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Zug- und Stossvorrichtung, insbesondere für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zug- und Stossvorrichtung, insbesondere für eine Mittelpufferkupplung von Schienenfahrzeugen, mit einem ersten, bei Zug-und Druckbeanspruchungen und einem zweiten, nur bei Druckbeanspruchungen wirksamen Federsatz, welch letzterer eine Spreizkegel, Reibbacken und eine Reibhülse aufweisende Reibungsdämpfungseinrichtung in Kraftrichtung belastet, wobei die beiden mit ihren einander abgekehrten Enden über Federteller abgestützten Federsätze bei Druckbeanspruchungen hintereinandergeschaltet sind.
Eine derartige Anordnung ermöglicht die ungedämpfte Aufnahme von Zugbeanspruchungen, wogegen bei Druckbeanspruchungen die Reibungsdämpfungseinrichtung zur Wirkung kommt. Durch eine entsprechende Wahl der Kennlinien der Federsätze und der Dämpfungseinrichtung lässt sich dabei ein Abfangen der im allgemeinen geringeren Zugkräfte auf kurzem Weg erzielen, während die gelegentlich stossartigen Druckkräfte über einen gedämpften Weg mit entsprechender Energieverzehrung aufgenommen werden.
Bei einer bekannten Einrichtung der genannten Art sind die beiden Federn direkt hintereinandergeschaltet und die Reibungsdämpfungseinrichtung liegt am freien Ende des nur bei Druckbeanspruchungen wirksamen Federsatzes. Der andere Federsatz wirkt bei Druckbeanspruchungen zunächst im wesentlichen allein, wobei auch die Dämpfungseinrichtung kaum arbeitet, und erst nach einem gewissen Druckhub kommen der nur bei Druckbeanspruchung wirksame Federsatz und die Dämpfungseinrichtung zur Wirkung, wobei gleichzeitig der andere Federsatz unwirksam gemacht wird.
Dadurch ist die Länge des wirkungsvoll gedämpften Druckhubes beschränkt. Insgesamt ergibt sich für dieselbe Arbeitsfähigkeit eine grössere Baulänge, auch sind die bewegten Massen grösser.
Die erfindungsgemässe Zug-und Stossvorrichtung ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise die einander abgekehrten Enden der beiden Federsätze über Federteller an rahmenfesten Anschlägen, bei Zug-und Druckbeanspruchungen der Kupplung in an sich bekannter Weise mittels des mit der Mittelpufferkupplung verbundenen Vorrichtungsschaftes wechselweise von diesen Anschlägen abhebbar, abgestützt sind, und dass einer der beiden zwischen den einander zugekehrten Enden der Federsätze ständig eingespannten Spreizkegel der Reibungsdämpfungseinrichtung sich in der unbelasteten Stellung der Vorrichtung und bei Zugbeanspruchungen in Kraftrichtung gegen einen Anschlag an der Reibhülse abstützt.
Die beiden Spreizkegel der Reibungsdämpfungseinrichtung sind demnach jeweils von einer Federungseinheit belastet. Beim Druckhub wirkt der Unterschied zwischen den beiden Federkräften als dämpfende Reibungskraft zwischen dem Reibbacken und der Reibhülse, beim Zughub wird durch den Anschlag der Reibhülse eine Relativbewegung zwischen dem Reibbacken und der Reibhülse und damit eine Dämpfung unterbunden. Es wird dabei der volle Weg beider Federsätze für den Druckhub ausgenutzt.
Durch entsprechende Wahl der beiden Federkennlinien und des Arbeitsbereiches der Federn sowie der Kegelwinkel der Reibungsdämpfungsreinrichtung kann dabei ein sofortiges oder, wie bei der bekannten Einrichtung, erst nach einem gewissen Hub einsetzendes Arbeiten der Dämpfungseinrichtung erzielt und auch die Zunahme der Reibungskraft mit dem Hub in weiten Grenzen verändert werden.
Es ist an sich bekannt, in einer Zug-und Stossvorrichtung zwei Federsätze vorzusehen, welche
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sich über wechselweise abhebbare Federteller an rahmenfesten Anschlägen abstützen. Es ist hiebei jedoch keine eigene Reibungsdämpfungseinrichtung vorgesehen, sondern der nur beim Druckhub wirksame Federsatz ist mit hoher Dämpfung ausgeführt.
Eine den vorstehenden Merkmalen entsprechend gebaute Vorrichtung kann dem jeweils vorhandenen Einbauraum angepasst werden. Sie kann zur Einleitung der Zugbeanspruchung einen zentralen Schaft oder einen die Federung umgreifenden Bügel aufweisen.
In den Zeichnungen ist die erfindungsgemässe Vorrichtung in den Fig. 1 bis 3 in drei Ausführungsbeispielen in waagrechten Längsschnitten veranschaulicht. Die Fig. 1 und 2 zeigen die Vorrichtung in der unbelasteten Stellung, die Fig. 3 diese nach teilweise erfolgtem Druckhub.
Die strichpunktierten Linien umgrenzen den Einbauraum--l--des Fahrzeugrahmens, in welchem die Anschläge --2-- zur Überleitung der Druckbeanspruchungen und die Anschläge--S-- zur Aufnahme der Zugbeanspruchungen vorgesehen sind. In allen Figuren sind ferner der Kupplungsschaft mit-4-, der Stössel mit --5--, der Gelenkbolzen mit --6--, die beiden Federn mit--9 und 10--, die Spreizkegel der Reibungsdämpfungseinrichtung mit--11--und die Reibbacken derselben mit--12--bezeichnet.
Bei allen dargestellten Ausführungen der Vorrichtung besitzt die Reibhülse --13-- einen einwärtsragenden Ringflansch --14-- als Anschlag zur einseitigen Abstützung einer der Spreizkegel --11-- udn sind die voneinander abgewandten Enden der Federn-9 und 1--- übr federteller --15 und 6-- gegen die Anschläge--3 bzw. 2-abgestützt.
In der Ausführungsform gemäss Fig. l ist die Reibhülse --13-- an die Anschläge --3-angesetzt und mit diesen bzw. mit dem Fahrzeugrahmen starr verbunden. Der Vorrichtungsschaft --7-- ist mit dem Stössel--5--starr verbunden und trägt am Ende einen Kopf--8--, der in der unbelasteten Stellung der Vorrichtung an der Aussenfläche des Federtellers--16--anliegt. Die Spreizkegel --11-- der Dämpfungseinrichtung sind ständig zwischen den als Evolutfedern angedeuteten Fdeern --9- und 10--eingespannt und in der unbelasteten Stellung der Vorrichtung in
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abgestützt.
Werden von der Kupplung Druckbeanspruchungen eingeleitet, so werden beide Federn --9 und 10--, je nach ihrer Dimensionierung und der Auslegung der Reibungsdämpfungseinrichtung sofort oder erst nach einem gewissen Druckhub, zusammengedrückt, wobei die Reibbacken --12-- and die Reibhülse --13-- angedrückt und in dieser axial verschoben werden. Zugbeanspruchungen werden über die Teile--7, 8 und 16--der Feder-9--zugeleitet, die sich über die Spreizkegel --11-am Ringflansch --14-- der Reibhülse --13-- abstützt. Die Feder --10-- wird also bei Zugbeanspruchungen nicht zusätzlich belastet.
In der Bauart der Vorrichtung nach Fig. 2 sind die beiden Federn --9 und 10-- ihrer Lage nach vertauscht. Die Reibhülse --13-- ist mit dem Federteller --16-- fest verbunden und der Kopf - 8 -- des Vorrichtungsschaftes --7-- liegt in der unbelasteten Stellung der Vorrichtung an einem Spreizkegel --11-- an, wogegen der andere Spreizkegel sich am Ringflansch --14-- der Reibhülse - -13-- abstützt.
Bei vom Stössel-5-eingeleiteten Druckbeanspruchungen stützen sich die Federn-9, 10- über den Federteller--16--am Anschlag--2--des Fahrzeugrahmens ab, wobei sich die
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übertragen, die sich über den Federteller --15-- am Anschlag --3-- abstützt. Dabei wird die Reibhülse -13-- durch den Anschlag --14-- mitgenommen ; die Feder --10-- verbleibt in ihrer Vorspannung und wird nicht zusätzlich belastet.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei welcher die Reibhülse-13--mit dem Zugelement der Vorrichtung starr verbunden ist. Als Zugelement ist hier der bekannte, mit dem
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wobei sich der Bügel --17-- und die Reibhülse --13-- in der Druckrichtung der Grösse des Druckhubes entsprechend bewegen. Da sich die Reibbacken --12-- aber nur um den Hub der Feder - 1 0 -- weiterbewegen, entsteht eine Relativverschiebung derselben an der Reibhülse in der Grösse des Hubes der Feder --9--.
Zugbeanspruchungen der Kupplug werden über den Bügel--17--, den
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Ringflansch--14--der Reibhülse und über die Spreizkegel--11--in die Feder--9-- eingeleitet, die sich über den Federteller--15--am Anschlag--3--abstützt. Die äussere Feder --10-- behaalt ihre ursprüngliche Länge und Vorspannung und wird nicht zusätzlich belastet.
In allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung bewirkt der Ringflansch --14-- der Reibhülse--13--das Ausschalten der Feder--10--von den Zugbeanspruchungen der Kupplung, wobei die Reibbacken--12--ihre Stellung in der Reibhülse --13-- nicht verändern können, so dass die Reibungsdämpfung bei Zugbeanspruchungen unwirksam bleibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zug- und Stossvorrichtung, insbesondere für eine Mittelpufferkupplung von Schienenfahrzeugen, mit einem ersten, bei Zug-und Druckbeanspruchungen und einem zweiten, nur bei Druckbeanspruchungen wirksamen Federsatz, welch letzterer eine Spreizkegel, Reibbacken und eine Reibhülse aufweisende Reibungsdämpfungseinrichtung in Kraftrichtung belastet, wobei die beiden mit ihren einander abgekehrten Enden über Federteller abgestützten Federsätze bei Druckbeanspruchungen
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einander abgekehrten Enden der beiden Federsätze (9, 10) über Federteller (15, 16) an rahmenfesten Anschlägen (2, 3), bei Zug-und Druckbeanspruchungen der Kupplung in an sich bekannter Weise mittels des mit der Mittelpufferkupplung verbundenen Vorrichtungsschaftes (7 bzw.
17) wechselweise von diesen Anschlägen abhebbar, abgestützt sind, und dass einer der beiden zwischen den einander zugekehrten Enden der Federsätze (9, 10) ständig eingespannten Spreizkegel (11) der Reibungsdämpfungseinrichtung sich in der unbelasteten Stellung der Vorrichtung und bei Zugbeanspruchungen in Kraftrichtung gegen einen Anschlag (14) an der Reibhülse (13) abstützt.
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Pulling and pushing device, in particular for central buffer couplings of rail vehicles
The invention relates to a pulling and pushing device, in particular for a central buffer coupling of rail vehicles, with a first set of springs that is effective only when subjected to tensile and compressive loads and a second set of springs that is effective only when subjected to compressive loads, the latter having an expanding cone, friction jaws and a friction sleeve in the direction of force loaded, whereby the two spring sets supported with their ends facing away from each other via spring plates are connected in series in the event of pressure loads.
Such an arrangement enables the undamped absorption of tensile loads, whereas the friction damping device comes into effect in the case of compressive loads. By appropriately selecting the characteristics of the spring sets and the damping device, the generally lower tensile forces can be intercepted over a short distance, while the occasional jerky pressure forces are absorbed via a damped path with corresponding energy consumption.
In a known device of the type mentioned, the two springs are connected directly one behind the other and the friction damping device is located at the free end of the spring set, which is only effective under pressure loads. The other set of springs acts essentially on its own under pressure loads, the damping device hardly working either, and only after a certain pressure stroke do the set of springs and the damping device, which is only effective under pressure, come into effect, whereby the other set of springs is rendered ineffective at the same time.
This limits the length of the effectively damped pressure stroke. Overall, there is a greater overall length for the same work ability, and the moving masses are greater.
The pulling and pushing device according to the invention is characterized in that, in a manner known per se, the ends of the two sets of springs facing away from one another alternate via spring plates on stops fixed to the frame, in the case of pulling and pushing loads on the coupling in a known manner by means of the device shaft connected to the central buffer coupling can be lifted off from these stops, and that one of the two expanding cones of the friction damping device, which are constantly clamped between the facing ends of the spring sets, is supported against a stop on the friction sleeve in the unloaded position of the device and under tensile stresses in the direction of force.
The two expansion cones of the friction damping device are therefore each loaded by a suspension unit. During the compression stroke, the difference between the two spring forces acts as a damping frictional force between the friction jaw and the friction sleeve; during the pull stroke, the stop of the friction sleeve prevents relative movement between the friction jaw and the friction sleeve and thus damping. The full travel of both sets of springs is used for the pressure stroke.
By appropriate selection of the two spring characteristics and the working range of the springs as well as the cone angle of the friction damping device, the damping device can work immediately or, as with the known device, only after a certain stroke, and also the increase in the frictional force with the stroke within wide limits to be changed.
It is known per se to provide two sets of springs in a pulling and pushing device, which
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Support themselves on stops fixed to the frame by means of spring plates that can be lifted alternately. However, no separate friction damping device is provided, but rather the spring set that is effective only during the pressure stroke is designed with high damping.
A device constructed in accordance with the above features can be adapted to the installation space available in each case. To initiate the tensile stress, it can have a central shaft or a bracket encompassing the suspension.
In the drawings, the device according to the invention is illustrated in FIGS. 1 to 3 in three exemplary embodiments in horizontal longitudinal sections. 1 and 2 show the device in the unloaded position, FIG. 3 this after a partially completed pressure stroke.
The dash-dotted lines delimit the installation space - l - of the vehicle frame, in which the stops --2-- are provided for transferring the pressure loads and the stops - S-- for absorbing the tensile loads. In all figures, the coupling shaft is indicated with -4, the plunger with -5-, the hinge pin with -6-, the two springs with -9 and 10-, the expansion cones of the friction damping device with -11 - and the friction jaws of the same are designated with - 12 -.
In all the embodiments of the device shown, the friction sleeve --13-- has an inwardly projecting annular flange --14-- as a stop for one-sided support of one of the expansion cones --11-- and the ends of the springs -9 and 1-- facing away from each other are The rest of the spring plates --15 and 6 - are supported against the stops - 3 and 2 respectively.
In the embodiment according to FIG. 1, the friction sleeve --13 - is attached to the stops --3 - and rigidly connected to them or to the vehicle frame. The device shaft --7 - is rigidly connected to the plunger - 5 - and at the end carries a head - 8 - which, in the unloaded position of the device, rests against the outer surface of the spring plate - 16. The expansion cones -11- of the damping device are constantly clamped between the springs -9- and 10- indicated as evolute springs and in the unloaded position of the device in
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supported.
If pressure loads are introduced by the clutch, both springs - 9 and 10 - are compressed immediately or only after a certain pressure stroke, depending on their dimensioning and the design of the friction damping device, whereby the friction jaws --12-- and the friction sleeve - -13-- and moved axially in this. Tensile loads are transmitted via parts - 7, 8 and 16 - to the spring-9 - which is supported by the expanding cone --11- on the annular flange --14-- of the friction sleeve --13--. The spring --10-- is therefore not additionally loaded in the case of tensile loads.
In the design of the device according to FIG. 2, the position of the two springs --9 and 10 - is reversed. The friction sleeve --13-- is firmly connected to the spring plate --16-- and the head - 8 - of the device shaft --7-- rests against an expansion cone --11-- in the unloaded position of the device, whereas the other expansion cone is supported on the annular flange --14-- of the friction sleeve - -13--.
In the event of pressure loads initiated by the ram 5, the springs 9, 10 are supported on the spring plate 16 on the stop 2 of the vehicle frame, with the
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which is supported by the spring plate --15-- at the stop --3--. The friction sleeve -13-- is taken along by the stop --14--; the spring --10-- remains in its pretension and is not additionally loaded.
Fig. 3 shows an embodiment of the device in which the friction sleeve - 13 - is rigidly connected to the tension element of the device. As a tension element here is the familiar one with the
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whereby the bracket --17-- and the friction sleeve --13-- move in the direction of pressure according to the size of the pressure stroke. Since the friction jaws --12-- only move by the stroke of the spring - 1 0 -, there is a relative displacement of the same on the friction sleeve in the size of the stroke of the spring --9--.
Tensile stresses on the coupling are transmitted via the bracket - 17 -, the
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Ring flange - 14 - of the friction sleeve and via the expansion cone - 11 - introduced into the spring - 9 -, which is supported by the spring plate - 15 - on the stop - 3 -. The outer spring --10-- retains its original length and preload and is not additionally loaded.
In all the embodiments of the device described above, the annular flange --14 - of the friction sleeve - 13 - causes the spring - 10 - to be switched off from the tensile stresses of the clutch, the friction jaws - 12 - being positioned in the friction sleeve --13-- cannot change, so that the friction damping remains ineffective in the case of tensile loads.
PATENT CLAIMS:
1. Pulling and pushing device, in particular for a central buffer coupling of rail vehicles, with a first spring set that is effective only when subjected to tensile and compressive loads and a second set of springs that is effective only when subjected to compressive loads, the latter being loaded with a friction damping device having an expanding cone, friction jaws and a friction sleeve in the direction of force, the both with their ends facing away from each other supported by spring plates spring sets under pressure loads
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ends of the two sets of springs (9, 10) facing away from each other via spring plates (15, 16) on stops (2, 3) fixed to the frame, in the event of tensile and compressive loads on the coupling in a known manner by means of the device shaft (7 or 7) connected to the central buffer coupling.
17) are alternately liftable and supported by these stops, and that one of the two expanding cones (11) of the friction damping device, which are constantly clamped between the facing ends of the spring sets (9, 10), are in the unloaded position of the device and in the case of tensile loads in the direction of force against one Stop (14) is supported on the friction sleeve (13).
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