DE1288106B

DE1288106B - Overrun buffers for vehicles, in particular rail vehicles

Info

Publication number: DE1288106B
Application number: DENDAT1288106D
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Reinhold 2844 Lemförde; Krems Friedrich 4500 Osnabrück Szonn
Original assignee: Lemforder Kunststoff GmbH & Co KG, 2844 Lemförde
Priority date: 1962-07-06
Publication date: 1969-01-30
Also published as: GB1043167A; FR1362806A

Description

Die Erfindung betrifft einen Auflaufpuffer für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, bestehend aus in der Hauptkraftrichtung hintereinander angeordneten Hauptschichten aus elastomerem Werkstoff, die durch Zwischenschichten aus einem gegenüber dem Werkstoff der Hauptschichten härteren Werkstoff miteinander verbunden sind.The invention relates to an overrun buffer for vehicles, in particular rail vehicles, consisting of made of main elastomer layers arranged one behind the other in the main direction of force Material that is harder than the material of the main layers due to intermediate layers Material are connected to each other.

Bei derartigen bekannten Auflaufpuffern für Fahrzeuge bestehen die Hauptschichten aus Gummi und die Zwischenschichten aus Metall, z. B. Stahl, wobei gegebenenfalls^ zwischen Hauptschichten und Zwischenschichten Verbindungsschichten aus Gummi mit einer gegenüber dem Gummi der Hauptschichten unterschiedlichen Härte eingefügt sind. Bei freier horizontaler Aufhängung derartiger Puffer lediglich an einem Ende würden die Metall-Zwischenschichten auf Grund ihres relativ hohen Gewichts die Puffer zu stark verformen, so daß eine Führung in der Hauptkraftrichtung des Puffers erforderlich ist, die entweder als Außen- oder als Innenführung, beispielsweise in Form einer Führungsstange, ausgebildet sein kann. Diese erforderliche Führung ist insofern als nachteilig anzusehen, als sie den Puffer in seinem Aufbau verteuert, das Gesamtgewicht des Puffers erhöht und obendrein noch der Wartung bedarf. Da ferner die elastische Verformbarkeit der Metall-Zwischenschichten sehr gering ist im Vergleich zu dem elastomeren Material der Haupt- und Verbindungsschichten, können die Zwischenschichten nicht für die Pufferwirkung ausgenutzt werden. Schließlich bereitet die einwandfreie und auch unter härtesten Betriebsbedingungen dauerhafte Verbindung der elastomeren Hauptschichten mit den metallischen Zwischenschichten Schwierigkeiten.In such known overrun buffers for vehicles, the main layers are made of rubber and the intermediate layers of metal, e.g. B. steel, where appropriate ^ between main layers and intermediate layers Connecting layers made of rubber are inserted with a hardness that differs from that of the rubber of the main layers. With free Horizontal suspension of such buffers only at one end would result in the intermediate metal layers Due to their relatively high weight, the buffers deform too much, so that a guide in the Main force direction of the buffer is required, either as an external or an internal guide, for example in the form of a guide rod. This required guidance is insofar to be regarded as disadvantageous as it makes the buffer more expensive in its construction, the total weight of the Buffer increases and on top of that still requires maintenance. Furthermore, since the elastic deformability of the Metal interlayers is the main and very small compared to the elastomeric material Connecting layers, the intermediate layers cannot be used for the buffer effect. Ultimately, it creates a flawless connection that is permanent even under the toughest operating conditions difficulties between the main elastomeric layers and the intermediate metallic layers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Auflaufpuffer der eingangs genannten Art die vorstehend genannten Nachteile der bekannten Pufferausbildungen zu beseitigen.The invention is based on the object in an overrun buffer of the type mentioned above to eliminate the above-mentioned disadvantages of the known buffer designs.

Diese Aufgabe findet ihre erfindungsgemäße Lösung darin, daß die Hauptschichten aus einem zellelastischen Werkstoff und die Zwischenschichten aus einem ebenfalls elastomeren, jedoch gegenüber dem Werkstoff der Hauptschichten dichteren Werkstoff bestehen.This object is achieved according to the invention in that the main layers from one cell-elastic material and the intermediate layers made of a likewise elastomeric, but opposite the material of the main layers consist of denser material.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung können die Zwischenschichten aus dem gleichen Ausgangsmaterial wie die Hauptschichten bestehen, jedoch eine feinporigere Struktur aufweisen. Auch können nach einem weiteren Erfindungsmerkmal die Zwischenschichten aus einem nichtzelligen Werkstoff bestehen. Ferner können nach einem weiteren Erfindungsgedanken die Haupt- und/oder Zwischenschichten jeweils untereinander eine unterschiedliche Stärke aufweisen. Von besonderem Vorteil ist es, wenn nach einem weiteren Erfindungsmerkmal der Zellstruktur aufweisende Werkstoff ein Polyurethan ist. Werkstoffe dieser Art haben eine hohe innere Verformbarkeit und sind besonders gegen atmosphärische Angriffe durch Ozon, Sonneneinstrahlung od. dgl., aber auch gegen Öle, Fette u. dgl. beständig. Durch die Beeinflussung der Porenbildung läßt sich das spezifische Gewicht des Zellstruktur aufweisenden Werkstoffes entsprechend abstimmen. Zweckmäßigerweise beträgt erfindungsgemäß das spezifische Gewicht des Zellstruktur aufweisenden Werkstoffes maximal 0,65 g/cm³.According to an expedient embodiment of the invention, the intermediate layers can consist of the same starting material as the main layers, but have a more fine-pored structure. According to a further feature of the invention, the intermediate layers can also consist of a non-cellular material. Furthermore, according to a further concept of the invention, the main and / or intermediate layers can each have a different thickness from one another. It is particularly advantageous if, according to a further feature of the invention, the material having the cell structure is a polyurethane. Materials of this type have a high degree of internal deformability and are particularly resistant to atmospheric attacks by ozone, solar radiation or the like, but also to oils, greases and the like. By influencing the pore formation, the specific weight of the material having the cell structure can be adjusted accordingly. According to the invention, the specific weight of the material having the cell structure is expediently a maximum of 0.65 g / cm ³ .

Die in ihrem Aufbau einfachen erfindungsgemäß ausgebildeten Puffer haben eine Dämpfung, die in jedem Fall über 20% liegt und bis zu etwa 50% ansteigen kann, wobei große Stoßenergien bei nur geringer Materialverdrängung nach außen aufgenommen werden können. Dabei übt die Querschnittsgestaltung der Pufferschichten nur einen untergeordneten Einfluß aus. Das Betriebsverhalten der Puffer ist, gleichgültig ob der Querschnitt der Pufferschichten rund, rechteckig oder in anderer Form gewählt ist, praktisch gleich. Auf eine besondere Führung ίο des Puffers kann außerdem verzichtet werden, was außer auf das geringere Puffergewicht vornehmlich darauf zurückzuführen ist, daß der Werkstoff der Hauptschichten des Puffers infolge seiner zellelastischen Struktur und der dadurch bedingten Kompressibilität nicht so leicht zum Ausknicken neigt wie ein Werkstoff mit homogener Struktur. Die Führung des Puffers in der Hauptkraftrichtung wird in denkbar einfacher Weise von den die Hauptschichten verbindenden Zwischenschichten übernommen, die bei entsprechend bemessener Härte eine einwandfreie Stützung der zellelastischen Hauptschichten ergeben. Wird der erfindungsgemäße Puffer durch Gießen der verschiedenen Pufferschichten hergestellt, so wird die Haftung der einzelnen Schichten untereinander besonders dadurch begünstigt, daß das feinporige oder zellfreie Material der Zwischenschichten in die zum Teil offenen Zellen der Hauptschichten eindringt, wodurch eine regelrechte gegenseitige Verankerung der Schichten an ihren Stirnflächen erreicht wird.The buffers designed according to the invention, simple in their construction, have a damping which is shown in FIG each case is over 20% and can rise up to about 50%, with large impact energies at only low material displacement to the outside can be absorbed. The cross-sectional design exercises the buffer layers only have a minor influence. The operating behavior of the buffers is, regardless of whether the cross-section of the buffer layers is round, rectangular or some other shape is practically the same. A special guide ίο of the buffer can also be dispensed with, what except for the lower buffer weight is mainly due to the fact that the material of the Main layers of the buffer due to its cell-elastic structure and the resulting compressibility does not tend to buckle as easily as a material with a homogeneous structure. The leadership of the buffer in the main direction of force is replaced in a very simple way by those connecting the main layers Intermediate layers taken over, which, if the hardness is appropriately measured, a flawless Support of the cell-elastic main layers result. Is the buffer according to the invention by pouring the If different buffer layers are produced, the adhesion of the individual layers to one another is particularly special favored by the fact that the fine-pored or cell-free material of the intermediate layers in the for Part of the open cells of the main layers penetrates, creating a veritable mutual anchoring of the layers is reached at their end faces.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt jeweils schematisch In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, each showing schematically

Fig. 1 ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Auflaufpuffer vor sowieFig. 1 shows a vehicle with an overrun buffer according to the invention in front of and

F i g. 2 nach dem Auflaufen auf einen ortsfesten Anschlag, wie einen Prellbock,F i g. 2 after impacting on a stationary stop, such as a buffer stop,

F i g. 3 eine abgewandelte Pufferanordnung, F i g. 4 bis 6 verschiedene abgewandelte Pufferformen undF i g. 3 shows a modified buffer arrangement, FIG. 4 to 6 different modified buffer forms and

F i g. 7 eine vorteilhafte Befestigungsart erfindungsgemäßer Auflaufpuffer an einem Fahrzeug.F i g. 7 shows an advantageous type of attachment of overrun buffers according to the invention on a vehicle.

In Fig. 1 der Zeichnung läuft auf einer Fahrbahn 1 ein Fahrzeug 2 mit Fahrtrichtung 3 auf einen beim dargestellten Ausführungsbeispiel ortsfesten Prellbock 4 mit Pufferplatte 5 auf.In Fig. 1 of the drawing, a vehicle 2 with the direction of travel 3 runs on a roadway 1 in the illustrated embodiment, stationary bumper 4 with buffer plate 5.

An der Stirnseite 6 des Fahrzeuges 2 ist auf einer Puffergrundplatte 7 ein Auflaufpuffer 8 angebracht, der aus mehreren, im vorliegenden Fall sieben, in der der Fahrtrichtung 3 entsprechenden Hauptkraftrichtung hintereinander angeordneten Hauptschichten 9, die durch Zwischenschichten 10 miteinander verbunden sind, besteht. Während die Hauptschichten Zellstruktur aufweisen und beispielsweise aus einem Polyurethan bestehen, haben die Zwischenschichten 10 demgegenüber eine höhere Dichte. Die einzelnen Schichten können miteinander vergossen, verschweißt, aufeinander vulkanisiert oder gegebenenfalls auch verklebt sein. Die an der Puffergrundplatte 7 anliegende Hauptschicht 9 ist mit der Grundplatte 7 durch Verkleben oder in anderer geeigneter Weise dauerhaft verbunden. Die das freie Ende des Auflaufpuffers 8 bildende Hauptschicht 9' kann gegebenenfalls zum Schutz gegen Abrieb od. dgl. einen äußeren Überzug 11 erhalten. Der Querschnitt des Auflaufpuffers 8 kann beliebig gewählt werden; er kann sowohl rund als auch rechteckig oder oval sein. Zur Wärmeabfuhr kann der Auflaufpuffer 8 in an sich bekannter Weise mit einem oder mehreren Hohl-On the front side 6 of the vehicle 2, an overrun buffer 8 is attached to a buffer base plate 7, the one of several, in the present case seven, in the main force direction corresponding to the direction of travel 3 main layers 9 arranged one behind the other, which are connected to one another by intermediate layers 10 are connected. While the main layers have cell structure and, for example, made of consist of a polyurethane, the intermediate layers 10, in contrast, have a higher density. the individual layers can be potted with one another, welded, vulcanized on one another or optionally also be glued. The main layer 9 resting on the buffer base plate 7 is with the base plate 7 permanently connected by gluing or in another suitable manner. Which is the free end of the The main layer 9 'forming the overrun buffer 8 can optionally be used to protect against abrasion or the like outer coating 11 received. The cross section of the overrun buffer 8 can be selected as desired; he can be round, rectangular or oval. To dissipate heat, the overrun buffer 8 in known way with one or more hollow

räumen versehen werden. Puffer mit derartigen Hohlräumen finden insbesondere bei hohen Stoßfrequenzen Verwendung, weil in diesem Fall eine Belüftung zur Wärmeabfuhr geraten erscheint. Diese Hohlräume können sowohl durchgehend als auch im Inneren blind endend vorgesehen sein. Das in F i g. 1 wiedergegebene Ausführungsbeispiel ist mit einem solchen strichpunktiert angedeuteten Hohlraum 12 ausgestattet, der den Auflaufpuffer 8 axial durchsetzt. rooms are provided. Buffers with such cavities are found particularly at high shock frequencies Use because in this case ventilation to dissipate heat appears advisable. These cavities can be provided both continuously and blindly inside. The in Fig. 1 The illustrated embodiment is with such a hollow space 12 indicated by dash-dotted lines equipped, which penetrates the buffer 8 axially.

Infolge der unterschiedlichen Struktur der einzelnen Schichten 9 bzw. 10 des Auflaufpuffers 8 ergibt sich beim Auftreffen auf den Prellbock 4 das aus F i g. 2 ersichtliche Bild. Die Hauptschichten 9 sind vergleichsweise stark zusammengedrückt, während die Zwischenschichten 10 infolge ihrer höheren Dichte demgegenüber weit geringer verformt werden. Entsprechend ändert sich auch der Durchmesser der verschiedenen Schichten 9 bzw. 10 in voneinander abweichendem Maße. Die in F i g. 2 mit 13 bezeichnete Linie entspricht etwa der Mantellinie des Auflaufpuffers 8 im Zustand nach Fig. 1. Im zusammengedrückten Zustand gemäß F i g. 2 ergibt sich für die Hauptschichten 9 des Auflaufpuffers eine Durchmesservergrößerung bis zur Mantellinie 14, während as die Zwischenschichten 10 sich praktisch nicht über den ursprünglichen Umfang ausdehnen. Bezüglich der Länge des Auflaufpuffers 8 im unverformten Zustande gemäß F i g. 1 und bei stärkster Zusammendrückung gemäß F i g. 2 ergibt sich ein Verhältnis von 1 :0,35. Dies entspricht einer Zusammendrükkung von 65 °/o.As a result of the different structure of the individual layers 9 and 10 of the overrun buffer 8 results when it hits the buffer stop 4, the one from FIG. 2 visible picture. The main layers 9 are comparatively strongly compressed, while the intermediate layers 10 due to their higher Density, on the other hand, are deformed far less. The diameter of the changes accordingly different layers 9 and 10 in different dimensions. The in F i g. 2 labeled 13 Line corresponds approximately to the surface line of the overrun buffer 8 in the state according to FIG. 1. In the compressed State according to FIG. 2 there is an increase in diameter for the main layers 9 of the overrun buffer up to the surface line 14, while the intermediate layers 10 are practically not over expand the original scope. With regard to the length of the overrun buffer 8 in the undeformed state according to FIG. 1 and with the greatest compression according to FIG. 2 results in a relationship of 1: 0.35. This corresponds to a compression of 65 ° / o.

F i g. 3 zeigt die Möglichkeit einer Aufteilung des Auflaufpuffers in zwei an einander gegenüberliegenden Puffergrundplatten 7 bzw. T befestigte Pufferkörper 15 bzw. 15'. Bei dieser Ausbildung haben die Zwischenschichten 10 einen geringeren Umfang als die Hauptschichten 9, wodurch sich am Umfang der Pufferkörper 15 und 15' Kerben 16 bilden, die sich beim Zusammendrücken der Pufferkörper günstig auswirken.F i g. 3 shows the possibility of dividing the overrun buffer into two buffer bodies 15 and 15 'attached to mutually opposite buffer base plates 7 and T, respectively. In this embodiment, the intermediate layers 10 have a smaller circumference than the main layers 9, as a result of which notches 16 are formed on the circumference of the buffer bodies 15 and 15 ', which have a beneficial effect when the buffer bodies are pressed together.

Der Auflaufpuffer 8 nach F i g. 4 verjüngt sich zu seiner vorderen Stirnseite 17 hin. Diese und die auf den Zwischenschichten 10 aufliegenden Stirnseiten der Hauptschichten 9 sind gewölbt ausgebildet. The overrun buffer 8 according to FIG. 4 tapers towards its front end face 17. This and that Front sides of the main layers 9 resting on the intermediate layers 10 are arched.

Bei der Ausführung nach F i g. 5 nimmt die Stärke der Zwischenschichten 10 zum freien Ende des Auflaufpuffers 8 hin ab. Hierdurch ergibt sich ein progressiverer Verlauf der Federkennlinie des Puffers.In the embodiment according to FIG. 5 takes the thickness of the intermediate layers 10 towards the free end of the overrun buffer 8 down. This results in a more progressive course of the spring characteristic of the buffer.

In F i g. 6 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, die insbesondere für Auflaufpuffer 8 größerer Länge vorteilhaft ist. Hierbei wird einer unter der Wirkung der Schwerkraft erfolgenden Ausbiegung des Auflaufpuffers 8 nach unten entgegengewirkt, indem ein Teil der Zwischenschichten 10 keilförmig, d. h. mit von der Unterseite zur Oberseite des Puffers 8 hin abnehmender Stärke ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich zwar theoretisch eine Abweichung der Längsmittelachse 20 des Auflaufpuffers gegenüber der gedachten horizontalen Linie 21, doch gleicht das Eigengewicht des Pufferkörpers 8 diese theoretische Abweichung wieder aus, so daß die Linien 20 und 21 praktisch zusammenfallen. Selbstverständlich läßt sich der gleiche Effekt auch durch eine analoge Ausbildung einzelner Hauptschichten 9 erreichen.In Fig. 6 shows a modified embodiment, which is larger, in particular for run-up buffers 8 Length is advantageous. Here, a deflection occurs under the action of gravity of the overrun buffer 8 counteracted downwards in that some of the intermediate layers 10 are wedge-shaped, d. H. is formed with decreasing strength from the bottom to the top of the buffer 8. This theoretically results in a deviation of the longitudinal center axis 20 of the overrun buffer compared to the imaginary horizontal line 21, but the weight of the buffer body 8 is equal to this theoretical deviation again, so that the lines 20 and 21 practically coincide. Of course the same effect can also be achieved by an analogous formation of individual main layers 9 reach.

In F i g. 7 ist eine besondere Art der Befestigung eines Auflaufpuffers 8 an der Puffergrundplatte 7 gezeigt. Zu diesem Zweck hat die an der Grundplatte 7 anliegende Hauptschicht 9" des Auflaufpuffers einen etwas größeren Durchmesser als die übrigen Pufferschichten, und diese Hauptschicht 9" wird randseitig von einem an der Puffergrundplatte 7 befestigten Haltering 22 übergriffen. Außer einer Verklebung ist dadurch noch eine zusätzliche Sicherung geschaffen.In Fig. 7 shows a special type of attachment of an overrun buffer 8 to the buffer base plate 7. For this purpose, the main layer 9 ″ of the overrun buffer resting on the base plate 7 has a slightly larger diameter than the other buffer layers, and this main layer 9 ″ becomes the edge overlapped by a retaining ring 22 attached to the buffer base plate 7. Except for a bond this creates an additional safeguard.

Claims

Patent claims:

1. Overrun buffers for vehicles, especially rail vehicles, consisting of in the main direction of force one behind the other arranged main layers made of elastomeric material, which are separated by intermediate layers made of one opposite the Material of the main layers of harder material are connected to each other, characterized in that that the main layers (9) made of a cell-elastic material and the intermediate layers (10) made of an also elastomeric material, but compared to the material of the main layers denser material exist.

2. Overrun buffer according to claim 1, characterized in that the intermediate layers (10) from consist of the same starting material as the main layers (9), but a finer-pored one Have structure.

3. Overrun buffer according to claim 1, characterized in that the intermediate layers (10) from consist of a non-cellular material.

4. Overrun buffer according to one of the preceding claims, characterized in that the Main and / or intermediate layers each have a different thickness from one another.

5. Overrun buffer according to one of the preceding claims, characterized in that one or several of the intermediate layers (10) are made thicker on the underside of the buffer than on the top of the buffer.

6. Overrun buffer according to one of the preceding claims, characterized in that the The end faces of the main layers (9) are arched in a manner known per se.

7. Overrun buffer according to one of the preceding claims, characterized in that the Cell structure having material is a polyurethane.

8. Overrun buffer according to one of the preceding claims, characterized in that the specific weight of the material having the cell structure is a maximum of 0.65 g / cm ³ .

9. On run puff he according to one of the preceding claims, characterized in that the on the buffer base plate (7) adjacent main layer (9 ") is larger in diameter than the remaining buffer shafts and overlapped by a retaining ring (22) attached to the buffer base plate is.

1 sheet of drawings