DE102010053128A1

DE102010053128A1 - Hülsenpuffer für Schienenfahrzeuge mit Bolzenanschlag

Info

Publication number: DE102010053128A1
Application number: DE102010053128A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Gellrich; Dipl.-Ing. Biber Manfred; Dipl.-Ing. Weichler Reinhard
Original assignee: Smw Spezialmaschinen und Werkzeugbau & Co KG GmbH
Current assignee: Smw Spezialmaschinen und Werkzeugbau & Co KG GmbH
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-06-06
Also published as: EP2460709A1; EP2460709B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen gefederten Puffer für Schienenfahrzeuge mit ineinander gleitenden Gehäuseteilen (Pufferhülse und Pufferstößel) mit einem Anschlag für den Rückhub. Im inneren Gehäuseteil befindet sich ein Federelement zur Dämpfung der Stößelbewegung. Aufgabe der Erfindung ist es, den Rückschlag bei der Ausfederung am Hubende zu dämpfen, um die Lebensdauer der Elemente zu erhöhen. Eine weitere Aufgabe ist es, die Sicherung zur Verhinderung der Rückdrehung des Kopfes der Führungsstange zu vereinfachen und gleichzeitig die Baulänge kürzer zu gestalten. Erfindungsgemäß wird der Querschlitz nach dem Einsetzen und Verdrehen des Kopfes (10) durch ein oder mehrere Sicherungsstück/e (9) einschließlich der freien Tiefe der Arretierungsbuchse (8) ausgefüllt. Gemäß dem zweiten Merkmal der Erfindung besteht die Führung am Mittelsteg (7) aus einem äußeren Anschlag (3) mit Zwischenstück (11) und einer federseitigen Zentrierscheibe (12) mit konischem Grundkörper entsprechend der Bohrung im Mittelsteg (7). Die Zentrierscheibe (12) oder das Zwischenstück (11) besitzen einen Absatz, der durch die Bohrung ragt und den Anschlag der beiden Elemente zueinander bildet. Das ist aber nur der Fall, wenn das Zwischenstück (11) bei ausgefedertem Stößel (5) am Mittelsteg anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen gefederten Puffer für Schienenfahrzeuge mit ineinander gleitenden Gehäuseteilen (Pufferhülse und Pufferstößel) mit einem Anschlag für den Rückhub. Im inneren Gehäuseteil befindet sich ein Federelement zur Dämpfung der Stößelbewegung.
Stand der Technik
Die sogenannten Puffer zur Stoßdämpfung zwischen Waggons und Waggons und Triebfahrzeug bestehen jeweils aus zwei ineinander gleitenden zylindrischen Gehäuseteilen. Diese besitzen einerseits eine Grundplatte zur Befestigung am Fahrzeugrahmen, andererseits tragen sie die Pufferplatte. Zur Führung und als Verdrehsicherung sind bei vielen Ausführungen eine Passfeder und eine Passfedernut in den Gehäusewandungen angeordnet. Im inneren Gehäuseteil befindet sich ein Federelement, das die Gehäuseteile gegen einen Anschlag vorspannt. Die Bewegungen des Gehäuseteiles mit der Pufferplatte, der so genannte Stößel, werden durch das Federelement gedämpft.
Viele ältere Puffer besitzen als Federelement eine Stahlfeder. Eine bekannte, viel verwendete Ausführung ist die so genannte Ringfeder. Diese besteht aus mehreren, nebeneinander angeordneten Ringen aus Federstahl, die teilweise aufeinander gleiten. Diese Ausführung besitzt gute Federungseigenschaften mit bei der Einfederung steigender Federkraft.
Nachteile sind das große Gewicht und die hohen Fertigungskosten. Seit einigen Jahren werden deshalb verstärkt Elastomerfedern in Puffern eingesetzt. Diese sind wesentlich leichter und auch preiswerter herzustellen. Auch hier sind verschiedene Bauarten entwickelt worden, wie die Durel- und Miner-Feder. Da diese Federn kürzer als die anderer Federtypen sind, ist in der Pufferhülse zusätzlich ein Mittelsteg quer angeordnet. Auf diesem stützt sich die Elastomerfeder ab. Es ist bekannt, zur Führung dieser Feder eine Führungsstange zentral in der Pufferhülse anzuordnen, die im Mittelsteg geführt wird.
Da die Feder im Puffer immer vorgespannt ist, ist an allen Puffertypen ein Anschlag für den Pufferstößel vorhanden, der den Rückhub bzw. Ausfederweg begrenzt.
Seit längerem bekannt sind Halteringe, die in einer Radialnut einsetzbar sind und als Anschlag wirken. Häufig werden die Halteringe nach der Montage mit dem Pufferstößel verschweißt ( EP 0650879A ). Gemäß der US PS 3,253,718 wird ein von außen eingelegtes Führungsteil fest mit dem Pufferstößel verbunden. Diese Lösungen besitzen den Nachteil, dass bei der Demontage Teile zerstört werden müssen.
Lösungen, die eine zerstörungsfrei Demontage ermöglichen, sind ebenfalls bekannt. Gemäß der DE 29610605 U ist in einer Pufferhülse eine Achsialnut definierter Länge eingebracht. Im Pufferstößel ist eine Öffnung für das Einlegen der Passfeder vorhanden. Nach dem Einlegen wird die Passfeder durch eine äußere Banderole gehalten.
Diese Konstruktion ist wie weitere vergleichbare technisch aufwendig und nicht sehr robust für einen Dauerbetrieb, da diese von außen beschädigt werden kann.
Durch die Anmelderin wurde in der DE 10 2009 005 968 A1 bereits ein Anschlag für den Pufferstößel vorgeschlagen, der aus einer lösbar am Boden der Pufferplatte befestigten Führungsstange besteht. Das andere Ende der Führungsstange durchdringt den Mittelsteg und besitzt einen verstellbaren Anschlag.
Die Verbindung des Kopfes der Führungsstange mit der Pufferplatte erfolgt durch Verdrehen des Kopfes in einer Arretierungsbuchse. Diese ist in einer Ausdrehung der Pufferplatte angeschweißt. Da eine ungewollte Rückdrehung des Kopfes verhindert werden muss, besitzt die Arretierungsbuchse eine zusätzlich innere Vertiefung für die Aufnahme des Kopfes und einen Sicherungsring, der diese Lage fixiert. Dieser ist wiederum in einer Druckplatte geführt, welche die Arretierungsbuchse überdeckt und die Federkraft überträgt. Nachteilig ist die große Dicke der Konstruktion und die Verkleinerung der Länge des Federraumes.
Weiterhin hat sich im Betrieb gezeigt, dass bei der Ausfederung des Pufferstößels am Hubende der Kopf der Führungsstange und Anschlag für die Begrenzung des Federweges schlagartig belastet wird. Das wirkt sich bei der Vielzahl der Hubbewegungen negativ auf die Lebensdauer der Bauelemente aus.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, den Rückschlag bei der Ausfederung am Hubende zu dämpfen, um die Lebensdauer der Elemente zu erhöhen. Auf die Anordnung einer zusätzlichen Feder soll dabei verzichtet werden.
Eine weitere Aufgabe ist es, die Sicherung zur Verhinderung der Rückdrehung des Kopfes der Führungsstange zu vereinfachen und gleichzeitig die Baulänge kürzer zu gestalten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs eins gelöst.
Die Arretierungsbuchse (8) besitzt eine zentrische Bohrung für die Führungsstange (1), einen rückwärtigen Freiraum für den Kopf (10) und einen Querschlitz für den Durchgang eines beidseitig abgeflachten Kopfes (10) der Führungsstange (1). Das andere Ende der Führungsstange (1) ist durch eine Bohrung im Mittelsteg (7) geführt und trägt dort einen Anschlag.
Erfindungsgemäß wird der Querschlitz nach dem Einsetzen und Verdrehen des Kopfes (10) durch ein oder mehrere Sicherungsstück/e (9) einschließlich der freien Tiefe der Arretierungsbuchse (8) ausgefüllt.
Die Arretierungsbuchse (8) kann dadurch kurz gehalten und einfacher gefertigt werden. Eine Druckplatte und der Sicherungsring entfallen. Der Federdruck verhindert ein herausfallen des Sicherungsstückes (9) und dieses arretiert den Kopf (10) der Führungsstange.
Gemäß dem zweiten Merkmal der Erfindung besteht die Führung am Mittelsteg (7) aus einem äußeren Anschlag (3) mit Zwischenstück (11) und einer federseitigen Zentrierscheibe (12) mit konischem Grundkörper entsprechend der Bohrung im Mittelsteg (7). Die Zentrierscheibe (12) oder das Zwischenstück (11) besitzen einen Absatz, der durch die Bohrung ragt und den Anschlag der beiden Elemente zueinander bildet. Das ist aber nur der Fall, wenn das Zwischenstück (11) bei ausgefedertem Stößel (5) am Mittelsteg anliegt. Dann verbleibt erfindungsgemäß zwischen der Mantelfläche der Zentrierscheibe (12) und der Bohrung im Mittelsteg (7) ein Freiraum von einigen Millimetern Dicke.
Bei der Einfederung und während der Ausfederung des Stößels (5) liegt aber nur die Zentrierscheibe (12) am Mittelsteg (7) an.
Inder Endphase des Rückhubes trifft das Zwischenstück (11) zuerst auf die Zentrierscheibe (12). Diese wird mit dem federseitigen Absatz auf die Feder gepresst und dämpft so die Bewegung des Zwischenstücks (11) bis zum Anschlag auf den Mittelsteg (7) ab. Dabei wird dann wieder die Zentrierscheibe vom Mittelsteg (7) abgehoben.
Durch die Dämpfungsbewegung werden alle Anschlagelemente nicht mehr stoßartig belastet, was die Lebensdauer wesentlich erhöht. Zusätzliche Bauelemente sind hierfür überraschend nicht erforderlich.
Die Unteransprüche 2 bis 4 enthalten bevorzugte Bauformen zur Arretierung des Kopfes (10).
In den Unteransprüchen 5 bis 7 werden günstige Lösungen zur Gestaltung des Anschlags beschrieben.
Eine Weiterentwicklung für Puffer ohne Mittelsteg (7) ist im Unteransprüche 8 enthalten.
Beispiele
Nachfolgend soll die Neuerung an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.
Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Puffer.
Die 2 bis 5 zeigen die Einzelheiten der lösbaren, zugfesten Lagerung der Führungsstange.
Das innere, zylinderförmige Gehäuse, die Hülse 6 endet in einer nicht dargestellten Grundplatte zur Befestigung des Puffers an einem Rahmen des Fahrzeuges. Das äußere Gehäuseteil, der Stößel 5, trägt am Ende die Pufferplatte 2. In der Hülse 6 ist eine Elastomerfeder 4 gelagert, die sich auf einen Mittelsteg 7 abstützt. Der Mittelsteg 7 ist eine massive Wandung, die den Querschnitt der Hülse 6 ausfüllt und allseitig mit der Außenwandung verbunden ist. In der Mitte befindet sich eine größere, kegelförmige Bohrung, die durch eine kegelstumpfförmige Zentrierscheibe 12 annähernd ausgefüllt ist. In der Zentrierscheibe 12 wird die Führungsstange 1 in einem Endbereich geführt. Das andere Ende ist in der Arretierungsbuchse 8 am Boden des Puffers mittig gelagert.
Die Führungsstange 1 besitzt einen beidseitig abgeflachten Kopf 10, wie aus der Einzelheit 2 und 3 ersichtlich. Die Arretierungsbuchse 8 hat eine zentrale Durchgangsbohrung die etwas größer als der Durchmesser der Führungsstange 1 ist. Außerdem ist im Bereich der Bohrung ein Querschlitz eingebracht. Der Kopf 10 der Führungsstange 1 kann so bei entsprechendem Drehwinkel in die Arretierungsbuchse 8 geführt werden. Mit einer Drehung um 90° gemäß Einzelheit 4 wird verhindert, dass die Führungsstange 1 wieder herausgezogen werden kann. In dieser Lage wird ein buchsenförmiges Sicherungsstück 9 mit zwei axialen Zapfen auf die Führungsstange 1 bis in die Arretierungsbuchse 8 geschoben. Die beiden Zapfen greifen dabei in den Querschlitz und bis in die Tiefe der Arretierungsbuchse 8 ein. Anschließend wird die Feder 4 aufgesetzt. Durch den Federdruck wird das Sicherungsstück 9 in der Arretierungsbuchse 8 gehalten. Die Verbindung ist dadurch gegen Zug und Verdrehung gesichert, besitzt aber eine geringe Bewegungsfreiheit für Schwenkbewegungen der Führungsstange 1.
Am anderen Ende der Führungsstange 1 ist ein Gewinde aufgebracht. Eine Mutter mit Sicherungsscheibe und das Zwischenstück 11 bildet den Anschlag 3 für die Rückbewegung des Stößels 5. Dem gegenüber, auf der Innenseite des Mittelstegs 7 ist eine kegelstumpfförmige Zentrierscheibe 12 angeordnet. Diese sitzt mit einem geringen Abstand von 4 mm in der kegelförmigen Durchgangsbohrung des Mittelstegs 7. Der Abstand wird bewirkt durch die Auflage des Absatzes an der Stirnseite auf das Zwischenstück 11 und dessen Auflage auf den Mittelsteg 7, bedingt durch den Federdruck.
Federt der Puffer ein, wird der Anschlag 3 mit der Führungsstange 1 von dem Mittelsteg 7 wegbewegt, gleichzeitig kann die Zentrierscheibe 12 in die Bohrung gleiten und die Führungsstange 1 führen. In der Phase der Ein- und Ausfederung überträgt die Zentrierscheibe 12 über die stirnseitig zur Feder 4 vorragende Fläche einen Teil des Federdrucks auf den Mittelsteg 7.
In der Endphase des Rückhubes trifft das Zwischenstück (11) zuerst auf den Absatz der Zentrierscheibe (12). Diese wird mit dem federseitigen Absatz auf die Feder gepresst und dämpft so die Bewegung des Zwischenstücks (11) bis zum Anschlag auf den Mittelsteg (7) ab. Dabei wird dann wieder die Zentrierscheibe vom Mittelsteg (7) abgehoben.
Durch Verdrehen der Mutter kann der maximale Hubweg eingestellt werden. Zur Demontage wird die Mutter entfernt, so dass der Stößel 5 von der Hülse 6 abgezogen werden kann. Die Feder 4 wird dann vom Boden der Pufferplatte 2 zurückgezogen. Nun kann das Sicherungsstück 9 abgezogen und die Führungsstange 1 um 90° gedreht und aus der Arretierungsbuchse 8 gezogen werden.
Bezugszeichenliste

1: Führungsstange
2: Pufferplatte
3: Anschlag
4: Feder
5: Stößel
6: Hülse
7: Mittelsteg
8: Arretierungsbuchse
9: Sicherungsstück
10: Kopf der Führungsstange
11: Zwischenstück
12: Zentrierscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0650879 A [0006]
US 3253718 [0006]
DE 29610605 U [0007]
DE 102009005968 A1 [0009]

Claims

Hülsenpuffer für Schienenfahrzeuge mit Bolzenanschlag, bestehend aus zwei ineinander geführten zylindrischen Gehäuseteilen, dessen inneres Gehäuseteil, die Hülse (6), am Ende eine Grundplatte zur Befestigung und einen Mittelsteg (7) besitzt, auf dem im Inneren eine vorgespannte Feder (4) abgestützt ist, und dessen äußeres Gehäuseteil, der Stößel (5), am Ende eine Pufferplatte (2) trägt, wobei der Boden der Pufferplatte (2) und der Mittelsteg (7) eine Führung für eine Führungsstange (1) besitzen, welche die Feder (4) führt, wobei die Führungsstange (1) mit einem Kopf (10) am Boden der Pufferplatte (2) mittels einer dort befestigten Arretierungsbuchse (8) lösbar, aber zugfest gelagert ist und das Ende der Führungsstange (1) durch eine Bohrung im Mittelsteg (7) diesen in Richtung Grundplatte überragt und einen Anschlag (3) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierungsbuchse (8) die eine zentrische Bohrung für die Führungsstange (1), einen rückwärtigen Freiraum für den Kopf (10) und einen Querschlitz für den Durchgang eines beidseitig abgeflachten Kopfes (10) der Führungsstange (1) besitzt und der Querschlitz nach dem Einsetzen und Verdrehen des Kopfes (10) durch ein oder mehrere Sicherungsstück/e (9) einschließlich der freien Tiefe der Arretierungsbuchse (8) ausgefüllt ist, und die Führung am Mittelsteg (7) aus einem äußeren Anschlag (3) mit Zwischenstück (11) und einer federseitigen Zentrierscheibe (12) mit konischem Grundkörper entsprechend der Bohrung im Mittelsteg (7) besteht, die Zentrierscheibe (12) oder das Zwischenstück (11) einen Absatz besitzt, der durch die Bohrung ragt und den Anschlag der Zentrierscheibe (12) zum Zwischenstück (11) bildet, wenn das Zwischenstück (11) bei ausgefedertem Stößel (5) am Mittelsteg (7) anliegt, wobei dann zwischen der Mantelfläche der Zentrierscheibe (12) und der Bohrung im Mittelssteg (7) ein Freiraum von einigen Millimetern Dicke besteht.
Hülsenpuffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsstück (9) als eine auf die Führungstange (1) aufschiebbare Buchse mit zwei axial vorstehenden Zapfen in der Abmessung des Querschlitzes und mit einer Länge einschließlich der Tiefe der Arretierungsbuchse (8) ausgebildet ist, so dass der Querschlitz und der Freiraum neben dem abgeflachten Kopf (10) von den Zapfen ausgefüllt wird und ein Rückdrehen des Kopfes (10) der Führungsstange (1) verhindert.
Hülsenpuffer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsstück (9) an dem der Feder (4) zugewandten Ende seitlich abgewinkelte Stege, bzw. einen umlaufenden Absatz mit vergrößertem Durchmesser besitzt, die/der durch den Druck der Feder (4) auf die Arretierungsbuchse (8) gepresst wird und ein Lösen des Sicherungsstückes (9) verhindert.
Hülsenpuffer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Pufferplatte (2) zentrisch eine Ausdrehung zur Aufnahme der Arretierungsbuchse (8) besitzt, die mit dem Boden in einer Ebene verschweißt ist.
Hülsenpuffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Führungsstange (1), welches den Mittelsteg (7) in Richtung Grundplatte überragt, ein Gewinde mit einer Mutter mit Sicherungselement und das Zwischenstück (11) in Form einer Scheibe trägt, welches stirnseitig Ausnehmungen zur Führung der Mutter und des Absatzes der Zentrierscheibe (12) besitzt.
Hülsenpuffer nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierscheibe (12) am Umfang kegelstumpfförmig, entsprechend der Durchgangsbohrung im Mittelsteg (7) ausgebildet ist und stirnseitig eine vorragende Fläche zur Feder (4) besitzt, gegenüberliegend einen kegelförmigen Absatz für die Führung im Zwischenstück (11) besitzt und die kegelstumpfförmige Umfangsfläche einen Abstand von 2 bis 10 mm zur Durchgangsbohrung im Mittelsteg (7) hat, wenn das Zwischenstück (11) bei ausgefedertem Stößel (5) am Mittelsteg (7) anliegt.
Hülsenpuffer nach einem der Ansprüche 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitig vorragende Fläche der Zentrierscheibe (12) zur Feder (4) eine Höhe und Fläche besitzt die, in Abhängigkeit von der jeweiligen Federkraft der Feder (4), eine ausreichende Dämpfung des Aufschlages des Zwischenstückes (11) auf die Zentrierscheibe (12) bei der Rückfederung bewirkt.
Hülsenpuffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Hülse (6) ohne Mittelsteg (7) auf der Grundplatte zusätzlich eine zentral angeordnete, in den Federfreiraum ragende Führung für die Führungsstange (1) befestigt ist.