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Stoßvorrichtung für Schienenfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf
eine Stoßvorrichtung für Schienenfahrzeuge, bestehend aus zwei an jeder Stirnseite
des Fahrzeugrahmens im üblichen Abstand voneinander angeordneten Puffern mit mindestens
einem kegelstumpfförmigen Gummihohlkörper als Pufferfedern zwischen zwei ihrer Mantelform
angepaßten Formstücken.
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Als Stoßvorrichtung dient hierbei nach einem älteren Vorschlag ein
an den Fahrzeugstirnseiten angeordneter Stoßbalken, während als Zugvorrichtung eine
mit einem Gabelkopf versehene Zug- und Druckstange vorgesehen ist. Letztere lagert
in einem topfförmigen Gehäuse, das zum Befestigen am Fahrzeugrahmen einen Flansch
aufweist, der in Längsrichtung des Stoßbalkens auf etwa dessen Länge verbreitert
ist. An jeder Verbindungsstelle des Stoßbalkens mit dem Flansch des topfförmigen
Gehäuses ist ein kegelstumpfförmiger Gummihohlkörper zwischen metallischen Formstücken
vorgesehen, von denen das eine Formstück am Stoßbalken und das andere, in den Gummihohlkörper
hineinragende Formstück am Flansch des topfförmigen Gehäuses angeordnet ist. Die
beiden Formstücke mit den jeweils dazwischenliegenden kegelstumpfförmigen Gummihohlkörpern
werden von einem Schraubenbolzen durchsetzt, durch dessen Muttern die Vorspannung
der kegelstumpfförmigen Gummihohlkörper einstellbar ist. Die beiden symmetrisch
zur Zugvorrichtung angeordneten Gummihohlkörper haben einen verhältnismäßig geringen
Querabstand, so daß der Stoßbalken nur etwa im Bereich der Längsmittelachse des
Schienenfahrzeuges wirksam sein kann. Die Stoßvorrichtung ist daher nur für bestimmte,
Sonderzwecken dienende Schienenfahrzeuge geeignet, beispielsweise solche, die im
Abraumgebiet eingesetzt sind. Ihr einfacher Aufbau, ihr geringes Gewicht und damit
ihre geringen Herstellungskosten sowie ihre Wartungs- und Verschleißfreiheit haben
jedoch grundsätzlich auch für die üblichen, dem Inland- wie auch dem Transitverkehr
dienenden, mit zwei Puffern ausgerüsteten Schienenfahrzeuge Bedeutung.
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Es ist auch bereits ein Puffer als Stoßvorrichtung für Schienenfahrzeuge
mit einem ebenfalls kegelförmigen Gummihohlkörper als Pufferfeder bekanntgeworden.
Dieser Gummihohlkörper ist jedoch an beiden Stirnenden offen und in metallische,
ihrer Mantelform angepaßte Formstücke einvulkanisiert, von denen der innere sich
am Fahrzeugrahmen abstützt und der äußere mit dem Pufferteller verbunden ist. Diese
Gummihohlkörper weisen indessen nur eine Dämpfung auf, die nicht ausreicht, um die
beim Aufeinanderstoßen von Schienenfahrzeugen während des Fahr- oder Rangierbetriebes
auf die Puffer übertragene Energie aufnehmen zu können, sowie den beim Entspannen
der Pufferfeder auf das andere Fahrzeug ausgeübten Rückstoß ausreichend zu begrenzen.
Daher ist bei der bekannten Stoßvorrichtung noch eine mechanische Dämpfungsvorrichtung
vorgesehen, die aus drei auf den Innenmantel der Pufferhülse einwirkenden Backen
besteht. Die Backen werden durch ein am freien Ende der Pufferstoßstange angeordnetes
Druckstück mit kegelförmigen Flächen bei der Druckausübung gespreizt und dämpfen
auf diese Weise den Stoß der Pufferteller. Die metallisch aufeinander gleitenden
Flächen zwischen dem Balken und dem Druckstück einerseits sowie dem Innenmantel
der Pufferhülse andererseits erfordern eine laufende Schmierung, um den Verschleiß
der Gleitflächen zu vermindern. Diese Dämpfungsvorrichtungen sind somit sehr wartungsbedürftig,
wenn sie nicht vorzeitig verschleißen sollen und verursachen durch die zusätzliche
Dämpfungsvorrichtung erhebliche Mehrkosten der Stoßvorrichtung.
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Es ist zwar schon bekannt, durch Beimengungen zum Gummi die innere
Reibung und damit die Dämpfung zu erhöhen, jedoch wird die Gummifeder bei dynamischer
Belastung härter, erwärmt sich daher und wird schon nach kurzer Zeit unbrauchbar.
Diese dynamischen Belastungen der Pufferfedern treten bei eng gekuppelten Schienenfahrzeugen,
z. B. Personenzügen, auf.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Stoßvorrichtung
nach der eingangs bezeichneten Art so auszubilden, daß die Stoßkräfte in zwei einander
parallelen und im üblichen Pufferabstand verlaufenden Längsrichtungen der Schienenfahrzeuge
wirksam sind.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß jeder
kegelstumpfförmige Gummihohlkörper in an sich bekannter Weise an der abgeplatteten
Spitze einen von einem Verbindungsbolzen durchsetzten Boden aufweist und zwischen
die Formstücke eingelegt ist, die seiner Form entsprechend topfförmig ausgebildet
sind und von denen das eine
Formstück die innere Mantelfläche vollständig
und das andere Formstück die äußere Mantelfläche des Gummihohlkörpers bis auf eine
vorbestimmte, einen größten Außendurchmesser aufweisende Ringzone bedeckt, und daß
für die vorgeschriebene Pufferlänge zwischen dem Pufferteller und dem Fahrzeugrahmen
mindestens ein als Hohlzylinder ausgebildetes Zwischenstuck koaxial zum Gummihohlkörper
vorgesehen ist.
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Durch diese Maßnahmen ist eine Stoßvorrichtung geschaffen, bei der
jedwede Dämpfungsvorrichtung wie auch Paß- und Führungsflächen vermieden sind und
die infolgedessen einfach herzustellen ist und ein geringes Gewicht aufweist. Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Stoßvorrichtung gegenüber der
üblichen Pufferanordnung ist darin zu sehen, daß infolge der Verwendung von vornehmlich
auf Schub beanspruchten Gummihohlkegeln nicht nur die in Längsrichtung erfolgenden
Stoßkräfte weich, jedoch mit stark progressiver Federkennlinie sowie gedämpft auf
das Fahrgestell übertragen, sondern auch die beim Kurvenlauf des Schienenfahrzeuges
auftretenden Tangentialstöße elastisch aufgenommen werden. Da sie keine dem Verschleiß
unterworfenen Bauteile, insbesondere keine aufeinander reibenden Gleitflächen aufweist,
bedarf sie auch keiner Schmierung oder sonstigen Wartung.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
in einem waagerechten Längsschnitt schematisch dargestellt, wobei von jedem Ausführungsbeispiel
der zwei symmetrisch zur Zugvorrichtung angeordneten Stoßvorrichtungen nur jeweils
eine dargestellt ist.
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Das erste, in der linken Hälfte der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel
zeigt eine Stoßvorrichtung mit zwei kegelstumpfförmigen Gummihohlkörpern, während
in der rechten Hälfte der Zeichnung ein zweites Ausführungsbeispiel mit nur einem
kegelstumpfförmigen Gummihohlkörper dargestellt ist.
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Beim ersten, in der linken Hälfte der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
ist auf dem quer zum Fahrzeugrahmen verlängerten Flansch 1 des topfförmigen, die
Zugvorrichtung 2 führenden und am Fahrzeugrahmen befestigten Gehäuses 3 ein kegelstumpfförmiger
Ansatz 4 angeordnet, dessen Querabstand zur Fahrzeuglängsmitte dem halben Pufferabstand
entspricht, wie er bei den üblichen, mit zwei Puffern ausgerüsteten Schienenfahrzeugen
vorgesehen ist. Der kegelstumpfförmige Ansatz 4 ragt in den Hohlraum eines kegelstumpfförmigen
Gummihohlkörpers 5 hinein. Auf seine Stirnfläche ist ein symmetrisch ausgebildetes
metallisches Formstück 6 aufgesetzt, das aus zwei an einen Boden 7 anschließenden,
sich nach entgegengesetzter Richtung kegelförmig erweiternden Ringwänden 8 besteht,
von denen die eine über den Außenmantel des auf dem kegelstumpfförmigen Ansatz 4
aufgesetzten kegelstumpfförmigen Gummihohlkörper 5 greift, während die andere Ringwand
8 zur Aufnahme eines zweiten kegelstumpfförmigen Gummihohlkörpers 9 dient, der mit
seiner kleineren Stirnfläche auf dem Boden 7 des metallischen Formstückes 6 ruht.
In den Boden 7 greift ein weiteres, dem kegelstumpfförmigen Ansatz 4 entsprechendes
metallisches Formstück 10 ein, das an seinem erweiterten Ende einen zum Boden 7
des mittleren Formstückes 6 parallelen Ringflansch 11 aufweist. An diesem Ringflansch
11 wie auch in den erweiterten Enden der Ringwände 8 des mittleren Formstückes 6
und an dem Flansch des Ansatzes 4 sind Bördelränder 12 vorgesehen, deren Stirnseiten
paarweise gegeneinander gerichtet sind, so daß die kegelstumpfförmigen Gummihohlkörper
5 und 9 beim Zusammendrücken an ihren Umfangsflächen geführt sind. Um hierbei ein
Herausquellen des Gummis aus dem Zwischenraum zwischen den einander entgegengerichteten
Bördelrändern 12 zu vermeiden, sind die frei liegenden Mäntel 13 der Gummihohlkörper
5 und 9 nach innen gewölbt. Die freie Stirnseite des kegelförmigen Ansatzes 4 wie
auch der Boden 7 des mittleren Formstückes 6 und die freie Stirnseite des zum Boden
7 symmetrisch liegenden Formstückes 10 weisen zentral angeordnete Bohrungen 14 auf,
durch die ein Verbindungsbolzen 15 hindurchgeführt ist, der den Ansatz 4 mit dem
symmetrisch angeordneten Formstück 10 verbindet und durch entsprechendes Anziehen
der Bolzenmutter 16 ein Vorspannen der Gummihohlkörper 5 und 9 erlaubt. Zu diesem
Zweck sind letztere mit je einer zentral angeordneten, einen größeren Durchmesser
als der Verbindungsbolzen 15 aufweisenden Bohrung 17 versehen, die beim Vorspannen
und Zusammendrücken der Gummihohlkörper 5 und 9 ein Ausweichen des Gummis nach innen
ermöglicht. Auf der freien Stirnfläche des symmetrisch angeordneten Formstückes
10 ist ein rohrförmiges Zwischenstück 18 befestigt, das an seinem freien mit einem
Flansch 19 versehenen Ende einen Pufferteller 20 trägt. Die Länge dieses Zwischenstückes
18 ist so bemessen, daß die Gesamtlänge der Stoßvorrichtung der vorgeschriebenen
Baulänge der Puffer entspricht.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist das rohrförmige Zwischenstück
18 auf dem Flansch 1 des topfförmigen Gehäuses 3 befestigt und auf seinem freien
Ende ein in seiner Form dem kegelstumpfförmigen Ansatz 4 des ersten Ausführungsbeispiels
entsprechendes Formstück 21 unmittelbar aufgeschweißt oder auf einem mit dem freien
Ende des Zwischenstückes 18 verschweißten Flansch 22 geschraubt. Dieses Formstück
ragt in den Hohlraum eines den Gummihohlkörpern 5 und 9 des ersten Ausführungsbeispiels
entsprechenden Gummihohlkegel23 hinein. Auf dessen freie Stirnfläche ist ein weiteres
Formstück 24 aufgesetzt, das sich von dem mittleren Formstück 6 des ersten Ausführungsbeispiels
nur dadurch unterscheidet, daß die auf dem Boden 7 angeschlossene, dem Ansatz 4
abgekehrte Ringwand 8 durch einen Flansch 25 ersetzt ist, der den Pufferteller 20
trägt. Auch hier entspricht die Gesamtlänge der Stoßvorrichtung der üblichen Pufferlänge.
Es ist selbstverständlich auch möglich, die im ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel
vorgesehenen Gummihohlkörper 5 und 9 bzw. 23 als elastisches Zwischenglied zwischen
zwei Zwischenstücken anzuordnen. Hierbei ist das eine Ende des einen Zwischenstückes
an den Flansch 27 bzw. 26 des in den Hohlraum ragenden Ansatzes 4 bzw. Formstückes
21 und das eine Ende des anderen Zwischenstückes am Ringflansch 11 bzw. Flansch
25 des in den Hohlraum des anderen Gummihohlkörpers 9 ragenden bzw. des den Gummihohlkörper
23 übergreifenden Formstückes 24 befestigt. Das freie Ende des erstgenannten Zwischenstückes
ist hierbei auf den Flansch 1 des topfförmigen Gehäuses 3 geschweißt, während das
freie Ende des letztgenannten Zwischenstückes den Pufferteller 20 trägt.