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Eisenbahnwagen traditioneller Bauart tragen an ihren Enden jeweils zwei Puffer als Stoss- einrichtungen, deren Abmessungen und Lage durch international gültige Vorschriften vorgege- ben sind und die in der Regel mit den Puffern anderer Wagen zusammenarbeiten.
Zur Ermöglichung der von der Fahrbahn aufgezwungenen Dreh- und Verschiebebewegungen sind die Puffer mit unterschiedlichen Oberflächen ausgebildet : Der-vom Wagen aus gesehen - linke Puffer weist eine ebene Fläche auf, der rechte eine nach aussen bombierte Fläche.
Sowohl der Verschleiss als auch vor allem die Wirkung der Kupplung wird durch die Vor- spannung der in der Mitte der Wagen-Stirnfläche angeordneten Zugvorrichtung bestimmt. Durch straffes Kuppeln ist es möglich, die Längsdynamik eines Zuges zu beeinflussen. Schnellfahrende
Züge werden daher straff gekuppelt.
Um den Verschleiss gering zu halten, müssen Eisenbahnpuffer geschmiert werden. Dies ist auch nötig, um bei straffer Kupplung die erwünschten Dämpfungen der Fahrzeugbewegungen zu erhalten.
Das Verschieben der Pufferteller gegeneinander führt z. B. beim Durchfahren von Weichen naturgemäss zu quergerichteten Kräften, die vom Fahrwerk auf das Gleis übertragen werden.
Im allgemeinen können diese Kräfte problemlos übernommen werden.
Es gibt jedoch Sonderfälle, wo durch straffe Kupplung eine hohe Reibungskraft entsteht, die besonders bei der Bogenfahrt durch die Winkelstellung der Fahrzeuge und die dadurch beding- te Zusammendrückung der Pufferfedern noch erhöht wird bzw. wo eine Schmierung der Puffer- teller nicht unter allen Umständen sichergestellt werden kann und wo die entstehenden Reibungs- kräfte auf ein aus andern Gründen in seinem Führungsvermögen hochbeanspruchtes Laufwerk einwirken und einen Beitrag zur Erhöhung der Entgleisungswahrscheinlichkeit zu leisten vermögen.
Hiebei kann angemerkt werden, dass die Kupplung zweier Eisenbahnfahrzeuge - abgesehen von der Übertragung von Längskräften - zwei Wirkungen hat : Ein Moment um die Hochachse, das die Wagen in einer gestreckten Lage halten will und die von den Radsätzen nach aussen übertragenen Kräfte reduziert und eine Kraft horizontal-quer, die bei Relativ-Verschiebungen in Querrichtung wirksam wird und die die horizontalen Spurführungskräfte verringert oder erhöht.
Als Aufgabe, die der zu beschreibenden Erfindung zugrunde liegt, kann der Abbau der Kräfte in Richtung horizontal-quer zwischen den Pufferflächen und damit die Vermeidung einer Erhöhung der spurführungstechnischen Horizontalkräfte angegeben werden, wobei jedoch gleichzeitig die Wirkung der Kupplung in Längsrichtung und die geschilderte Momentenwirkung aufrecht bleiben soll.
Für die dargestellte Aufgabe wurde bereits eine Lösung vorgeschlagen. Die FR-PS Nr. 2.348. 840 stellt eine besondere Ausbildung der Pufferstossfläche dar, die durch eine leicht horizontal-quer verschiebbare Platte gekennzeichnet ist. Die Berührungsfläche zwischen dem Pufferkörper und der diesem zugeordneten beweglichen Stossfläche kann einerseits konstruktiv gestaltet werden, so dass die Reibung durch Schmierung oder Rollkörper gezielt reduziert wird. Dabei ist die Grösse der gegenseitigen Horizontalverschiebung der sich berührenden Körper auf die Breite der Körper beschränkt. Die angeführten Probleme der zusätzlichen Belastung bereits kritischer Laufzustände treten besonders bei starken Krümmungsänderungen auf, die grosse Seitverschiebungen zwischen den Puffern bewirken.
Im Gegensatz hiezu wird in der hier beschriebenen Erfindung eine Lösung erreicht, indem der Puffer auf geeignete Weise um seine Längsachse drehbar ausgeführt wird, wobei die inneren Reibungswiderstände gegen die Rotation klein sein sollen und die bombierte Pufferfläche gegen eine geringfügig um eine Querachse geneigte ebene Fläche (4 bis 100) arbeitet.
Drehbare Pufferteller sind an sich bekannt. Die DE-PS Nr. 384577 sieht eine Pufferausbildung vor, bei der lediglich die Pufferscheibe getrennt gelöst werden kann, um auf einfache Art die Pufferfeder austauschen zu können. Obwohl die Konstruktion eine Drehung des Puffers um seine Längsachse ermöglicht, ist dies in keiner Weise eine bevorzugte oder gar konstruktiv beabsichtigte Bewegung. Die zufällig eintretenden Veränderungen der Winkellage (z. B. durch schräge Stösse wie angeführt) tragen zu einem gleichmässigeren Verschleiss bei. Derartige Pufferformen-wenn auch ohne die erfindungsgemässe Lösemöglichkeit des Puffertellers - sind heute
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allgemein üblich.
Ebensolches ist zur DE-PS Nr. 356347 auszuführen. Auch hier hat die Drehbarkeit einzig den Vorteil zur Folge, dass der Pufferteller sich gleichmässiger abnutzt, weil gelegentlich geringe
Pufferteller-Drehungen eintreten werden. Eine planmässige Drehbewegung um die Längsachse kann schon deswegen nicht eintreten, weil die innere Konstruktion viel zu grosse Reibungen aufweist.
Gegenüber diesen angeführten Stand der Technik weist die Erfindung eine anders geartete
Wirkungsweise auf, die sich aus der Nutzbarmachung eines räumlichen Kräftespiels ergibt. Dieses entsteht durch die Kombination eines drehbaren Puffertellers mit einer leicht geneigten, nicht drehbaren Gegenplatte. Diese kann gefedert oder starr am Nachbarwagen angebracht sein.
Durch diese Kombination wird der Berührungspunkt zwischen dem bombierten Pufferteller und der zumindest näherungsweisen ebenen, aber geneigten Gegenplatte ausserhalb der Längsachse des Puffers zu liegen kommen, wodurch sich bei einer Relativbewegung ein durch die gegen die Verschiebungsbewegung gerichtete Reibungskraft und den Abstand des Berührungspunktes normal zur Verschiebungsrichtung gebildetes Drehmoment um die Puffer-Längsachse ergibt.
Gegenstand der Erfindung ist also eine Stossvorrichtung für Eisenbahnwagen, bestehend aus der Kombination eines gefederten (Federung --1--) Pufferkörpers --2-- mit bombierter Stossfläche --4-- und einer zumindest annähernd ebenen Gegenplatte, wobei der Pufferkörper --2- um seine Längsachse, beispielsweise mit Hilfe eines Spurlagers --3--, drehbar ausgeführt und an einem Fahrzeug befestigt ist und seine Stossfläche --4-- mit einer geringfügig geneigten Gegenfläche --5--, die am andern Fahrzeug nicht drehbar befestigt ist, in Berührung steht.
Dieser Grundgedanke lässt sich einerseits durch die Auswahl der Lage der Gegenplatte für eine bestimmte Bewegungsrichtung besonders wirksam gestalten. So wird für eine Schwenkung der Gegenplatte um wenige Winkelgrade um eine Horizontalachse ein grösster Hebelarm für eine
Querverschiebung erreicht, während dieser für die Vertikalbewegung unverändert und gleich
0 bleibt.
Anderseits kann durch konstruktive Reduzierung der Reibungswiderstände gegen eine Drehbewegung um die Pufferlängsachse, die in dem geschlossenen Gehäuse leicht möglich ist, erreicht werden, dass dieses Moment zu einem "Abwälzen" der Pufferstirnfläche an dem geringfügig geneigten Gegenstück führt. Es zeigt sich, dass durch dieses Abrollen die bei einer Gleitbewegung zwischen starren Pufferflächen entstehenden Reibungskräfte weit unterschritten werden und damit das gestellte Ziel erreicht wird.
Dieser Effekt kann durch eine besondere Ausbildung der Form der Pufferstirnfläche noch verstärkt werden. Wird beispielsweise die Stossfläche wulstartig gestaltet (Fig. 2), so wird der Berührpunkt zwischen Stossfläche und Gegenplatte weit exzentrisch liegen und damit ein grosses Drehmoment erreicht. Da diese Wirkungsweise lediglich von der relativen Zuordnung von Puffer und Gegenfläche abhängt, kann-um die senkrechte Anordnung der Gegenplatte beizubehalten - auch der Puffer um einen kleinen Winkel schräg gestellt werden (Fig. 3), womit diese Anordnung für vorhandene Fahrzeuge kompatibel und daher freizügig einsetzbar wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stossvorrichtung für Eisenbahnwagen, bestehend aus einem gefederten Pufferkörper mit bombierter Stossfläche und einer ebenen Gegenplatte, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferkörper (2) in an sich bekannter Weise um seine Längsachse drehbar an einem Fahrzeug angeordnet ist und seine Stossfläche (4) mit einer zumindest annähernd ebenen, jedoch geringfügig geneigten Gegenfläche (5), die am andern Fahrzeug nicht drehbar angeordnet ist, in Berührung steht.
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Traditionally designed railway carriages each have two buffers at their ends as impact devices, the dimensions and location of which are specified by internationally applicable regulations and which generally work with the buffers of other carriages.
The buffers are designed with different surfaces to enable the turning and sliding movements imposed by the carriageway: seen from the car, the left buffer has a flat surface, the right one has a convex surface.
Both the wear and, above all, the effect of the coupling is determined by the pretensioning of the pulling device arranged in the middle of the end face of the car. Tight coupling makes it possible to influence the longitudinal dynamics of a train. Fast-moving
Trains are therefore tightly coupled.
Railway buffers must be lubricated to keep wear to a minimum. This is also necessary in order to obtain the desired damping of the vehicle movements when the clutch is tight.
Moving the buffer plate against each other leads z. B. when passing switches naturally to transverse forces that are transmitted from the chassis to the track.
In general, these forces can be easily taken over.
However, there are special cases where a tight friction creates a high frictional force, which is increased especially when cornering due to the angular position of the vehicles and the resulting compression of the buffer springs, or where lubrication of the buffer plates does not ensure under all circumstances and where the resulting frictional forces act on a drive that is highly stressed in its management skills for other reasons and can make a contribution to increasing the likelihood of derailment.
Hiebei can be noted that the coupling of two railway vehicles - apart from the transmission of longitudinal forces - has two effects: a moment about the vertical axis, which wants to keep the cars in a stretched position and reduces the forces transmitted from the wheelsets to the outside and a force horizontal-transverse, which is effective in the case of relative displacements in the transverse direction and which reduces or increases the horizontal tracking forces.
As a task, which is the basis of the invention to be described, the reduction of the forces in the horizontal-transverse direction between the buffer surfaces and thus the avoidance of an increase in the tracking-related horizontal forces can be specified, but at the same time maintaining the effect of the coupling in the longitudinal direction and the described moment effect should stay.
A solution has already been proposed for the task presented. FR-PS No. 2.348. 840 represents a special design of the buffer joint surface, which is characterized by a plate that can be moved horizontally and transversely. The contact surface between the buffer body and the movable abutment surface assigned to it can be designed constructively on the one hand, so that the friction through lubrication or rolling element is specifically reduced. The size of the mutual horizontal displacement of the touching bodies is limited to the width of the bodies. The above-mentioned problems of the additional loading of already critical running conditions occur particularly in the case of strong changes in curvature which cause large lateral displacements between the buffers.
In contrast to this, a solution is achieved in the invention described here in that the buffer is designed to be rotatable about its longitudinal axis in a suitable manner, the internal frictional resistance to rotation should be small and the cambered buffer surface against a flat surface slightly inclined about a transverse axis ( 4 to 100) works.
Rotatable buffer plates are known per se. DE-PS No. 384577 provides a buffer design in which only the buffer disk can be detached separately in order to be able to replace the buffer spring in a simple manner. Although the design allows the buffer to rotate about its longitudinal axis, this is in no way a preferred, or even a design move. The random changes in the angular position (e.g. due to oblique bumps as mentioned) contribute to more even wear. Buffer forms of this type - albeit without the possibility of releasing the buffer plate according to the invention - are today
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common practice.
The same applies to DE-PS No. 356347. Here, too, the rotatability only has the advantage that the buffer plate wears more evenly because occasionally small
Buffer plate rotations will occur. A planned rotational movement around the longitudinal axis cannot happen because the inner construction has much too much friction.
Compared to this prior art, the invention has a different type
Effect on, which results from the utilization of a spatial play of forces. This results from the combination of a rotatable buffer plate with a slightly inclined, non-rotatable counter plate. This can be sprung or rigidly attached to the neighboring car.
With this combination, the point of contact between the cambered buffer plate and the at least approximate flat, but inclined counterplate will come to lie outside the longitudinal axis of the buffer, whereby a relative movement results in a friction force directed against the displacement movement and the distance of the point of contact normal to the direction of displacement Torque around the longitudinal axis of the buffer results.
The invention therefore relates to a pushing device for railway carriages, consisting of the combination of a sprung (suspension --1--) buffer body --2-- with a curved pushing surface --4-- and an at least approximately flat counterplate, the buffer body - 2- around its longitudinal axis, for example with the help of a thrust bearing --3--, rotatable and attached to a vehicle and its abutting surface --4-- with a slightly inclined counter surface --5--, which cannot be rotated on the other vehicle attached, is in contact.
This basic idea can be made particularly effective on the one hand by selecting the position of the counterplate for a specific direction of movement. Thus, for a pivoting of the counter plate by a few angular degrees about a horizontal axis, a large lever arm for one
Cross shift achieved while this is unchanged and the same for vertical movement
0 remains.
On the other hand, by constructively reducing the frictional resistance to a rotary movement about the longitudinal axis of the buffer, which is easily possible in the closed housing, this moment can lead to a "rolling" of the buffer end face on the slightly inclined counterpart. It can be seen that this rolling means that the frictional forces generated during a sliding movement between rigid buffer surfaces are far below and thus the set goal is achieved.
This effect can be enhanced by a special design of the shape of the buffer end face. If, for example, the abutting surface is designed in the form of a bead (FIG. 2), the point of contact between the abutting surface and the counterplate will lie far eccentrically and a large torque will thus be achieved. Since this mode of operation only depends on the relative assignment of the buffer and counter surface, the buffer can also be tilted by a small angle (Fig. 3) to maintain the vertical arrangement of the counter plate, making this arrangement compatible with existing vehicles and therefore permissive can be used.
PATENT CLAIMS:
1. pushing device for railway wagons, consisting of a spring-loaded buffer body with a curved impact surface and a flat counter plate, characterized in that the buffer body (2) is arranged in a manner known per se rotatable about its longitudinal axis on a vehicle and its impact surface (4) with a at least approximately flat, but slightly inclined counter surface (5), which is not rotatably arranged on the other vehicle, is in contact.
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