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Federanordnung zur Aufnahme von an Schienenfahrzeugen eingeleiteten Längskräften
Die Erfindung bezieht sich auf eine Federanordnung zur Aufnahme von an Schienenfahrzeugen eingeleiteten Längskräften mit zwei aus Stapeln von Gummischeiben und dazwischenliegenden Metallscheiben bestehenden Federeinheiten.
Solche Einrichtungen sind bekannt. Entweder sind die Gummischeiben beidseitig an zentrale Trennscheiben anvulkanisiert oder nur an einer Seite anvulkanisiert und liegen an der andern Seite lose an den Trennplatten an. Bei allen bekannten Einrichtungen sind jeweils beide Federpakete gleichartig aufgebaut.
Gummischeiben, die ohne Flächenhaftung an den Metallscheiben anliegen bzw. mit diesen lediglich durch Feder-und Nuteingriff zentriert sind, ergeben Federn mit hoher Dämpfung.
Dem bei Dämpfungsvorrichtungen begrüssenswerten Verbrauch an Stossenergie steht die durch die Dämpfung bedingte Trägheit bei der darauffolgenden Entspannung der Feder entgegen. Bei rascher Aufeinanderfolge von stossartigen Belastungen kann eine Federung mit hoher Dämpfung diesem Rhythmus nicht folgen, wobei zwischen Feder und Stempel ein Spielraum entsteht, der ein stossartiges Arbeiten der Federung verursacht.
Um diese Nachteile zu verhindern, wurden bereits Federungen verwendet, bei welchen Federeinheiten mit hoher Dämpfung und dämpfungsfreie Federeinheiten kombiniert enthalten sind. In diesem Zusammenhang wurden vielfach Schraubenfedern, Evolutfedern und Ringfedern in Serien-oder paralleler Anordnung verwendet.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die gewünschte Differenzierung der Federn durch hohe bzw. geringe Reibung auch bei Verwendung lediglich von Gummi-Metallpaketen erreichbar ist. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass in der einen Federeinheit die an Metallscheiben grenzenden Flächen der Gummischeiben mit den Metallscheiben in bekannter Weise fest verbunden (anvulkanisiert) sind und dass in der andern Federeinheit zur Erhöhung der Federdämpfung die Gummischeiben in bekannter Weise lose und reibend an den Metallscheiben liegen.
Bei beidseits vulkanisierten Federn wird nur eine innere Reibung und bei Federn, die einseitig vulkanisiert sind, eine äussere und innere Reibung erreicht. Die Bedeutung der äusseren Reibung im Verhältnis zur inneren Reibung lässt sich dabei fast beliebig steigern, wenn man neben der Wahl eines Gummis mit einem geringen Verlustfaktor und einem hohen Reibwert Scheiben mit grosser Breite und geringer Höhe verwendet. Das Verhältnis zwischen Breite und Höhe lässt sich einfach vergrössern, wenn mehrere Zwischenscheiben eingelegt werden ; dabei bleibt das Gummivolumen erhalten, und die Höhe der gesamten Federeinrichtung nimmt nur geringfügig, nämlich um die Höhe der zusätzlich eingelegten Zwischenscheiben, zu.
Wenn die Federanordnung unter Vorspannung aufgebracht wird, ist die Andrückkraft und damit auch die äussere Reibung von Beginn an höher, wogegen die innere Reibung im wesentlichen von der Verformung abhängt ; das Verhältnis zwischen innerer und äusserer Reibung wird damit nicht kleiner.
In den Zeichnungen sind zwei grundsätzliche Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt, wobei in der ersten Ausführungsform nach Fig. l beide
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Federeinheit mit --6-- bezeichnet, wobei die Gummischeiben bei beiden Federeinheiten durch zwischengelegte Metallscheiben --7-- getrennt sind.
Abgesehen von der Grössenbemessung der einzelnen Gummischeiben und dem gewählten Material unterscheiden sich die beiden Federeinheiten hauptsächlich'dadurch, dass die Gummischeiben-5--
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Vulkanisieren, Kleben od. dgl. fest verbunden sind. In der dargestellten Ausführungsform ist an jeder Seitenfläche der Metallscheibe eine Gummischeibe --6-- unter Flächenhaftung befestigt, wobei die benachbarten Gummischeiben lose aneinander liegen.
Der Vollständigkeit halber sind als Zentriermittel bei der Federeinheit mit hoher Dämpfung an
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Ende der Stangenschulter ist der Federteller --10-- bei eingeleiteten Druckkräften kuppelbar. Mit dem Federteller --10-- ist eine Hülse--14--verbunden, deren Länge so bemessen ist, dass der
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Zug-und Stossstange--4--ergibt--15-- verbraucht, dann erfolgt bei Aufnahme stärkerer Druckstösse die Kraftüberleitung unmittelbar von der Hülse-14-über den Federteller auf die Gummischeiben-5--.
Nach Aufhören der eingeleiteten Belastungen kann sich die dämpfungsarme Federeinheit ohne Verzögerung entspannen, weil bei dieser die Rückkehr in die Ausgangsform der Gummischeiben - nicht durch Gleitreibung behindert wird. Da sich die aneinanderstossenden Gummischeiben --6-- in gleicher Weise elastisch rückverformen, ist an ihrer gemeinsamen Berührungsfläche Reibung vermieden. Beim Fahren im Zugsverband auftretende wechselnde Beanspruchungen von durchschnittlicher Grösse können demnach von der dämpfungsarmen Federeinheit ohne Spiel aufgenommen werden.
Zur Begrenzung der Federwege können auch andere Anschlagteile verwendet werden. So kann beispielsweise die Hülse --14-- nicht an die Bohrung, sondern am Aussenrand des Federtellers --10-- angesetzt werden. Der Verschiebungsweg des Federtellers--11-- (Fig. l) bei Druckkräften kann auch durch einen von der Innenfläche des Gehäuses--l-abstehenden Anschlag begrenzt werden.
Bei Verwendung einer Ringfeder als Federeinheit mit hoher Dämpfung muss der die Ringfeder aufnehmende Gehäuseraum gegen das Metall-Gummischeibenpaket öldicht abgeschlossen sein.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung als Puffer. Die auf der
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Pufferhülse-26-bildetGrundplatte--27--bzw. am Federteller --29-- und die einander zugewandten Enden am gemeinsamen Federteller --30-- ab. Im dargestellten Ausführungsfalle befindet sich die Federeinheit mit hoher Dämpfung an vorderer Stelle hinter dem Pufferteller, wobei zur Begrenzung des Federweges der dämpfungsarmen Federeinheit in bekannter Weise an der Grundplatte --27-- und am Federteller - 30-zusammenwirkende Anschlagdorne-31 und 32-vorgesehen sind.
Die beiden Federeinheiten können aber auch in umgekehrter Reihenfolge eingesetzt sein, in welchem Falle die Anschlagdorne am Pufferteller-29-bzw. an der andern Seite des Federtellers --30-- angeordnet sind.
Beim Puffer übernimmt die dämpfungsarme Federeinheit die im normalen Beanspruchungsbereich auftretenden Druckkräfte, wobei die genannte Federeinheit aufeinanderfolgenden Beanspruchungen spielfrei zu folgen vermag.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Federanordnung zur Aufnahme von an Schienenfahrzeugen eingeleiteten Längskräften mit zwei aus Stapeln von Gummischeiben und dazwischenliegenden Metallscheiben bestehenden Federeinheiten,
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grenzenden Flächen der Gummischeiben (6) mit den Metallscheiben (7) in bekannter Weise fest verbunden (anvulkanisiert) sind und dass in der andern Federeinheit zur Erhöhung der Federdämpfung die Gummischeiben (5) in bekannter Weise lose und reibend an den Metallscheiben (7) liegen.