DE1104987B

DE1104987B - Reibungsfeder, insbesondere fuer Eisenbahnpuffer

Info

Publication number: DE1104987B
Application number: DEP19033A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Richard Pierburg
Original assignee: HEINRICH PIERBURG FA
Current assignee: HEINRICH PIERBURG FA
Priority date: 1957-07-31
Filing date: 1957-07-31
Publication date: 1961-04-20

Description

Reibungsfeder, insbesondere für Eisenbahnpuffer Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungsfeder, insbesondere für Eisenbahnpuffer, bei der die Stirnenden eines geschlitzten, bzw. gewickelten Federstahl-Rohrstücks Kegelflächen haben., in die Enddruckstücke mit je einem entsprechenden Gegenkegel eingreifen.
Die Enddruckstücke. dieser bekannten Reibungsfedern sind mit Innenkegeln versehen, die das Rohrstück bei Belastung radial nach innen zusammendrücken, wobei sehr hohe Klemmkräfte auftreten, so daß die Feder häufig sprunghaft entlastet wird oder das Rohrstück überhaupt nicht in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt, wenn die Klemmkräfte größer als die Reibungskräfte sind. Auch die Herstellung dieser bekannten Reibungsfedern ist teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Reibungsfeder der .genannten Gattung Klemmkräfte zu vermeiden, einen ,großen Federweg des Rohrstücks zu ermöglichen und dieses ausschließlich auf Biegung zu beanspruchen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kegelflächen an der Innenwand des Rohrstücks liegen, wobei die Gegenkegel derart eingreifen, daß das Rohrstück bei Belastung radial aufgeweitet wird.
Diese Reibungsfeder ist im Aufbau und in der Unterhaltung sehr einfach und hohen Beanspruchungen und Anforderungen, namentlich im Eisenbahnbetrieb, gewachsen. Dadurch, daß die Enddruckstücke mit ihren Kegeln innerhalb des Rohrstücks angreifen, kann dieses bei zunehmender Belastung sehr stark radial aufgeweitet werden, wodurch ein verhältnismäßig großer Federweg erzielt wird. Beim Entlasten der Reibungsfeder ergibt sich durch Zusammenwirken der Gegenkegel der Enddruckstücke mit den Kegelilächen des Rohrstücks ein hoher Rückstoß- bzw. Arbeitsverzehr.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 die Feder im Längsschnitt, Abb. 2 ein .geschlitztes Rohrstück im Schaubild, Abb.3 ein aufgewickeltes Rohrstück, ebenfalls im Schaubild, Abb. 4 eine Sonderausführung der Feder in Form mehrerer inein.andergesetzter Rohrstücke.
Das geschlitzte Rohrstück 1 weist auf jedem Stirnende eine innenliegende Kegelfläche 2 auf. Das Verhältnis zwischen dem äußeren Durchmesser d und der Höhe h beträgt etwa 1. Das Verhältnis zwischen dem äußeren Durchmesser d und der Wandstärke s des Rohrstücks ist kleiner als 10, vorzugsweise etwa 5. An den Stirnenden des Rohrstücks 1 sind Enddruckstücke 3 vorgesehen, die mit einem Kegel 4 in die Stirnenden des Rohrstücks eingreifen und - mit den Kegelflächen 2 zusammenwirken. Die Enddruckstücke 3 sind zur Aufnahme einer Pufferstange 6 mittigdurchbohrt und an ihrem Rande mit einem ringförmigen Begrenzungskragen 5 versehen.
Die beschriebene Feder arbeitet wie folgt: Wird die Feder belastet, dann werden die Enddruckstücke 3 in die Stirnenden des Rohrstücks 1 hineingedrückt, so daß das geschlitzte Rohrstück radial aufgeweitet wird. Dieses Aufweiten des Rohrstücks wird durch Anstoßen seiner Stirnenden an der Ringfläche 7 der Enddruckstücke 3 begrenzt. Damit ist der größte Federweg erreicht. Die Verhältnisse sind derart gewählt, daß beim Erreichen des maximalen Federweges die zulässige Biegebeanspruchung des Rohrstücks nicht überschritten wird. Sobald die Feder .entlastet wird, entfernen sich die beiden Enddruckstücke 3 voneinander, wobei die kegelli.gen Reibungsflächen 2 und 4 an dem Rohrstück und,den Enddruckstücken 3 aufeinandergleiten und dabei den Rückstoß weitgehend verzehren.
Die Begrenzung des Federweges kann auch dadurch herbeigeführt werden, daß die Enddruckstücke 3 einen Fortsatz 8 erhalten, dessen Höhe so bemessen ist, daß der Abstand beider einander gegenüberliegender Fortsätze den maximalen Federweg ergibt, d. h. daß beim Hineindrücken der Enddruckstücke 3 in das Rohrstück 1 und Aufeinanderstoßen der Fortsätze 8 die Feder blockiert ist. Eine weitere Möglichkeit der Federblockierung besteht darin, daß beim Aufweiten des Rohrstücks 1 dessen äußere Stirnränder sich gegen die Innenfläche 9 des Begrenzungskragens 5 anlegen. Der Schlitz in dem Rohrstück 1 kann verschiedene Formen erhalten, z. B. können die Schlitzränder parallel, geradlinig, kurvenförmig oder schräg zueinander verlaufen.
An Stelle eines geschlitzten Rohrstücks 1 kann die gleiche Federwirkung auch mit Hilfe eines übereinandergreifenden Rohrstücks erzielt werden. Die übereinandergreifenden Enden des gewickelten Rohrstücks können hierbei verjüngt sein, so daß die Überlappung der Enden eine Gesamtstärke ergibt, die der übrigen Wandstärke des Rohrstücks etwa entspricht.
Die Feder ist mit ihren drei Hauptteilen, nämlich dein eschiitzteri bzw. gewiclzeiten Rohrstück l und den beiden Enddruckstücken 3 nicht nur konstruktiv besonders einfach, sondern in ihrer Federwirkung den bekannten Ring- und Mantelfedersvstemen gegenüber überlegen. Das Rohrstück wird auf reine Biegung beansprucht.
Die Fertigung der Feder ist ungewöhnlich einfach. Das Rohrstück 1 wird aus einem Flachbandstahl um einen Dorn gebogen. Das Anbringen der Innenkegelflächen erfolgt vorzugsweise durch einen kegelförm:i-Ien Schleifstein, der in die Rohrenden hineinbewegt wird. Die Enddruckstücke 3 werden zweckmäßig im Gesenk geschmiedet und deren Kegelflächen 4 @anschließend geschliffen. Zu erwähnen ist schließlich noch. daß die neue Feder fettlos arbeiten kann, da nur an den beiden Rohrenden Reibungsarbeit geleistet wird.
Um beim Entlasten der Feder ein einwandfreies und sicheres Entspannen der Feder zu bewirken, können zwischen den Enddruckstücken, vorzugsweise innerhalb der Rohrfeder, Rückdruckelemente, vorzugsweise dämpfungsfreie Tellerfedern, vorgesehen werden. Die Tellerfedern werden auf der Pufferstange 6 geführt. Die Rückdruckelemente werden vorteilhaft in der Weise angeordnet, daß sie erst kurz vor Erieichun, der Endlast der Rohrfeder gespannt werden: Da die Reibungsarbeit der Feder unter anderem von dem Kegelwinkel an den Stirnenden und der Größe der Kegel abhängig ist, kann durch Veränderung dieser Faktoren die Federwirkung verändert «-erden. Je nach den Anforderungen können Kegelwinkel und Kegelfläche variiert und an den beiden Stirnenden des Rohrstücks .diese Beeinflussungsgrößen verschieden bemessen werden.
Bei besonders großer Beanspruchung der Feder können mehrere Rohrstücke 1 konzentrisch ineinanciergesteckt werden, wie dies z. B. in Abb. 4 dargestellt ist. Hierbei ist lediglich das innenliegende Rohrstück stirnseitig mit Innen-Kegelflächen versehen.
Damit die ineinandergesteckten Rohrstücke gegen axiales Verschieben gesichert sind, werden diese zweckmäßig mit einer Rippe 10 ad. dgl. versehen, die in eine entsprechende Vertiefung des benachbarten Rohrstücks eingreift.
Die ineinandergesetzten Rohrstücke können derart angeordnet werden, daß sie mit Vorspannung arbeiten. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die benachbarten Rohrstücke nahezu gleichen Außendurchmesser erhalten, so -daß sie nach Ineinanderstecken gegeneinander drücken. Auf diese Weise wird .eine hohe Kraftaufnahme bei kleinem Federweg erzielt.
In Sonderfällen können die ineinandergesetzten Rohrstücke auch mit radialem Spiel angeordnet werden, das derart bemessen ist, daß sich das innen-1='_egende Rohrstück erst nach einer ganz bestimmten radialen Aufweitung und damit Kraftaufnahme an das benachbarte äußere Rohrstück anlegt. Auf diese Weise erhält man eine knickhafte Progressivität der Federkennlinie, d. h. eine Stufenwirkung.
Das erwähnte radiale Spiel zwischen ineinandergesetzten Rohrstücken kann auch durch eine elastische Zwischenschicht, z. B. Kunststoff, Gummi od. dgl. ausgefüllt werden. Hierdurch wird die Federkennlinie in dem Sinne beeinflußt, daß zwischen den geknickten Geraden ein kontinuierlicher Übergang geschaffen wird.
Die Federwirkung bei ineinandergesetzten Rohrstücken kann durch verschiedene Maßnahmen, je nach den Betrie@bsbeidingungen, variiert werden. So kann z. B. die Wandstärke und die Höhe jedes einzelnen Rohrstücks voneinander abweichen.
Schließlich ist noch die Möglichkeit gegeben, mehrere Einzelelemente der Feder hintereinanderzuschalten. Hierdurch werden ein vergrößerter Federweg und ein erhöhtes Arbeitsvermögen erzielt. Dies kann bei besonders großer Federbelastung erwünscht sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Reibungsfeder, insbesondere für Eisenbahnpuffer, bei der die Stirnenden eines geschlitzten bzw. gewickelten Federstahl-Rohrstücks Kegelflächen haben, in die Enddruckstücke mit je einem entsprechenden Gegenkegel eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelflächen (2) an der Innenwand des Rohrstücks liegen, wobei die Gegenkegel (4) derart eingreifen, daß das Rohrstück (1) bei Belastung radial aufgeweitet wird.
2. Reibungsfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser (d) und der Höhe (h) des Rohrstücks (1) kleiner als 2 ist.
3. Reibungsfeder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser (d) und der Wandstärke (s) des Rohrstücks (1) kleiner als 10 ist.
4. Reibungsfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Enddruckstücke (3) mit einem Begrenzungskragen (5) versehen sind.
5. Reibungsfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Enddruckstücke (3) mit axialen Ansätzen (8) zur Begrenzung des Federweges versehen sind.
6. Reibungsfeder nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die als Massivkörper ausgebildeten Enddruckstücke (3) eine Bohrung zur Aufnahme einer die Feder mittig durchdringenden Pufferstange (6) aufweisen.
7. Reibungsfeder nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen den Enddruckstücken (3) Rückdruckelemente, z. B. auf der Pufferstange (6) der Rohrfeder geführte Tellerfedern vorgesehen sind. B.
Reibungsfeder nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise Kegelwinkel und Kegelfläche an den beiden Stirnenden des Rohrstücks (1) verschieden groß bemessen sind.
9. Reibungsfeder nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere geschlitzte oder gewickelte Rohrstücke konzentrisch ineinanderstecken, wobei lediglich das innenliegende Rohrstück mit stirnseitigen Innenkegelfiächen versehen ist.
10. Reibungsfeder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke mit rippenartigen Vorsprüngen od. dgl. versehen sind, die in entsprechende Vertiefungen des benachbarten Rohrstücks derart eingreifen, daß die ineinandergesetzten Rohrstücke gegen axiales Verschieben gesichert sind.
11. Reibungsfeder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Rohrstücke vor dem Ineinandersetzen nahezu gleichen Außendurchmesser aufweisen.
12. Reibungsfeder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke mit radialem Spiel ineinandergesteckt sind.
13. Reibungsfeder nach den Ansprüchen 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den ineinandergesetzten Rohrstücken durch ein elastisches Mittel ausgefüllt ist.
14. Reibungsfeder nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke und die Höhe der einzelnen Rohrstücke verschieden bemessen sind.
15. Reibungsfeder nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mehrere Federaggregate hintereinandergeschaltet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 802 812, 839 295, 896 277, 965 457; schweizerische Patentschrift Nr. 174 409.