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Die Erfindung betrifft eine gefederte Zug-und Stossvorrichtung für eine Mittelpufferkupplung für
Schienenfahrzeuge, deren an seinem vorderen Ende einen Mittelpufferkopf tragender Kuppelarm nahe seinem hinteren Ende über ein Stabilisierungsgelenk an einem vertikalen Gelenkbolzen angelenkt ist, der sich in Zug- und'Stossrichtung über ein eine vorgespannte hohle innere Vorhub- und eine diese umschliessende äussere
Hauptfeder unterschiedlicher Kennlinien aufnehmendes Federgehäuse mit lösbarer Bodenplatte gegen den
Fahrzeugrahmen abstützt.
Es sind bereits derartige gefederte Zug-und Stossvorrichtungen bekannt, bei denen in übereinanderliegenden Führungsschlitzen des als Zugübertragungsorgan ausgebildeten Federgehäuses ein den vertikalen Gelenkbolzen aufnehmender Gabelkopf längsverschiebbar gelagert und mit einer in die innere Feder ragenden Gabelstange verbunden ist.
Bei den bekannten gefederten Zug- und Stossvorrichtungen dieser Bauart sind die im Federgehäuse entweder hintereinander in Reihe oder parallelgeschalteten Federeinheiten unterschiedlicher Kennlinien z. B. mittels Federteller über den Gelenkbolzen des Stabilisierungsgelenkes gegen den die Kräfte aus der Kupplung einleitenden Kuppelarm derart abgestützt, dass bei Stossbeanspruchung beide Federn zugleich belastet werden, bei
Zugbeanspruchung zunächst die weichere Federeinheit beaufschlagt wird und dann jedoch nur über einen
Bruchteil ihres maximalen Federweges die härtere Federeinheit zur Aufnahme eines Teiles der zu dämpfenden
Energie, insbesondere beim Auftreten kurzzeitig einwirkender Zugkräfte, herangezogen wird.
Bei einer weiteren bekannten Zug-und Stossvorrichtung dieser Art sind die Federgehäuse in Reihe hintereinander geschaltet angeordneten Federeinheiten über das Federgehäuse mittels Federteller gegen den
Kupplungsarm derart abgestützt, dass bei Stossbeanspruchung die Stosskräfte von beiden und bei
Zugbeanspruchung die Zugkräfte lediglich von einer Federeinheit aufgenommen werden.
Es sind auch weiters solche Zug-und Stossvorrichtungen bekannt, bei denen die übertragung der Zugkräfte auf das Federübertragungssystem unter Zwischenschaltung üblicher Abstütz- bzw. übertragungselemente über eine
Zugstange oder über einen separaten Zugbügel erfolgt, der das Federgehäuse umgreift.
Diese bekannten Zug-und Stossvorrichtungen haben den Mangel, dass die Anordnung ihrer Federeinheiten zueinander sowie ihre Abstützung gegen den die Kräfte aus der Mittelpufferkupplung einleitenden Kuppelarm bei
Stossbeanspruchung nur ungenügend geeignet sind, übergrosse Stosskräfte hinreichend zu dämpfen bzw. zu speichern oder kurzzeitig auftretende ruckartige Zugkräfte bei Zugbeanspruchung ausreichend abzufedern, so dass auftretende sogenannte überstösse direkt vom Fahrzeugrahmen aufgenommen werden. Dies hat zur Folge, dass im Güterzugverkehr für Zuladungen schädliche bzw. im Reisezugverkehr störende Erschütterungen des Fahrzeuges auftreten können. Die ungünstige Anordnung bzw.
Führung der Federeinheiten im Federgehäuse bzw. deren unzweckmässig Abstützung gegen den die Kräfte aus der Kupplung über das Stabilisierungsgelenk einleitenden
Kuppelarm bewirkt weiters, dass die am Stabilisierungsgelenk bzw. im Federgehäuse durch exzentrischen
Kraftangriff bedingten Stabilisierungsmomente, die an sich eine Gegenkomponente zu der bei winkeligen Ausschlägen des Kuppelarmes durch die hiebei über den Fahrzeugrahmen auf die Radscheiben des Fahrzeuges einwirkenden, relativ grossen Querkräfte bedingten Entgleisungsgefahr bewirken sollen, nicht ausreichend auf den Fahrzeugrahmen übertragen werden.
Dadurch werden einerseits die bei winkeligen Ausschlägen des Kuppelarmes auftretenden Entgleisungsmomente nicht genügend unterdrückt und anderseits die Führungs- und Aufnahmesowie Vorspann- und übertragungselemente der Federeinheiten durch den am Stabilisierungsgelenk auftretenden exzentrischen Kraftangriff, bei ungenügender übertragung der hiedurch bewirkten Stabilisierungsmomente auf den Fahrzeugrahmen, überbeansprucht und dadurch deformiert oder verklemmt. Dies hat einen vorzeitigen Verschleiss zur Folge.
Die bekannten, insbesondere die mit einem separaten Zugbügel ausgerüsteten Zug-und Stossvorrichtungen haben weiters den Nachteil, dass ein ausreichender FEuchtigkeits- und Fremdkörperschutz für die Federeinheiten nicht gewährleistet ist. Dies hat entweder erhöhte Wartungszeiten zur Folge oder begünstigt vorzeitigen Verschleiss. Schliesslich ist der Einbau der vorgespannten Federeinheiten in das Federgehäuse auf Grund deren Auslegung zu kompliziert und zeitraubend.
Der Zweck der Erfindung besteht unter Beseitigung der genannten Mängel insbesondere darin, starke Erschütterungen des Fahrzeuges, die sich für Zuladungen im Güterzugverkehr schädlich und den Reisezugkomfort beeinträchtigend auswirken, weitgehend abzufedern. Die Erfindung bezweckt weiters die vollständige Unterdrückung der durch den bisherigen ungünstigen Kraftverlauf und die unzweckmässige Führung bzw. Abstützung der Federeinheiten bekannter Zug-und Stossvorrichtungen begünstigten Entgleisungsmomente. Der Zweck der Erfindung besteht ausserdem darin, überbeanspruchungen bzw. Deformierungen der Federeinheiten zu vermeiden, die Montagearbeiten zu vereinfachen sowie die Wartungszeiten bei Verringerung des Wartungsaufwandes zu senken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zug-und Stossvorrichtung zu schaffen, bei der eine vorgespannte hohle innere Vorhub- und eine diese umschliessende äussere Hauptfeder unterschiedlicher Kennlinien durch geeignete Zuordnung an sich bekannter Abstütz-und Vorspannelemente gegen den die Kräfte aus der Kupplung einleitenden Kuppelarm über den vertikalen Gelenkbolzen und das Gehäuse derart abgestützt und geführt sind, dass sowohl bei Stossbeanspruchung übergrosse Stosskräfte als auch bei Zugbeanspruchung
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kurzzeitig auftretende, sehr starke Zugkräfte durch eine den jeweiligen Betriebsverhältnissen angepasste abgestufte
Federwirkung mit entsprechend ansteigendem Kraftverlauf ausreichend gedämpft bzw.
aufgenommen werden, so dass sogenannte überstösse nicht direkt in den Fahrzeugrahmen eingeleitet werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht weiters darin, die Federeinheiten so auszulegen und gegen den Kuppelarm derart abzustützen, dass die am
Stabilisierungsgelenk bzw. im Federgehäuse auftretenden Stabilisierungsmomente-die eine Gegenkomponente zu der bei winkeligen Ausschlägen des Kuppelarmes durch die hiebei über den Fahrzeugrahmen auf die
Radscheiben des Fahrzeuges einwirkenden, relativ grossen Querkräfte bedingten Entgleisungsgefahr bewirken-ausreichend in den Fahrzeugrahmen eingeleitet werden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die innerhalb der Hauptfeder angeordnete Vorhubfeder mit ihrem gabelkopfseitigen Ende über einen auf der Gabelstange verschiebbar gelagerten vorderen Federteller sowie gegen den Gabelkopf als auch über ein den Federteller auf der der Feder abgekehrten Seite umfassendes, die Hauptfeder am inneren Ende untergreifendes hülsenartiges Abstütz- und Vorspannelement mit im wesentlichen Z-förmigen Halblängsschnitt abgestützt ist, wogegen das innere Ende der Vorhubfeder auf einem weiteren, auf der Gabelstange verschiebbar gelagerten Federteller anliegt, der einerseits gegen eine Mutter auf der
Gabelstange und anderseits gegen ein den Federteller hülsenbodenseitig umgreifendes weiteres zwischengelagertes,
hülsenartiges Abstütz- und Vorspannelement mit im wesentlichen Z-förmigen Halblängsschnitt abgestützt ist, das seinerseits das gegen das im Federgehäuse längsverschiebbar angeordnete Druckstück gerichtete Ende der
Hauptfeder umgreifend abgestützt ist, wobei das Druckstück an einer gehäusevorderseitig, rechtwinkelig zur
Gehäuselängsachse angeordneten an fahrzeugvorbauseitigen äusseren Zuganschlägen anliegenden Druckplatte anliegt, der das hintere Ende des über das Stabilisierungsgelenk an dem vertikalen Gelenkbolzen angelenkten
Kuppelarmes gegenübersteht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das an der Druckplatte anliegende Druckstück mit einem in bekannter Weise innerhalb des Federgehäuses gegen die Bodenplatte gerichteten, die Vorhub- und Hauptfeder sowie die beiden Federteller, die Gabelstange mit Mutter sowie die Abstütz- und Vorspannelemente umschliessendes Führungsrohr ausgerüstet, wobei das Ende des Führungsrohres einen ebenfalls in bekannter Weise von der Bodenplatte in Abstand gehaltenen, den Federweg der Hauptfeder begrenzenden Druckanschlag bildet.
Die Bodenplatte ist ausserdem nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in bekannter Weise mit dem Federgehäuse über einen bajonettartigen Verschluss lösbar verbunden.
Die Anordnung einer bajonettartig lösbaren Bodenplatte am Federgehäuse ermöglicht einen einfachen und schnellen Ein- und Ausbau der vorgespannten Federeinheiten bei Montage und Wartung. Die erfindungsgemässe Anordnung und die Abstützung der hohlen inneren Vorhub- und der diese umschliessende äussere Hauptfeder gegen den die Kräfte aus der Kupplung einleitenden Kuppelarm gewährleisten, dass bei Stossbeanspruchung übergrosse Stosskräfte hinreichend gedämpft bzw. gespeichert und bei Zugbeanspruchung kurzzeitig auftretende, sehr starke ruckartige Zugkräfte genügend abgefedert werden.
Die der erfindungsgemässen Anordnung der Federeinheiten eigene, den jeweiligen Betriebsverhältnissen sich anpassende abgestufte Federwirkung mit zunächst flachem und danach steil ansteigendem Kraftverlauf verhindert, dass auftretende überstösse direkt vom Fahrzeugrahmen aufgenommen werden. Dadurch wird erreicht, dass sowohl im Güterzugverkehr für Zuladungen schädliche als auch im Reisezugverkehr störende Erschütterungen des Fahrzeuges vermieden werden.
Die erfindungsgemässe Anordnung der Fahreinheiten bzw. deren Führung und Abstützung gegen den die Kräfte aus der Kupplung über das Stabilisierungsgelenk einleitenden Kuppelarm gewährleistet weiterhin, dass die am Stabilisierungsgelenk bzw. im Federgehäuse, insbesondere bei winkeligen Ausschlägen des Kuppelarmes durch exzentrischen Kraftangriff auftretenden Stabilisierungsmomente als Gegenkomponente zu den durch Zug- oder Stosskräfte bewirkten Querkraftkomponenten, die zum Entgleisen der Fahrzeuge führen können, ausreichend auf den Fahrzeugrahmen übertragen werden. Eine überbeanspruchung und Deformierung bzw. Verklemmung der Aufnahme-, Abstütz- und Vorspannelemente der Federeinheiten tritt somit nicht mehr ein. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung ist ausserdem ein ausreichender Feuchtigkeits- und Fremdkörperschutz gewährleistet.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen : Fig. l die Zug- und Stossvorrichtung für Mittelpufferkupplungen teils in Seitenansicht, teils im vertikalen Längsschnitt, Fig. 2 die Zug- und Stossvorrichtung teils in Draufsicht, teils im horizontalen
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l, Fig. 3- lösbar befestigten Bodenplatte --2-- ausgerüstet. In den übereinanderliegenden Führungsschlitzen - 7-des Federgehäuses-l-ist der den vertikalen Gelenkbolzen --4-- aufnehmende Gabelkopf - längsverschiebbar gelagert.
Der an sich bekannte und deshalb nicht dargestellte Kupplungskopf ist am vorderen Ende des Kuppelarmes --21-- angeordnet. Der Kuppelarm --21-- ist nahe seinem hinteren Ende --23-- über ein an sich bekanntes Stabilisierungsgelenk--24--unter Zwischenschaltung des kugelförmigen Gleitringes --22-- an dem vertikalen Gelenkbolzen --4-- angelenkt.
Der den vertikalen Gelenkbolzen--4--aufnehmende Gabelkopf--5--ist mit einer Gabelstange
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verbunden,und 13--gegen die hauptfeder --14-- abgestützt, die ebenfalls aus bekannten Reibkonusringen besteht. Die Hauptfeder--14--ist von der Bodenplatte --2-- über die Abstütz- und Vorspannelemente --13-- und dem im Federgehäuse--l--längsverschiebbar angeordneten Druckstück--15--aufgenommen.
Das Druckstück--15--legt sich gegen die gehäusevorderseitig, rechtwinkelig zur Gehäuselängsachse angeordnete Druckplatte --3-- und verläuft innerhalb des Federgehäuses--l--in ein die Hauptfeder--14--sowie die übrigen Bauelemente--6 ; 8 ; 9 ; 10 ; 11 ; 12 und 13--des Federübertragungssystems umschliessendes Führungsrohr --16-, das gegen die Bodenplatte --2- gerichtet ist.
Der Kuppelarm--21--ist mit seinem hinteren Ende --23- gegen die Druckplatte --3-- gerichtet.
Das gegen die Bodenplatte --2-- des Federgehäuses --1-- gerichtete Ende des Führungsrohres - 16-- bildet einen von der Bodenplatte--2--im Abstand gehaltenen, den Federweg der Hauptfeder --14-- begrenzenden Druckanschlag--18--. Bei Zugbeanspruchung der Hauptfeder--14--ist der Federweg derselben durch der vorderen Stirnseite des Federgehäuses --1-- gegenüberliegende, übereinander angeordnete, zeichnungsmässig nur angedeutet dargestellte Zuganschläge--20--des Vorbaues im Fahrzeug-Untergestell begrenzt.
Die Wirkungsweise der Zug- und Stossvorrichtung gemäss der Erfindung ist wie folgt :
Bei Stoss- bzw. Druckbeanspruchung wird die Stoss- bzw. Druckkraft von dem nicht dargestellten
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wird die Hauptfeder--14--ebenfalls, jedoch weitaus weniger zusammengedrückt als die Vorhubfeder--6--. Die Stoss-bzw. Druckkraft überträgt sich über die zugeordnete Abstütz- bzw. Vorspanneinrichtung --13-- auf die lösbare Bodenplatte --2-- des Federgehäuses --1--. Der Gehäuseboden -2-- des Federgehäuses --l-- stützt sich auf das mittige Widerlager --17- des Fahrzeugvorbaues ab. Steigt die Stoss- bzw.
Druckkraft weiter an, so kommt der Kuppelarm -21-- mit seinem hinteren Ende--23--an der Druckplatte --3-- zur Anlage. Jetzt ist der Federweg der Vorhubfeder--6--beendet, so dass eine überbelastung derselben nicht möglich ist. Die weiter ansteigende Stoss- bzw. Druckkraft überträgt sich über die
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gegen die Bodenplatte -2-- gerichtete und von dieser im Abstand gehaltene Ende des in dem Federgehäuse --l-- längsverschiebbaren Führungsrohres --16-- begrenzt. Die Hauptfeder --14-- ist somit in Stossbzw. Druckrichtung vor überbeanspruchung geschützt. Bei Abschwächung der Stoss- bzw. Druckbeanspruchung verläuft die Bewegung entgegengesetzt.
Wird die Zug-und Stossvorrichtung aus unbelastetem Zustand heraus auf Zug beansprucht, so wird der Gabelkopf --5- über den vertikalen Gelenkbolzen --4-- nach vorn gezogen. über die am Gabelkopf
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zeichnungsmässig an der Druckplatte --3- nur angedeutete Widerlager--19--des Fahrzeugvorbaues ab. Bei weiterem Ansteigen der Zugbeanspruchung gleitet der Gabelkopf--5--in den übereinanderliegenden Führungsschlitzen --7-- des Federgehäuses --1-- bis zum Anschlag nach vorn. Jetzt ist der maximale Federweg der Vorhubfeder--6--beendet. Eine höhere Belastung der Vorhubfeder --6-- ist nicht möglich.
Die bei Zugbeanspruchung über den maximalen Belastungswert der Vorhubfeder--6--hinausgehenden Zugkräfte übertragen sich von dem in den Führungsschlitzen --7-- bis zum Anschlag nach vorn gezogenen Gabelkopf--5--auf das Federgehäuse --1--, auf dessen Bodenplatte--2--und die Abstütz- und Vorspannelemente--13--auf die Hauptfeder--14--, die zusammengedrückt wird. Dem Federweg der Hauptfeder--14--entsprechend gleitet auch das als Zugübertragungselement dienende Federgehäuse nach vorn. Die Zugkräfte werden auf die an der Druckplatte--3--angedeuteten Widerlager--19--im Fahrzeugvorbau übertragen.
Erreicht der Zughub der Zug- und Stossvorrichtung gemäss der Erfindung den vorgegebenen Maximalwert, kommt das Federgehäuse--l--vorderstirnseitig an den übereinander
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angeordneten, in den Zeichnungen nur angedeuteten Anschlägen-20--der Stossrosette im Untergestell des Schienenfahrzeuges zur Anlage.
Bei Abschwächung der Zugkräfte verläuft die Bewegung entgegengesetzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gefederte Zug- und Stossvorrichtung für eine Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge, deren an seinem vorderen Ende einen Mittelpufferkupplungskopf tragender Kuppelarm nahe seinem hinteren Ende über ein Stabilisierungsgelenk an einem vertikalen Gelenkbolzen angelenkt ist, der sich in Zug- und Stossrichtung über ein eine vorgespannte hohle innere Vorhub- und eine diese umschliessende äussere Hauptfeder unterschiedlicher Kennlinien aufnehmendes Federgehäuse mit lösbarer Bodenplatte gegen den Fahrzeugrahmen abstützt, wobei in übereinanderliegenden Führungsschlitzen des als Zugübertragungsorgan ausgebildeten Federgehäuses ein den vertikalen Gelenkbolzen aufnehmender Gabelkopf längsverschiebbar gelagert und mit einer in die innere Feder
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(14) angeordnete Vorhubfeder (6)
mit ihrem gabelkopfseitigen Ende über einen auf der Gabelstange (9) verschiebbar gelagerten vorderen Federteller (8) sowohl gegen den Gabelkopf (5) als auch über ein den Federteller (8) auf der der Feder (6) abgekehrten Seite umfassendes, die Hauptfeder am inneren Ende untergreifendes hülsenartiges Abstütz- und Vorspannelement (13) mit im wesentlichen Z-förmigen Halblängsschnitt abgestützt ist, wogegen das innere Ende der Vorhubfeder (6) auf einem weiteren, auf der Gabelstange (9) verschiebbar gelagerten Federteller (11) anliegt, der einerseits gegen eine Mutter (10) auf der Gabelstange (9) und anderseits gegen ein den Federteller (11) hülsenbodenseitig umgreifendes weiteres zwischengelagertes, hülsenartiges Abstütz- und Vorspannelement (12) mit im wesentlichen Z-förmigen Halblängsschnitt abgestützt ist, das seinerseits das gegen das im Federgehäuse (1)
längsverschiebbar angeordnete Druckstück (15) gerichtete Ende der Hauptfeder (14) umgreifend abgestützt ist, wobei das Druckstück (15) an einer gehäusevorderseitig, rechtwinkelig zur Gehäuselängsachse angeordneten, an fahrzeugvorbauseitigen äusseren Zuganschlägen (19) anliegenden Druckplatte (3) anliegt, der das hintere Ende (23) des über das Stabilisierungsgelenk (24) an dem vertikalen Gelenkbolzen (4) angelenkten Kuppelarmes (21) gegenübersteht.
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