DE10210764C2 - Puffer für Schienenfahrzeuge und stationäre Anlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Puffer, insbesondere einen Hülsenpuffer für Schienenfahrzeuge und stationäre Anlagen.

Derartige Puffer bestehen aus einer fest am Fahrzeug oder einer Anlage montierten rohrförmigen Pufferhülse, auf oder in der sich ein Pufferstößel unter ständiger Vorspannung einer innenliegenden Federeinrichtung und einer axialen Stoßkraft längsverschieblich in definierten Grenzen bewegt.

Die Pufferhülse und der Pufferstößel können sowohl kreisrunde als auch davon abweichende Querschnitte aufweisen.

Die Hubbegrenzung ist entweder durch die Federeinrichtung selbst, oder durch Anschläge am Puffergehäuse realisiert, bzw. auch durch Auslösekraftniveaus, die die Gehäusebauteile in eine kontrollierte, zusätzliche Deformation zur Energievernichtung einbeziehen. Zur Rückhubbegrenzung sind verschiedene Lösungen bekannt.

Beispielsweise nach EP 1 038 751 ein formideal zwischen Pufferstößel und Pufferhülse liegender geschlitzter Rundring.

Nach EP 0 123 013 werden Halteringe, Halbschalen oder Halteelemente eingesetzt, die in einer Radialnut des Gehäuses abgestützt sind und die für den äußeren Gehäuseteil einen Anschlag bilden.

Zur Rückhubbegrenzung kombiniert mit Verdrehsicherung des Pufferstößels sind nach DE 39 13 140 Axialnuten im Pufferstößel angeordnet, während die Pufferhülse in die Axialnuten eingreifende Vorsprünge aufweist. Nachteilig bei diesen Lösungen ist, dass sie nur bei Puffern mit lösbarem Pufferteller oder lösbarer Grundplatte verwendbar sind. Andernfalls ist eine zerstörungsfreie Demontage nicht mehr möglich.

Das trifft auch für einen Hülsenpuffer nach EP 0 650 879 zu, bei dem ein nach der Montage verschweißter Haltering am Pufferstößel gegen einen Bund in der Pufferhülse drückt und lediglich als Rückhubbegrenzung fungiert.

Als Verdrehsicherung wird zusätzlich eine im Pufferstößel eingeschweißte und in einer Axialnut der Pufferhülse geführte Passfeder benötigt.

In der EP 0 287 944 wird eine Kombination von Verdrehsicherung und Rückhubbegrenzung vorgestellt. Diese ist durch eine Passfeder realisiert, die in einer Axialnut der Pufferhülse geführt ist und die darüber hinaus mit ihrer Stirnseite den Pufferstößel gegen Herunterfallen sichert. Jedoch ist die Passfeder nach der Montage durch eine umlaufende Schweißnaht gegen Herausfallen gesichert, was eine Demontage sehr erschwert.

Eine ähnliche Kombination von Verdrehsicherung und Rückhubbegrenzung ist in der WO 97/43159 vorgestellt. Danach ist das Problem mittels einer lose eingelegten Passfeder gelöst. Eine praxiswirksame Sicherung der Passfeder ist auch hier nur durch Verschweißen oder Verschrauben einer umlaufenden Banderole realisierbar.

Weiterhin sind konstruktive Lösungen nach FR 1.197.420, US 3,253,718 und EP 0 094 323 bekannt, die eher ungeeignet sind, die Aufgabe der nachfolgend dargestellten Erfindung zu lösen.

Zur Frage der Verwendung von Kunststoffen ist in der Patentliteratur ausschließlich auf Verschleißplatten am Pufferteller Bezug genommen. Hierzu wird auf EP 0 967 132 EP 0 650 879 und EP 0 887 244 hingewiesen.

Eine komplette Kunststoffanwendung zur Reibwertminimierung, Gewichtsreduzierung und Lärmminderung konnte nicht ermittelt werden.

Daraus schlussfolgernd wäre es wünschenswert, einen Puffer, insbesondere einen Hülsenpuffer für Schienenfahrzeuge und/oder stationäre Anlagen, für die Praxisanwendung zur Verfügung zu stellen, der gegenüber den bekannten Puffern der in Rede stehenden Art erhöhte Gebrauchswerteigenschaften aufweist.

Dazu ist basierend auf dem dargestellten Stand der Technik ein Puffer zu entwickeln, der sich durch verbesserte Demontagefreundlichkeit bei sicherer Funktionsweise auszeichnet.

Darüber hinaus ist Augenmerk auf die weitere Verschleiß- und Reibwertoptimierung, Gewichtsreduzierung, Senkung der Lärmbelästigung und Einsparung von umweltbelastenden Schmierstoffen zu legen.

Die Aufgabe ist nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst worden.

Danach besteht der Puffer im Wesentlichen aus den Gehäusebauteilen Pufferhülse und Pufferstößel und einem innenliegenden Federelement. Das innere Gehäusebauteil weist eine rundstirnige, längenbegrenzte Achsialnut mit Nutgrund auf, in die ein Bolzen als Verbindungsglied zwischen Pufferstößel und -hülse zwecks Rückhubbegrenzung und Verdrehsicherung eingreift. Die Bolzensicherung erfolgt unter Vermeidung einer Querschnittsschwächung des äußeren Gehäusebauteils. Dazu ist der Bolzen lösbar mittels Sicherungsring in einer lokalen Aufwulstung des äußeren Gehäusebauteils angeordnet oder mittelbar über ein Halteblech bzw. alternativ mittels Sicherungsblech und Sicherheitsschloß gegenüber dem außen liegenden Gehäusebauteil (Pufferstößel oder Pufferhülse) abgestützt und gegen Herausfallen gesichert.

Die Funktionsweise der Erfindung ist auch gegeben, wenn die Achsialnut im äußeren Gehäusebauteil befindlich ist. Die Anordnung des Bolzens ist dann nach den vorgenannten Merkmalen der Erfindung entsprechend anzupassen.

In den Unteransprüchen sind zweckmässige Ausgestaltungen angegeben, auf die in den folgenden Erläuterung am Beispiel eines Hülsenpuffers für Schienenfahrzeuge näher eingegangen wird.

In den zugehörigen Zeichnungen (Fig. 1 bis 13) sind Bezugszeichen angegeben, die folgende Bedeutung haben: 1 Pufferstößel, 2 Pufferhülse, 3 Federelement, 4 Bolzen, 5 Axialnut, 6 Radialnut, 7 Sicherungsring, 8 Halteblech, 9 Absatz, 10 Bügel, 11 Sicherheitsschloss, 12 Passfeder.

In Fig. 1 ist ein Puffer im Längsschnitt mit außen liegendem Pufferstößel 1 dargestellt. Das Federelement 3 ist entsprechend angedeutet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ausschnittsweise Vergrößerung in zwei Ansichten. Die Rückhubbegrenzung und Verdrehsicherung des Pufferstößels 1 gegenüber der Pufferhülse 2 ist mittels eines Bolzens 4 realisiert. Dieser ist über eine Bohrung im Pufferstößel 1 in eine Axialnut 5 der Pufferhülse 2 eingesetzt.

Der Bolzen 4 weist eine Radialnut 6 auf. In dieser liegt ein Sicherungsring 7. Letzterer stützt den Bolzen 4 gegenüber einem Halteblech 8, das mit formidealem Innendurchmesser direkt über dem Bolzen 4 liegt, ab. Das Halteblech 8, welches gleichzeitig als Typenkennschild ausgebildet sein kann, ist fest mit dem Pufferstößel 1 verbunden.

In Fig. 3 ist das Halteblech 8 in Doppelfunktion als Typenschild dargestellt.

Zur Demontage wird die Vorspannung des Federelements 3 auf einer Presse aufgehoben, so dass der Bolzen 4 nicht mehr gegen das Ende der Axialnut 5 gedrückt wird. Dann hält man den Sicherungsring 7 mit einer handelsüblichen Sprengringzange für Außenringe gespreizt, während der Bolzen 4 mittels einer Schraube in wenigen Sekunden durch die Öffnung im Halteblech 8 gezogen wird. Damit ist der Puffer zerstörungsfrei geöffnet.

Die Montage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

Das notwendige Spiel zwischen Sicherungsring 7 und Halteblech 8 ist beabsichtigt und gibt dem Bolzen 4 die notwendigen Freiheitsgrade.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform aufgezeigt, die ein eventuelles Stauchen des Bolzens 4 im Betrieb berücksichtigt. Hierzu ist der Bolzen 4 mit einem Absatz 9 versehen und so in dem Teil, der in der Axialnut 5 befindlich ist, im Durchmesser verringert.

Trotz eventueller Anstauchungen an der dem Rückhubanschlag ausgesetzten Fläche des Bolzens 4 ist durch diese Maßnahme ein problemloses Herausziehen des selben gewährleistet.

Die Fig. 5 und 6 zeigen das Umkehrprinzip der Gehäusebauteile. Hier liegt der Pufferstößel 1 im Gegensatz den Darstellungen in den Fig. 1 bis 4 in der Pufferhülse 2. Diese Ausführungsvariante ist dann von besonderer Bedeutung, wenn die Pufferhülse 2 zur zusätzlichen Energieaufnahme in Form kontrollierter Deformation vorgesehen ist.

Fig. 6 zeigt eine Variante mit abgesetzten Bolzen 4 in analoger Weise zu Fig. 4.

Leider haben demontagefreundliche Lösungen beispielsweise unter Verwendung von geschlitzten Sicherungsringen 7 den Nachteil, dass sie auch von unbefugten Personen leicht zu öffnen sind. Somit ist der sichere Fahrbetrieb von Schienenfahrzeugen zum Beispiel infolge verlorengegangener Einzelteile nicht garantiert.

Daher wird vorgeschlagen, den Puffer gegen unbefugtes Öffnen zu schützen und auf diese Weise Missbrauch vorzubeugen.

In den Fig. 7, 8 und 10 sind entsprechende Lösungsvorschläge aufgezeigt.

Der Bolzen 4 ist mit einem Bügel 10 fest verbunden. Letzterer ist mittels eines handelsüblichen Sicherheitsschlosses 11 abschließbar und damit lösbar am Pufferstößel 1 nach Fig. 7 bzw. an der Pufferhülse 2 nach Fig. 10 befestigt.

Wie in den Fig. 9 und 11 dargestellt, ist eine Passfeder 12, fest mit dem Bügel 10 verbunden.

Auch bei Verwendung eines Bolzens 4 bzw. einer Passfeder 12 jeweils mit Bügel 10 ist die Umkehrfunktion der Gehäusebauteile Pufferstößel 1 und Pufferhülse 2 ohne Weiteres möglich.

Mehrfachanordnungen und Kombinationen der beschriebenen konstruktiven Ausführungsformen sind denkbar. Als zweckmäßig werden zwei gegenüberliegende Anordnungen angesehen.

Zur Gewichts-, Verschleiß-, Reibwert- und Lärmminimierung sowie zur Einsparung von Schmierstoffen ist es günstig, alle oder einige der den Bolzen 4 bzw. die Passfeder 12 aufnehmenden Gehäusebauteile vollständig oder teilweise aus Kunststoffen zu fertigen. Besagte Gehäusebauteile sind außerdem unter Nutzung des Reibschweissens vorteilhaft herstellbar.

Schließlich ist in den Fig. 12 und 13 eine erfindungsgemäße Lösung angegeben, die eine besonders rationelle Herstellungsweise ermöglicht, die montage- und demontagefreundlich und darüber hinaus wartungsarm ist. Zusätzlich wird dem Eindringen von Wasser und Schmutz im Bereich des Bolzens durch konstruktive Maßnahmen entgegengewirkt.

Die Rückhubbegrenzung und Verdrehsicherung des Pufferstößels 1 gegenüber der Pufferhülse 2 ist analog der in den Fig. 1 bzw. 2 dargestellten Variante mittels des Bolzens 4 realisiert. Dieser ist frei beweglich und kann einen Ansatz 9 aufweisen, falls das gewünscht oder erforderlich ist. Der Bolzen 4 ist auch hier über eine Bohrung im Pufferstößel 1 in die Axialnut 5 der Pufferhülse 2 eingesetzt.

Der Pufferstößel 1 weist im Bereich der Bohrung eine Wulst auf, in die eine Radialnut 6 eingebracht ist. In dieser liegt ein Sicherungsring 7 ein und hindert somit den Bolzen 4 am Herausfallen aus dem Pufferstößel 1. Bei ausreichender Wandstärke des Pufferstößels 1 kann gegebenenfalls auf die Wulst verzichtet werden.

Der verbleibende Raum zwischen der Oberseite des Bolzens 4 und der Oberkante der Wulst sollte mit Fett oder anderen geeigneten Materialien ausgefüllt werden, um das Eindringen von Wasser bzw. Schmutz zu verhindern.

Für den Fall, dass der Pufferstößel 1 in der Pufferhülse 2 geführt ist, ist die Anordnung entsprechend anzupassen.

Claims (12)

1. Puffer, insbesondere Hülsenpuffer für Schienenfahrzeuge und stationäre Anlagen, im Wesentlichen bestehend aus einer fest an einem Fahrzeug oder einer Anlage montierten rohrförmigen Pufferhülse, auf oder in der ein Pufferstößel unter ständiger Vorspannung einer innenliegenden Federeinrichtung und einer axialen Stoßkraft längsverschieblich in definierten Grenzen beweglich ist, wobei eines der Gehäusebauteile, Pufferstößel oder Pufferhülse, eine rundstirnige, längenbegrenzte Axsialnut mit Nutgrund besitzt, in die ein Bolzen als Verbindungsglied zwischen den Gehäusebauteilen zwecks Rückhubbegrenzung und Verdrehsicherung eingreift und der Bolzen gegenüber dem äußeren Gehäusebauteil, abgestützt und gegen Herausfallen und/oder unberechtigtes Entnehmen aus der Axialnut gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzensicherung ohne Querschnittsschwächung des äußeren Gehäusebauteils, nämlich dem Pufferstößel (1) oder der Pufferhülse (2), realisiert ist, indem der Bolzen (4) mittels eines Sicherungsringes (7) bei lokaler Aufwulstung des äußeren Gehäusebauteils unmittelbar oder mittelbar über ein Halteblech (8) gegenüber dem äußeren Gehäusebauteil abgestützt ist, wobei der Bolzen (4) in der Pufferhülse (2), dem Pufferstößel (1) und gegebenenfalls weiteren Bauteilen axial und radial beweglich ist.

2. Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) über eine Bohrung im äußeren Gehäusebauteil in die Axialnut des inneren Gehäusebauteils eingesetzt ist, wobei das äußere Gehäusebauteil im Bereich der Bohrung eine Wulst aufweist, in die eine Radialnut (6) eingebracht ist, in der der Sicherungsring (7) einliegt, wodurch der Bolzen (4) am Herausfallen gehindert ist.

3. Puffer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Oberseite des Bolzens (4) und der Oberkante der Wulst ein Freiraum verbleibt, der mit einem viskosen Material füllbar ist.

4. Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) eine Radialnut (6) aufweist, in die der Sicherungsring (7) gesetzt ist, dass Letzterer den Bolzen (4) gegen ein über diesem angebrachtes und mit dem äußeren Gehäusebauteil fest verbundenes Halteblech (8) mit formidealer Bohrung für den Bolzen (4) abstützt und dass der Bolzen (4) auch im Halteblech (8) beweglich einliegt.

5. Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine feste Verbindung zwischen dem Bolzen (4) und einem Bügel (10) realisiert ist, wobei der Bügel (10) lösbar oder am äußeren Gehäusebauteil, Pufferstößel (1) oder Pufferhülse (2), festgelegt ist.

6. Puffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteblech (8) als Typenkennschild gestaltet ist.

7. Puffer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (10) mittels eines Sicherheitsschlosses (11) am äußeren Gehäusebauteil befestigt ist.

8. Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) einen Ansatz (9) aufweist.

9. Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) durch eine rundstirnige Passfeder (12) ersetzt ist.

10. Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mehrfachanordnungen bzw. Kombinationen der vorgeschlagenen konstruktiven Lösungsvarianten vorgesehen sind.

11. Puffer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle oder einige der den Bolzen (4) bzw. die Passfeder (12) aufnehmenden Gehäusebauteile vollständig oder teilweise aus Kunststoffen gefertigt sind.

12. Puffer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass alle oder einige der den Bolzen (4) bzw. die Passfeder (12) aufnehmenden Gehäusebauteile Reibschweissverbindungen aufweisen.