimmten Weg, während dem nur die Pufferfeder den Stoss aufnimmt, an der Pufferhülse anliegt. Das zweite Deformationsglied befindet sich hinter dem Hauptpuffer im anschliessenden Stossbalken des Fahrzeuges.
Damit beim Auftreten eines überstarken Stosses auch diese zweite Schutzhülse eingestaucht werden kann, ist beim Hauptpuffer die sonst gebräuchliche feste mit dem Stossbalken fest verbundene Grundplatte weggelassen und durch einen gegenüber dem Stossbalken verschiebbaren Federteller ersetzt, gegen den sich die Pufferfeder und nach der Verformung des ersten Deformationsgliedes auch der die Feder umgebende Pufferstössel abstützt. Dieser Federteller wird beim Auftreten eines übermässigen Stosses vom Pufferstössel durch den vorderen Teil des Stossbalkens hindurchgedrückt und deformiert das im Inneren des Stossbalkens angeordnete zweite Deformationsglied. Bei diesem Vorgang wird der Pufferstössel weiterhin in der Pufferhülse geführt. Es bewegt sich also der HauptPufferkörper hinsichtlich des Fahrzeugrahmens nicht als Ganzes.
Bei dieser Anordnung besteht-jedoch der Nachteil, dass von der Verwendung eines Standard-Puffers
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de Darstellung von Fig. l, Fig. 3a eine Einzelheit in Naturgrösse, Fig. 4 den Deformationskörper in eingedrücktem Zustand, Fig. 5 ein Betriebsdiagramm als Funktion des Deformationsweges in Abhängigkeit vom Pufferstoss.
Der Fahrzeugrahmen 1 trägt an seinem Kopfstück die Zugstange 2 sowie zwei standardisierte Puffer- vorrichtungen (Hülsenpuffer) 3, je bestehend aus der Grundplatte 4, der Pufferhülse 5, dem Pufferstössel 6 sowie aus der Pufferfeder 7. Dabei wird der auf den Pufferstössel 6 ausgeübte Anfangsfederdruck (Weg so) in üblicher Weise durch einen Anschlagring 8 auf die Pufferhülse 5 übertragen.
Anschliessend an die standardisierten Pufferkörper (Hülsenpuffer) ist je eine Schutzeinrichtung gegen abnormal hohe Pufferstösse in Form eines Deformationskörpers 10 vorgesehen. Dieser besteht aus einem Paket von vier Deformationselementen, die als Rohrstücke 11 mit gebördelten Enden ausgebildet und an ihren Stirnseiten mit Hilfsplatten 12 und 13, gemäss Fig. 3a verschweisst sind.
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Der Kraftablauf eines abnormal hohen Pufferstosses geht deutlich aus dem Arbeitsdiagramm von Fig. 5 hervor. In diesem ist die von einem Puffer ausgeübte Stosskraft P in Abhängigkeit von den Feder- und Deformationswegen sl und s2 dargestellt. In einem zweiten Linienzug ist sodann die aufgespeicherte Energie
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u. zw. in einem Bereiche von beispielsweise etwa 40 und 85 t. Dies erklärt sich durch die Bildung der Rohrfalten 24, die je nach ihrem momentanen Zustand einen mehr oder weniger grossen Widerstand gegen die weitere plastische Verformung der Rohrstücke erzeugen. Dass die durch die plastische Deformation aufzubringende Energie ganz erhebliche Werte annimmt, zeigt ein Vergleich mit der Deformationsarbeit, die durch die vorgängige elastische Zusammendrückung der Pufferfedern 7 aufgebracht wurde. Diese er-
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Bei diesem Vorgang übersteigen die auf den Fahrzeugrahmen übertragenen Stosskräfte in keinem Fall den zulässigen Wert von z. B. 90 bis 100 t. Ausserdem spricht der Deformationskörper nicht an, solange die Pufferstössel unter der elastischen Wirkung der Pufferfedern stehen ; setzt also erst ein, wenn die Puf- ferfedern ganz zusammengedrückt sind und der Pufferstössel bereits auf der Grundplatte aufsitzt. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Schutzeinrichtung unter normalen Arbeitsbedingungen des Fahrbetriebes zum Arbeiten kommt.
In den Fällen, wo eine plastische Deformation der Rohrstücke 11 in mehr oder weniger grossem Umfang eintrat, hat sich also, wie dies aus Fig. 4 zu ersehen ist, die Standard-Puffervorrichtungumden Betrag s2 in den-Nischenkasten hinein verschoben, was ohne besondere Anzeigevorrichtungen vom Bahnpersonal erkennbar ist. Da das Fahrzeug nun auf alle Fälle zum Stillstand gekommen ist, können die Muttern 25 ohne weiteres nachgezogen werden. Zu diesem Zweck sind die Schrauben 19 mit aussergewöhnlich langem Gewindeteil versehen. Die plastisch deformierten Rohrstücke 11 müssen somit nicht an Ort und Stelle des Fahrzeughaltes, sondern erst im Fahrzeugdepot ausgewechselt werden.
Eine solche Arbeit ist nicht sehr umfangreich, da nach dem Entfernen des Hülsenpuffers der aus den Rohren 11 und den Endplatten 13 bestehende Deformationskörper 14 ohne weiteres als ein Ganzes ausgebaut und durch ein neues Stück ersetzt werden kann.
Dank ihrer verhältnismässig geringen Platzbeanspruchung eignet sich die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung auch für den nachträglichen Einbau in vorhandene Fahrzeuge. Es müssen dann in solchen Anwendungsfällen lediglich an den Stirnseiten des Fahrzeugrahmens Nischen für den Einbau von Nischenkasten vorgesehen und diese letzteren mit dem Rahmenverband verschweisst werden. Ferner lässt sich die vorgeschlagene Schutzvorrichtung ohne weiteres auch für Fahrzeuge mit Mittelpufferkupplungen verwenden. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist dasjenige von Prellböcken, wie sie in Bahnanlagen allgemein üblich sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stossvorrichtung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei welcher den äusseren, elastisch arbeitenden Puffern je eine auswechselbare Deformationseinrichtung nachgeschaltet ist, die rohrförmige, metallische Deformationsglieder aufweist, welche unter dem Druck abnormal starker Stösse plastisch verformbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Pufferhülse (5) der äusseren Puffer an einer mit den rohr- förmigenDeformationsgliedern (11) fest verbundenen, in einer Ausnehmung (14-17) des Fahrzeugkopfträgers geführten Stützplatte (23) befestigt und abgestützt ist und dass der Puffer eine Geradführung mittels einer in den Kopfträger hineinragenden Verlängerung (22) besitzt.
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Pushing device, in particular for rail vehicles
The invention relates to a shock device, in particular for rail vehicles, in which the outer, elastically operating buffers are followed by an exchangeable deformation device which has tubular, metallic deformation members which are plastically deformable under the pressure of abnormally strong impacts.
In a known impact device that works according to this principle, the destruction or
Deformation elements are provided both in the main buffer itself and in the downstream connection to the main buffer.
The first deformation member is arranged around the buffer plunger between the buffer plate and the buffer sleeve, with a gap between the rear end of the deformation member and the front end of the buffer sleeve in the unloaded state of the buffer, so that the deformation member only after impacts a certain way, during which only the buffer spring absorbs the shock, rests on the buffer sleeve. The second deformation element is located behind the main buffer in the adjacent bumper of the vehicle.
So that this second protective sleeve can also be plunged in when an excessive impact occurs, the otherwise customary fixed base plate firmly connected to the shock beam has been omitted in the main buffer and replaced by a spring plate that can be moved relative to the shock beam, against which the buffer spring and after deformation of the first deformation element the buffer plunger surrounding the spring is also supported. When an excessive impact occurs, this spring plate is pressed by the buffer plunger through the front part of the shock bar and deforms the second deformation element arranged in the interior of the shock bar. During this process, the buffer plunger continues to be guided in the buffer sleeve. So the main buffer body does not move as a whole with respect to the vehicle frame.
However, this arrangement has the disadvantage that a standard buffer is used
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The representation of Fig. 1, Fig. 3a a detail in natural size, Fig. 4 the deformation body in the pressed-in state, Fig. 5 an operating diagram as a function of the deformation path as a function of the buffer impact.
The vehicle frame 1 carries the drawbar 2 and two standardized buffer devices (sleeve buffers) 3 on its head piece, each consisting of the base plate 4, the buffer sleeve 5, the buffer plunger 6 and the buffer spring 7. The initial spring pressure exerted on the buffer plunger 6 is thereby applied Transferred (see above) to the buffer sleeve 5 in the usual way through a stop ring 8.
Adjacent to the standardized buffer bodies (sleeve buffers), a protective device against abnormally high buffer impacts in the form of a deformation body 10 is provided. This consists of a package of four deformation elements, which are designed as pipe pieces 11 with flanged ends and are welded at their end faces to auxiliary plates 12 and 13, according to FIG. 3a.
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The force sequence of an abnormally high buffer shock can be seen clearly from the work diagram of FIG. This shows the impact force P exerted by a buffer as a function of the spring and deformation paths sl and s2. The stored energy is then in a second line
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u. between about 40 and 85 t, for example. This is explained by the formation of the tube folds 24 which, depending on their current state, generate a greater or lesser resistance to further plastic deformation of the tube sections. A comparison with the deformation work that was applied by the previous elastic compression of the buffer springs 7 shows that the energy to be applied by the plastic deformation assumes very considerable values. This he
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During this process, the impact forces transmitted to the vehicle frame never exceed the permissible value of z. B. 90 to 100 t. In addition, the deformation body does not respond as long as the buffer plungers are under the elastic action of the buffer springs; it does not start until the buffer springs are fully compressed and the buffer plunger is already seated on the base plate. In this way it is avoided that the protective device comes to work under normal working conditions of driving operation.
In those cases where plastic deformation of the pipe sections 11 occurred to a greater or lesser extent, as can be seen from Fig. 4, the standard buffer device has shifted into the niche box by the amount s2, which without special display devices is recognizable by the railway staff. Since the vehicle has now come to a standstill in any case, the nuts 25 can easily be retightened. For this purpose, the screws 19 are provided with an unusually long threaded part. The plastically deformed pipe sections 11 therefore do not have to be replaced on site at the vehicle stop, but rather only in the vehicle depot.
Such work is not very extensive, since after removing the sleeve buffer the deformation body 14 consisting of the tubes 11 and the end plates 13 can easily be dismantled as a whole and replaced by a new piece.
Thanks to its relatively small footprint, the protective device according to the invention is also suitable for retrofitting in existing vehicles. In such applications, niches only have to be provided on the front sides of the vehicle frame for the installation of niche boxes, and these latter have to be welded to the frame structure. Furthermore, the proposed protective device can easily be used for vehicles with central buffer couplings. Another area of application is that of buffer stops, as are common in railway systems.
PATENT CLAIMS:
1. Impact device, in particular for rail vehicles, in which the outer, elastically working buffers are followed by an exchangeable deformation device, which has tubular, metallic deformation members which are plastically deformable under the pressure of abnormally strong impacts, characterized in that the buffer sleeve (5) the outer buffer is fastened and supported on a support plate (23), which is firmly connected to the tubular deformation members (11) and guided in a recess (14-17) of the vehicle head carrier, and that the buffer is guided in a straight line by means of an extension (22 ) owns.