DE1811325A1 - Zug- und Stossvorrichtung fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

• Zug- und Stoßvorrichtung fUr Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Zug- und Stoßvorrichtung ftir Schienenfahrzeuge, mit einer auf Zug und Druck beanspruchten, in ihrer Länge in zwei unabhängig voneinander wirksame Feder teile unterteilte, aus Gummi od.dgl. bestehende Federungseinrichtung, die die eigentliche Feder und drei bei Zug bzw.
• Druck beanspruchte Federdruckplatten aufweist, und mit einem Kupplungsarm, der sich zum Übertragen der Stoßkräfte auf beide Federteile abstützt, wobei sich die hintere Federdruckplatte ortsfest abstützt, während die Zugkräfte über eine Xraft-Ubertragungsvorrichtung nur auf den hinteren Pederteil Ubertragen werden, wobei sich die mittlere Federdruckplatte in Zugkraftrichtung ortsfest abstützt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Varrichtung konstruktiv zu vereinfachen und danit montagemäßig su verbessern. Demgemäß wird vorgeschlagen, daß die vordere oder hintere Federdruckplatte mit einem sich bis sur hinteren bzw.
• vorderen Federdruckplatte erstreckenden, zentral angeordneten, zur Führung der zwischen den Federdruckplatten angeordneten Federteile dienenden FUhrungsanker versehen wird, auf dem die mittlere und hintere bzw. vordere Pederdruokplatte geftihrt worden. Mit dieser Maßnahme wird eine wesentliche Vereinfachung des Aufbaus ersielt, weil durch den Führungsanker eine Verbindung der Federdruckplatten untereinander bewirkt wird.
• Als weitere MaSMhle wird ein einteiliger, verdrehsicher geführter Führungsbügel als Kraftübertragungsvorrichtung vorgeschlagen, an dessen vorderem Ende der Kupplungsarm angelenkt wird, wobei die Anlenkungsvorrichtung b Zugrichtung unnachgiebig al Führungsbügel und in Stoßrichtung gegen die vordere Federdruckplatte unter Vorspannung federnd anliegt, und an dessen rückwärtigem Ende ein in Zugrichtung anliegender Anschlag für die hintere Federdruckplatte vorgesehen wird und in dem mindestens die vordere und die hinter. Federdruckplatte geführt werden. Die Einführung des gehäuseartigen Führungsbügels dient ebenfalls zur konstruktiven Vereinfachung und sur Vergrößerung der Sicherheit und ermöglicht ferner eine zweckmäßige Ausgestaltung der Federungseinrichtung.
• Die Federungseinrichtung hat die Zug- und die Stoßbelastung aufzunehmen und ist daher einer erheblichen Beanspruchung ausgesetzt. Hierfür nicht verschleißbehaftete, störungsfreie und leicht ein- und ausbaubare Federn vorzusehen ist ein wesentlicher Gesichtspunkt für die Schaffung des Führungsbügels, der insbesondere für den Binbau in Wagen vorgesehen ist.
• Die Federteile selbst bestehen zweckmäßigerweise aus mehreren, jeweils auf einer runden, rechteckigen od.dgl. Lamelle befestigten flachen, vorzugsweise der Form des Bleches entsprechenden Gummikörpern,wobei die Lamelle entsprechend dem Führungsanker mit einer Ausnehmung versehen und umgebördelt wird. Die Bördelung dient zur Versteifung der Lamelle und damit der Feder und ferner zur besseren und verschleißärmeren Führung der Feder auf drr Führungsanker. Die Lamelle selbst besteht üblicherweise aus eine Blech, das neben der Erzielung einer ausreichenden Festigkeit die Wärme abführen soll.
• Die Ausbildung der Feder ist von größter Wichtigkeit sowohl für die Federkennlinie als auch für die Verschleißfestigkeit des Gummikörpers. Es ist bereits bekannt, derartige Gummikörper mit einer Lamelle zu verbinden, die i ihrem inneren, um die Ausnehmung herumliegenden und in ihrem äußeren Bereich eben und der daswischenliegende Bereich nach Art einer Tellerfeder kenisch, vorzugsweise unter einem Winkel von 45° ausgebildet ist, wobei der Gummikörper - parallel zur Belastungsrichtung gesehen - eine gleichbleibende Schichtdicke in diesen drei Bereichen aufweist, damit eine satte Anlage mehrerer Federn hintereinander möglich ist.
• Bs wird nunmehr vorgeschlagen, daß der Gummikörper an seines inneren Rand mit einer leigung zur freien Oberfläche von 15 bis 45°, vorzugsweise 300, vorsehen wird. Bei dieser Fermgebung ist der Gummikörper in der Lage, die Druckspannung günstig zur Lamelle hin abzubauen und verdrängte Volumen gut zu verteilen. Zur Erreichung des letztgenannten Zweckes kann der Gummikörper im ebenen innenren Bereich mit parallel zum Führungsanker verlaufenden Bohrungen versehen werden, versugsweise mit acht Bohrungen auf dem Umfang.
• Bei einer anderen, besonders zweckmäßigen Bau@rt wird die gesamte Lamelle noch Art einer Tellerfeder konisch ausgebildet, wobei der Konuswinkel 90 bis 160°, vorsugsweise 150°, beträgt und der Gummikörper mit einer gleichbleibenden Schicht@icke versehen wird. Die Federverhältnisse sind hier als besonders günstig an@u@ehen, d@ durch die stetig verlaufenden Federfläche ein fast rückstauloses Abfließen des beim @infedern verdrängten Volumens des Gummikörpers orm@glicht und dadurch die @@lkarb@it des Gummis gesc@kt und die L@bens@@uer beträchtlich orh@ht wird. Durch V@r@ndern der Neigungswinkel am Immen- und Außenrend des Gummikörpers können diese Verhältni@se noch besser am die jeweiligen Erfordernisse angopaßt werden. Besonders verteilhaft ist eine Ausbildung des Gummikörpers, bei der der @u@@r@ @@nd parallel zum Führungsanker verläuft oder eine @eigung @ur freien Oberfläche bis 30° und der innere @@nd eine @@igung zur freien Oberfläche von 15 bis 75° aufweist.
• In weiterer Ausgestaltung der Federungsvorrichtung wird vorgeschlagen, daß die vordere Federdruckplatte über Gummifedern an der Anlenkungsvorrichtung zur Anlage kommt. Hierdurch wird der Stoß federnd auf diese Federdruckplatte übertragen.
• Als Anlenkungsvorrichtung wird vielfach ein lotrecht angeordneter Bolzen benutzt, der in seiner Mitte den Kupplungsarm trägt. Bei einer derartigen Bauweise wird nach einem weiteren Erfindungsgedanken vorgesehen, daß der Belzen lediglich an seinur oberen und unteren Ende mit der nach vorne zeigenden Mantelfläche an der Kraftübertragungsvorrichtung und an der nach hinten zeigenden Mantelfläche an je einem Federtopf anliegt und daß ein anderer, über die Gummifeder mit da erstgenannten Pedertopf in Wirkverbindung stehender Federfopf an der vorderen Federdruckplatte, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zwischenstückes, anliegt. Fernerhin ist es vorteilhaft, die Federtöpfe längeverschieblich geführt anzuordnen, wobei die hinteren Feder töpfe mit einer Nutenführung versehen und die verderen Federtöpfe verdreh@icher am Bolzen anliegend und nach eben bzw. unten ein- und ausbaubar angeordnet werden. Hierdurch wird eine tr@tz der verhandenen Vorspannung einfache Montage erreicht.
• Die Federtöpfe werden zweckmäßigerweise als auf zwei einander parallele Flächen abgeflachte Zylinder ausgebildet, wobei die Dicke der Federtöpfe (zwischen dem einander parallelen Flächen) kleiner ist als der 0,7-fache Wert des Zylinderdurchmessers. Die Montage des Feder@öpfes erfolgt so, daß dieser um etwa 90° um seine Endstellung gedreht eingesetzt, dan@@h in seine Endstellung gebracht wird.
• Die Fertigung der Kraftübertragungsvorrichtung und der Federtöpfe wird erleicht@rt, wenn diese mit einer gemein@amen zylindrischen Führung in der Kraftübertragungsvorrichtung versehen werden und der hintere Federopf nicht länger ausgebildet wird als die @ilfte der ge@mtem Federtopfführungslänge.
• Es sei erwähnt, daß die Maßnahmen zur Abdederung der Anl@nkungsvorrichtung bei Stoßbeanspruchungen nicht auf die Bauart einem Zug- und Stoßvorrichtung mit einem @@hrungsanken und einem F@hrungsbügel besc@@@nkt sind, s@ndern sich auch auf Zug- und Stoßvorrichtungen erstrecken @ellen, die z.B. in den Gobrauch@@ustern 1 97@ 242 und 1 979 144 dargestellt sind und sich aus Platsgr@nden insbesondere für Triebragen @lg@en.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen darges@ellt, d@r@n weiters, in Unteransprüchen erwähnte Ein@elhelten @@t@@@@bar sind. Es @olgt Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch und Fig. 2 eine Drauf@icht auf eine erfindungsgemäße Zug- und Stoßvorrichtung, Fig. 3, 4 und 5 Querschnitte entlang den Linien III-III, IV-IV und V-V in Fig.1, Fig. 6 einem Längsschnitt durch eine Federeinheit nach Fig.5, Fig. 7 eine @rontansicht einer vierckigen @edereinheit und Fig. 8 einem Querschnitt einer anderen Bauart der Federeinheit.
• In den Fig. 1 und 2 ist mit @ der Führungsbügel bezeichnet, der im wesentlichen aus @wei wsagerschten flachen, am vorderen Ende über Verbindungsstücke 4 und am h@nteren Ende über ein Verbindungsstück 5 miteinander verbundenen Trägern 2 und 3 besteht. Am vorderen Ende des Führungsbügels 1 sind zwei Langl@cher 6 vorgesehen, an deren vorderer Fläche ein Belsen 7 zur Anlage kommt, s@bald der im Belzen 7 gelagerte Kupplungsarm 8 auf Zuf (Pfeil 9) beansprucht wird. Bei Stoßbeanspruchung (Pfeil 10) wird die Kraft von Bolzen 7 auf einem Federtopf 11 und dann über eine Mehrschichtgummifeder 12 und einen sweiten Federtopf 13 auf ein Zwischenstück 14 übertragen. An diesem liegt die vordere der drei Federdruckplatten 15, 17 und 18 an, zwischen denen der vorders bzw. hintere Federteil 19 bzw. 20, bestehend aus weiter untem näher besohriebenen Federeinheiten 21, angeordnet sind.
• Die Federdruckplatten 15, 17 und 18 und das Zwischenstück 14 werden mit oberen und unteren Führungsflächen an den Trägern 2 und 3 des Führungsbügels 1 geführt, und zwar das Zwischenstuck 14 und die Federdruckplatten 15 und 17 in lotrechter und waagerechter Richtung und die Federdruckplatte 18 lediglich in lotrechter Richtung (vgl. Fig. 3 bis 5). Ferner liegen das Zwischenstück 14 und die vordere Federdruckplatte 15 aneinander und in Zugrichtung 9 ortsfest gegen einen Anschlag 22 (Fig.2) an. Ebenso ist der mittlere Federdruckteller 17 mit seinem Verlängerungsstück 23 auf dem Anschlag 22 abgestützt. Die vordere Federdruckplatte weistaußerdemeinen Führungsanker 16 auf, der sich durch eine Bohrung 24 in der mittleren Federdruckplatte 17 bis su einer Bohrung 25 in der hinteren Pederdruckplatte 18 erstreckt und dieser eine Fhrung auch in waagerechter Richtung verleiht. Die hintere Federdruckplatte 18 ist ferner am Führungsbügel 1 und ortsfest derart abgestützt, daß sie bei Zugbeanspruchung von Führungsbügel mitgenommen wird (Anschlag 1a) und bei Stoßbeanspruchung die ortsfeste Abstützung (Anschlag 22a) wirksam wird. Der FÜhrungsbügel 1 selbst ist im ortsfesteh Gehäuse 26 längsbeweglich, aber unverdrehbar geführt, und zwar vorne mittels Führungsplatten 27 und hinten an den Flächen 28 (s.Pig. 2). Ein Anschlag 22b begrenzt den Hub dgp Führungsbügels bei Zugbeanspruchung.
• Zwischen den Federdruckplatten 15, 17 und 16 sind die Federeinheiten 21 auf dem Führungsanker 16 längsbeweglich angeordnet (s.Fig.1 und 5). Fig.6 zeigt den Aufbau einer solchen Federeinheit 21 im einzelnen. Sie besteht aus einer nach Art einer Tellerfeder ausgebildeten konischen Blechlamelle 29 mit einem Konuswinkel von 150°, die im inneren Bereich 30 umgebördelt ist und die einseitig mit einem Gummikörper 31 gleichbleibender Schichtdicke versehen ist. Der äußere Rand 32 des Gummikörpers 31 verläuft parallel zur Achse. Er kann jedoch auch - wie gestrichelt bei 32a angedeutet -einen Winkel bis zu 30° zur Waagerschten aufweisen, und zwar mit der leitung zur Oberfläche des Gummikörpers. Der Winkel in dessen innerem Bereich 33 beträgt 15° bis 75°, Hier etwa 600.
• In Fig.7 ist eine Federeinheit 34 in rechteckiger Form mit abgerundeten Ecken 35 dargestellt. Gummikörper 36 und Bördelung 37 entsprechen der Ausführung nach den Fig.5 und 6.
• Diese Feder ist ohne Aufwand verdrehsicher anzuordnen, was für nanche Zwecke von besonderer Bedeutung ist.
• Fig.8 zeigt eine weitere Variante der Federeinheit. Dir dort gezeigte Federeinheit 38 weist eine Lamelle 39 auf, die im inneren und äußeren Bereich 40 bzw. 41 eben und im mittleren Bereich 42 konisch ausgebildet ist. Im inneren Bereich 40 weist das Klech eine Bördelung 43 auf. Der Gummikörper 44 ist auch hier von gleichbleibender Schichtdicke - parallel zur Achse gesehen - , wobei der äubere Rand 45 parallel zur Achse verläuft. Der innere Rand 46 verjüngt sich in einem Winkel von 30° zur Oberfläche des Gummikörpers 44. Ferner weist dieser Öffnungen 47 auf, z.B. insgesamt acht Stück, die zum besseren Verteilen des Gummis bei Druckbeanspruchungen dienen.
• Bei den Federeinheiten nach den Fig.6 bis 8 wird die Dicke der Lamelle 29 bzw. 39 zur Schichtdicke des Gummikörpers 31 bzw. 44 zweckmäßigerweise im Verhältnis von etwa 1:5 vorgesehen. Bei den Federeinheiten nach Fig.8 ist es ferner empfehlenwert, den inneren Bereich 40 gegenüber dem äußeren Bereich 41 um den zwei- bi@ dreifachen Wert der Schichtdicke des Gummikörpers 44 zu versetzen.
• Aus den Fig.1 bis 4 gehen ferner Einzelheiten der Abfederung des Bolzens 7 bei Stoßbeanspruchungen hervor. Die Federtöpfe 11 und 13, von denen in Fig.1 lediglich die beiden oberen zu sehen sind, sind abgeflacht (Flächen 52) und im einer zylindrischen Führung 49 geführt. Der hinters Federtopf 13 ist auf seiner Länge in einer Nutenführung verdrehsicher geführt, wobei im Federtopf selbst die Nut 50 und im Träger 2 bzw. 3 die Feder 51 vorgesehen ist (vgl. Fig.4), und weist eine solche Länge auf, daß er - nach verne aus der Nutenführung herausgeschoben - herausnehmbar ist, wobei er um knapp einen rechten Winkel gedreht werden muß. Auf Grund dieser Ein- und Ausbauweise darf die Dicke des Federtopfes 13 einen bestimmten, vom Durchmesser der Zylinderführung abhängigen Wert (0,7) nicht überschreiten.
• Desselbe gilt für den verderen Federtopf 11, der allerdinge ohne eine Nutenführung auskommt, da er um Bolzen 7 verdrehsicher zur Anlage kommt. Die Feder 12 hat im übrigen kreisförmigen Querschnitt und ist in entsprichenden Ausnehmungen der Federtöpfe gelagert. Zwischen den einzelnen Federlagen befinden sich Lamellen 53.

Claims (15)

PatentansprUche

1. Zug- und Stoßvorrichtung für Schienenfahrzeuge, mit einer auf Zug und Druck beanspruchten. in ihrer Länge in zwei unabhängig voneinander wirksame Federteile unterteilte, aus Gummi od.dgl. bestehende Federungseinrichtung, die die eigentliche Peder und drei bei Zug bzw. Druck beanspruchte Federdruckplatten aufweist, und mit einem Kupplungsarm, der sich zum Übertragen der Stoßkräfte Uber eine Anlenkungsvorrichtung auf beide Federteile abstützt, wobei sich die hintere Yederdruckplatte ortsfest abstUtst, während die Zugkräfte Uber eine KraftUbertragungsvorrichtung nur auf den hinteren Federteil Ubertragen werden, wobei sich die mittlere Federdruckplatte in Zugkraftrichtung ortsfest abstutzt, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere oder hintere Federdruckplatte (15) mit einem sich bis zur hinteren bzw. vorderen Federdruokplatte (18) erstreckenden, zentral angeordneten, zur Führung der zwischen den Federdruckplatten (15,17,18) angeordneten Federteile (19,20) dienenden PUhrungsanker (16) versehen ist, auf dem die mittlere und die hintere bzw. vordere Federdruckplätte geführt werden (17,18).

2. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen einteiligen, verdrehnicher längsgeführten Führungsbügel (1) als Kraftübertragungsvorrichtung, an dessen vorderen Ende der Kupplungsarm (8) angelenkt ist, wobei die Anlenkungsvorrichtung (Bolzen 7) in Zugrichtung unnachgiebig am Führungsbügel und in Stoßrichtung gegen die vordere Federdruckplatte (15) unter Vorspannung federnd anliegt, und an dessen rtickvärtiga Ende ein in Zugrichtung anliegender Anschlag (la) für die hintere Federdruckplatten (t8) vorgesehen ist und in dem mindestens die vordere und die hintere Federdruckplatte (15,18) geführt sind.

3. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federteile (19,20) aus mehreren jeweils auf einer runden, rechteckigen od.dgl. Lamelle (23,39) befestigten flachen, vorzugsweise der Form der Lamelle entsprechenden Gummikörpern (31,44) besteht, wobei die Lamelle entsprechend dem Führungsanker (16) eine Ausnehmung aufweist und umgebördelt (Bördelung 30,43) ist.

4. Zug und Stoßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamelle (29) nach Art einer Tellerfeder konisch ausgebildet ist, wobei der Konuswinkel 90 bis 1600, vorzugsweise 150°, beträgt und der Gummikörper (31) eine gleichbleibende Schichdicke aufweist.

5. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (31) an seinem äußeren Rand (32,32a) parallel zum Führungsanker oder mit einer Neigung bis zu 30°C und am inneren Rand (33) mit einer Neigung von 15 bis 75o, Jeweils zur freien Oberfläche des Gummikörpers, versehen ist.

6. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Lamelle in ihrem inneren, um die Ausnehmung herumliegenden und in ihrem äußeren Bereich oben und der dazwischenliegende Bereich nach Art einer Tellerfeder konisch, vorzugsweise unter einem Winkel von 45°, ausgebildet ist und sich der Gummikörper - parallel zur Belastungsrichtung gesehen -in gleichbleibender Schichtdicke tber diese drei Bereiche erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (44) an seinem inneren Rand (46) eine Neigung zur freien Oberfläche von 14 bis 45°, vorzugsweise 30°, aufweist.

7. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (44) in ebenen inneren Bereich (40) parallel zum Führungsanker verlaufende Bohrungen (47) aufweist, vorzugsweise acht Bohrungen auf dem Umfang.

8. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Lamelle (29,39) zu der Schichtdicke des Gummikörpers (31,44) ein Verhältnis von etwa 1:5 aufweist.

9. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Bereich (40) der Lamelle (39) gegenüber dem äußeren Bereich (41) un den zwei- bis dreifachen Wert der Schichtdicke des Gummikörpers (44) versetzt angeordnet ist.

10. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Federdruckplatte (15) über Gummifedern (12) an der Anlenkungsvorrichtung (Bolzen 7) anliegt.

11. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 10, mit einem lotrecht angeordneten, in seiner Mitte den Kupplungsarm tragenden Bolzen als Anlenkungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (7) lediglich an seinem oberen und unteren Ende mit der nach vorne zeigender Mantelfläche an der Kraftübertragungsvorrichtung (Führungsbügel 1) und an der nach hinten zeigenden Mantelfläche an je einem Federtopf (11) anliegt und daß ein anderer, über die Gummifeder (12) mit dem erstgenannten Federtopf (11) in Wirkverbindung stehender Federtopf (13) an der vorderen Federdruckplatte (15), gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zwischenstückes (14), anliegt.

12. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Federtöpfe (11,13) in der Kraftübertragungsvorrichtung (Führungsbügel 1) längsverschieblich geführt angeordnet sind, wobei die hinteren Federtöpfe (13) eine Nutenführung (50,51) aufweisen und die vorderen Federtöpfe (11) verdrehsicher am Bolzen (7) anliegend und nach oben bzw. unten ein- und ausbaar angeordnet sind.

13. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federtöpfe (11,13) als auf zwei einander parallele Flächen (52) abgeflachte Zylinder ausgebildet sind, wobei die Dicke der Federtöpfe (zwischen den einander parallelen Flächen) kleiner ist als der 0,7-fache Wert des Zylinderdurchmessers.

14. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß beide Federtöpfe (11,13) eine gemeinsame zylindrische Führung (49) aufweisen und daß der hintere Federtopf (13) nicht länger ist als die Hälfte der gesamten Federtopfführungslänge.

15. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine im Querschnitt runde Mehrschichtgummifeder (12) zwischen den Federtöpfen (11,13).