DE1947819C3

DE1947819C3 - Device for absorbing oversized impacts, which is in particular connected downstream of a central buffer coupling for rail vehicles

Info

Publication number: DE1947819C3
Application number: DE19691947819
Authority: DE
Inventors: Manfred Gronemann; Karl-August Kimpel; Guenter Thomas
Original assignee: BERGISCHE STAHL-INDUSTRIE 5630 REMSCHEID
Current assignee: BERGISCHE STAHL-INDUSTRIE 5630 REMSCHEID
Priority date: 1969-09-22
Filing date: 1969-09-22
Publication date: 1978-09-14
Also published as: FR2062515A5; FI55899C; DE1947819A1; AT309527B; NL7012764A; ES383329A1; DE1947819B2; FI55899B; CH530572A; BE756205A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufnahme übergroßer Stöße, die insbesondere einer Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge nachgeschaltet ist, bestehend aus einem äußeren Druckrohr und einem inneren Verformungsrohr, die unter bleibender Verformung des Verfonnungsrohrs teleskopartig ineinanderschiebbar sind, wobei das Druckrohr im Bereich seines dem Verformungsrohr zugewandten Endes eine zu diesem Ende hin divergierende konische innere Druckfläche und das Verformungsrohr im Bereich seines dem Druckrohr zugewandten Endes eine gleichsinnig konische, mit der Druckfläche zusammenwirkende äußere Gegenfläche aufweist.The invention relates to a device for absorbing oversized impacts, in particular one Central buffer coupling for rail vehicles is connected downstream, consisting of an outer pressure pipe and an inner deformation tube, which telescopes with permanent deformation of the deformation tube are telescopic, the pressure tube in the region of its end facing the deformation tube a conical inner pressure surface diverging towards this end and the deformation tube in the region of its the end facing the pressure pipe has a conical conical direction that interacts with the pressure surface having outer mating surface.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist die konische innere Druckfläche an einer in das Druckrohr eingesetzten Buchse vorgesehen, während das Verformnngsrohr im Bereich der konischen äußeren Gegenfläche durch eine in das Verformungsrohr eingesetzte Platte versteift ist. Bei einer derartigen Ausbildung läßt sich die Größe der Stoßbeanspruchung, bei der die bleibende Verformung einsetzt, nur innerhalb eines verhältnismäßig weiten Streubereichs vorherbestimmen. Ein derartiger Streubereich ist nachteilig, da eine Vorrichtung zur Aufnahme übergroßer Stöße einerseits von einer bestimmten Größe der Stoßbeanspruchung an zuverlässig wirksam werden muß.In a known device of this type, the conical inner pressure surface is on one in the pressure tube used socket provided, while the deformation tube in the area of the conical outer counter surface by an inserted into the deformation tube Plate is stiffened. With such a design, the size of the impact load can be which sets the permanent deformation, can only be determined in advance within a relatively wide scatter range. Such a scatter range is disadvantageous because a device for absorbing oversized impacts on the one hand must be reliably effective from a certain size of the shock load.

andererseits jedoch nicht unnötig früh ansprechen soll. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Größe der Stoßbeanspruchung, von der an die Vorrichtung unter bleibender Verformung des Ver-on the other hand, however, should not address unnecessarily early. The invention is based on the object of creating a device of the type mentioned at the beginning which is the magnitude of the impact stress on the device under permanent deformation of the

formungsrohrs anspricht, möglichst genau vorherbestimmbar ist.forming tube responds, as precisely as possible in advance is.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß auf dem äußeren Umfang des Vcrforinungsrohrs ein Abscherbund vorgesehen ist. an dem vor dem Ansprechen der Vorrichtung die dem Verformungsrohr zugewandte Stirnfläche des Druckrohrs anliegt.The inventive solution to this problem is that on the outer circumference of the Vcrforinungsrohrs a shear collar is provided. on the before the response of the device the dem Deformation tube facing end face of the pressure tube rests.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist das ent scheidende Kriterium fiir das Ansprechen der Von ich tung die Scherfestigkeit lies Abscherblindes, die sich verhältnismäßig genau festlegen läßt. Da mil dem Abscheren des Abscherb¹ indes die bleibende Verformung des Verlormungsrohrs einsetzt, ist somit die Größe derIn the embodiment according to the invention, the decisive criterion for the response of the device is the shear strength of the shear blind, which can be determined relatively precisely. Since with the shearing off of the shear ¹ , however, the permanent deformation of the deformation pipe begins, the size of the

Sioßbeanspruchung, von der an die Vorrichtung Stöße unter bleibender Verformung aufnimmt, entsprechend genau vorherbeslimmbar.Sioßbeansprungs, from which the device absorbs shocks with permanent deformation, accordingly precisely predefinable.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.Appropriate refinements of the invention can be found in the subclaims.

In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungen der Erfindung dargestellt, und zwar zeigenIn the drawing, for example, embodiments of the invention are shown, namely show

F i g. 1 bis 3 in drei verschiedenen Ausführungsformen erfindungsgemäße Vorrichtungen, die jeweils an Stelle des üblichen Kupplungsschafts einer Mittelpuffcrkupplung für Schienenfahrzeuge vorgesehen sind.F i g. 1 to 3 in three different embodiments Devices according to the invention, each in place of the usual coupling shaft of a central buffer coupling are intended for rail vehicles.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 1 weist ein Druckrohr 11 mit einem Endflansch 12 zur Anbringung an der Gelenklagerung für eine Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs auf. Ein Verformungsrohr 13 ist an seinem dem Druckrohr 11 abgewandien Ende 14 an dem Kupplungskopf der Mittelpufferkupplung. /.. B. mit einer .Schalenmuffe, befestigbar. Das dem Verformungsrohr 13 zugewandte Ende 15 des Druckrohrs 11 ist verdickt ausgebildet und aus einem gehärteten Material hergestellt. Das verdickte Ende 15 bildet eine Innenschultcr 16, und seine innere Umfangsflache besteht aus einer zylindrischen Führungsfläche 17 und einer sich daran anschließenden konischen Druckfläche 18. welche in eine dem Verformungsrohr 13 zugewandte Stirnfläche 19 übergeht. Das Verfornningsrohr 13 besitzt einen äußeren Durchmesser, welcher dem größten Durchmesser der konischen Druckfläche 18 entspricht. Im Bereich dieser Druckfläche 18 am Druckrohr Il besitzt das Verformungsrohr 13 ebenfalls eine gleichsinnig konische Gegenfläche, welche in -.'ine zylindrische Fläche übergeht. An diese zylindrische Flüche schließt sich ein Außengewinde 20 an. auf das ein Ring 21 geschraubt ist. Der Außendiirchniesser des Rings 21 entspricht dem Innendurchmesser des Druckrohrs 11 hinter dem verdickten Ende 15.The device according to FIG. 1 has a pressure pipe 11 with an end flange 12 for attachment to the Articulated bearing for a central buffer coupling of a rail vehicle. A deformation tube 13 is on its end 14 facing away from the pressure pipe 11 on the coupling head of the central buffer coupling. / .. B. with a shell sleeve, attachable. The end 15 of the pressure tube facing the deformation tube 13 11 is thickened and made of a hardened material. The thickened end 15 forms a Inner shoulder 16, and its inner peripheral surface from a cylindrical guide surface 17 and an adjoining conical pressure surface 18. which in one of the deformation tube 13 facing End face 19 merges. The deformation tube 13 has an outer diameter which corresponds to the largest diameter of the conical pressure surface 18. In the area of this pressure surface 18 on the pressure tube II, the deformation tube 13 also has a conical counter surface in the same direction, which in -. 'ine cylindrical surface merges. An external thread 20 adjoins this cylindrical surface. on that one Ring 21 is screwed. The external director of the Ring 21 corresponds to the inner diameter of the pressure pipe 11 behind the thickened end 15.

Angrenzend an die konische Gegenfläche ist am Verformungsrohr 13 ein Abscherbund 22 angeordnet. Der Querschnitt des Abscherbundes 22 ist so bemessen, daß die Kraft, die zum Abscheren notwendig ist, derjenigen Stoßkraft entspricht, bei der die Vorrichtung ansprechen soll.A shear collar 22 is arranged on the deformation tube 13 adjacent to the conical mating surface. The cross section of the shear collar 22 is dimensioned so that the force that is necessary for shearing off, of those Corresponds to impact force at which the device should respond.

Der Zusammenbau der Vorrichtung erfolgt dadurch, daß das Verformungsrohr 13 so weit in das Ende 15 des Druckrohrs 11 eingesetzt wird, bis der Abscherbund 22 an der Stirnfläche 19 des Druckrohrs anliegt. Dann wird der Ring 21 auf das Verformungsrohr 13 aufgeschraubt und festgezogen. Der Ring 21 wird, z. B. durch einen Sicherungsstift 23, gegen selbsttätiges Lösen gesichert. In dieser Stellung liegt die konische Druckfläche 18 des Druckrohrs 11 noch nicht an der entsprechenden konischen Gegenfläche des Verformungsrohrs 13 an, sondern die beiden gleichsinnig konischen Flächen haben einen geringen Abstand voneinander. Erfolgt jetzt ein unzulässig großer Stoß in Richtung des Pfeils D, z. B. infolge eines Zusammenstoßes zweier Wagen, so wird der Abscherbund 22 durch die Stirnfläche 19 abgeschert, sobald der Stoß die vorbesiimmte Grenze überschritten hat. Zur weiteren Ver/ehrung der Stoßenergie wird das Verformungsrohr 13 nun in das Druckrohr Il hineingeschoben und erleidet dabei an der konischen Druckfläche 18 des Druckrohrs Il eine Durchinesserverkleinerung entsprechend dem Dillerenzniali 24. Durch diese Diirchmesserverkleinerung wird die restliche Stoßenergie aufgezehrt, soweit sie die für die Gelenklagerung der Mittelpufferkupplung zulässige Slollbe-uispruchung iiberschreiiei.The assembly of the device takes place in that the deformation tube 13 is inserted into the end 15 of the pressure tube 11 until the shear collar 22 rests against the end face 19 of the pressure tube. Then the ring 21 is screwed onto the deformation tube 13 and tightened. The ring 21 is, for. B. secured against automatic loosening by a locking pin 23. In this position, the conical pressure surface 18 of the pressure tube 11 does not yet lie against the corresponding conical counter surface of the deformation tube 13, but the two conical surfaces in the same direction are at a small distance from one another. If there is now an impermissibly large impact in the direction of arrow D, z. B. as a result of a collision between two cars, the shear collar 22 is sheared off by the end face 19 as soon as the impact has exceeded the predetermined limit. To further increase the impact energy, the deformation tube 13 is now pushed into the pressure tube II and suffers a reduction in diameter on the conical pressure surface 18 of the pressure tube II in accordance with the Dillerenzniali 24 of the central buffer coupling exceeds the permissible load.

wobei das Verformungsrohr 13 mehr oder weniger weit in das Druckrohr 11 hineingeschoben wird. Über den Ring 21 können die Zugkräfte vom Verformungsrohr 13 bzw. dem daran angeordneten Kupplungskopf auf das Druckrohr 11 und von da aus auf die Gelenklagerung bzw. den betreffende;: Wagen übertragen werden. Durch die zylindrische Führungslläehe 17 wird ein gegenseitiges Ausknieken des Druckrohrs Il und des Verformungsrohrs 13 verhindert. Während des Einschiebens des Verformungsrohrs 13 in das Druckrohr 11 wird das Verformungsrohr auch noch über den Ring 21 in. Druckrohr geführt, so daß die Knicksicherheit mit zunehmendem Einschieben des Verformungsrohrs verbessert wird. Der Sicherungsstift 23 kann gleichzeitig noch zur Sicherung des Druckrohrs 11 und des Verformungsrohrs 13 gegen eine relative Drehung zueinander benutzt werden.the deformation tube 13 being pushed more or less far into the pressure tube 11. Above the ring 21 can take the tensile forces from the deformation tube 13 or the coupling head arranged thereon onto the pressure pipe 11 and from there onto the pivot bearing or the relevant ;: wagon can be transferred. Through the cylindrical Führllähe 17 is a mutual kneeling of the pressure tube II and the deformation tube 13 is prevented. During insertion of the deformation tube 13 into the pressure tube 11, the deformation tube is also still over the ring 21 in. Pressure tube out, so that the kink resistance as the deformation tube is pushed in is improved. The locking pin 23 can also be used to secure the pressure tube 11 and the deformation tube at the same time 13 can be used against relative rotation to one another.

Nach Fig. 2 sind ein Druckrohr 31 und ein Verformungsrohr 36 vorgesehen, wobei die Zugkräfte durch eine zentral angeordnete Zugslange 39 übertragen werden. An seinem dem Verformungsrohr 36 zugewandten Ende 32 ist das Druckrohr 31 verdickt ausgebildet und weist innen eine zylindrische Führungsfläehe 33 und eine konische Druckfläche 34 auf, welche in eine Stirnfläche 35 übergeht. Das Verformungsrohr 36 besitzt einen Abscherbund 37 sowie eine der konischen Druckfläche 34 entsprechende konische Gegenfläche, welche in eine zylindrische Fläche übergeht. Das dem Druckrohr 31 zugewandte Ende des Verformungsrohrs 36 bildet einen Inricnflansch 38 mit einer /entralen Bohrung, in der die Zugstange 39 gelagert ist. welche darüber hinaus im rückwärtigen Teil des Druckrohrs 31 noch in einer zentralen Bohrung eines Innenllansehes 40 gelagert ist. Die Zugstange 39 ist mit Muttern 41 versehen, durch die das Verformungsrohr 36 und das Druckrohr 31 zusammengehalten werden. Der äußere Durchmesser des Verformungsrohrs 36 entspricht dem größten Durchmesser der konischen Druckfläche 34. deren Winkel in diesem Beispiel etwas größer gewählt ist.According to Fig. 2, there are a pressure pipe 31 and a deformation pipe 36 is provided, the tensile forces being transmitted by a centrally arranged tensile length 39 will. At its end 32 facing the deformation tube 36, the pressure tube 31 is thickened and has inside a cylindrical guide surface 33 and a conical pressure surface 34, which in a End face 35 merges. The deformation tube 36 has a shear collar 37 and one of the conical ones Pressure surface 34 corresponding conical counter surface, which merges into a cylindrical surface. That the Pressure tube 31 facing end of the deformation tube 36 forms an Inricnflansch 38 with a / central Bore in which the pull rod 39 is mounted. which, moreover, in the rear part of the pressure pipe 31 is still mounted in a central bore of an interior view 40. The tie rod 39 is secured with nuts 41 provided through which the deformation tube 36 and the Pressure tube 31 are held together. The outer diameter of the deformation tube 36 corresponds to this largest diameter of the conical pressure surface 34. whose angle is selected somewhat larger in this example is.

Nach F i g. 3 trägt ein Druckrohr 48 an seinem einem Verformungsrohr 42 zugewandten Ende eine zylindrische Führungsfläehe 43 und eine konische Druckfläche 44. die in eine Stirnfläche 49 übergeht. Das Verformungsrohr 42 weist einen Abscherbund 45 und eine der Druckfläche 44 entsprechende konische Gegenflächc auf, die in eint: zylindrische Fläche übergeht. Der Abseherbund 45 besitzt auf der Seite der konischen Gegenflächc einen scharfkantigen Übergang 46 und auf der anderen Seite einen gerundeten Übergang 47 in das Verformungsrohr 42. Die an dem Abseherbund 45 anliegende Stirnfläche 49 steht über den äußeren Umfang des Abscherbundes 45 so weit vor, daß auf der Stirnfläche 49 ein Klemmring 50 mit Schrauben 51 befestigt werden kann. Der Klemmring 50 ist geteilt, so daß er radial von außen über das Verformungsrohr 42 gelegt werden kann. Mit einer Ringschulter 52 legt sich der Klemmring 50 in den gerundeten Übergang 47 und drückt den Abscherbund 45 auf die Stirnfläche 49 des Druckrohrs 48. Dadurch sind Druckrohr 48 und Verformungsrohr 42 sowohl bei Zug- als auch bei Stoßbeanspruchung fest miteinander verbunden.According to FIG. 3 carries a pressure tube 48 at its end facing a deformation tube 42 a cylindrical Guide surface 43 and a conical pressure surface 44 which merges into an end surface 49. The deformation tube 42 has a shear collar 45 and a conical mating surface corresponding to the pressure surface 44 which merges into one: cylindrical surface. The Abseherbund 45 has on the side of the conical Opposite surface a sharp-edged transition 46 and on the other side a rounded transition 47 in the deformation tube 42. The end face 49 resting on the retainer collar 45 protrudes over the outer circumference of the shear collar 45 so far that a clamping ring 50 is fastened with screws 51 on the end face 49 can be. The clamping ring 50 is divided so that it extends radially from the outside over the deformation tube 42 can be laid. With an annular shoulder 52, the clamping ring 50 lies in the rounded transition 47 and presses the shear collar 45 onto the end face 49 of the pressure pipe 48. This results in the pressure pipe 48 and the deformation pipe 42 firmly connected to each other in the event of both tensile and impact loads.

Erfolgt ein unzulässig großer Stoß, wird der Abscherbiind 45 an dem scharfkantigen Übergang 4b abgeschert und das Verformungsrohr 42 unter Durehmesserverkleineriinj; durch die konische Druck fluche 44 in das Druckrohr 48 eingeschoben, wobei die Stoßenergie in Verformimgsarbcit umgcwandcli vunlIf an impermissibly large impact occurs, the shear connector 45 is sheared off at the sharp-edged transition 4b and the deformation tube 42 is sheared off under diameter reduction; pushed through the conical pressure curse 44 into the pressure pipe 48, the impact energy in deformation carbcit umgcwandcli vunl

Trill dagegen eine unzulässig hohe Zugbeanspruchung ;uif. si) wird der Abseherbund 45 ebenfalls abgesehen, über an dem Übergang 47. wobei die beiden gekuppelten Wagen getrennt werden. Wesentlich ist hierbei, daIJ durch die unterschiedliche Ausbildung der Übergange 46 und 47 die /um Abscheren des Abseherbundes 45 notwendigen Kräfte ebenfalls unterschiedlich sind, wodurch in der dargestellten Ausführung die Belastungsgrenze bei Zugbeanspruchung erheblich höher liegt als bei .Stoßbeanspruchung. Durch eine entsprechende Ausbildung der Übergänge 46 und 47 kann also di Belastungsgrenze sowohl für Zug- als auch für Stol: kralle den jeweiligen unterschiedlichen Krfordemissc angepaßt werden.Trill, on the other hand, has an impermissibly high tensile stress ; uif. si) the Abseherbund 45 is also waived, over at the transition 47. whereby the two coupled carriages are separated. It is essential that IJ Due to the different design of the transitions 46 and 47, the shearing off of the tailing collar 45 necessary forces are also different, whereby the load limit in the illustrated embodiment is considerably higher in the case of tensile stress than in the case of impact stress. With a corresponding Formation of the transitions 46 and 47 can therefore be the load limit for both tensile and stol: claw the respective different force demissc be adjusted.

Das Druckrohr wird werkstoffmüßig so ausgeleg daß es mehrere Verformiingsvorgängc iiberdauer Dann ist es für mehrere Vcrformiiiigsvorgänge nur noi wendig, jeweils das Verformungsrohr aiis/uwechseli wenn <lie Vorrichtung angesprochen hat.In terms of material, the pressure pipe is designed in this way that several deformation processes persist Then it is only no for several forming processes agile, each deformation tube aiis / uwechseli if the device has responded.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for receiving oversized oil ·. which is in particular downstream of a central buffer coupling for rail vehicles, consisting from an outer pressure pipe and an inner deformation pipe, which is under permanent deformation of the deformation tube are telescopically incinandcrschiebbar, the pressure tube in the area of his the end facing the deformation tube a conical inner diverging towards this end Pressure surface and the deformation tube in the region of its end facing the pressure tube has the same conical outer counter surface interacting with the pressure surface, characterized in that on the outer A shear collar (22 b / w. 37 or 45) is provided around the deformation tube (13 or 36 or 42) at which the deformation tube (13 or 36 or 42) facing end face (19 or 35 or 49) of the pressure pipe (11 or 31 or 48) rests.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the conical pressure surface (18 or 34 or 44) of the pressure pipe (11 or 31 b / w. 48) directly in its on the cut-off collar (22 or 37 or 45) adjacent end face (19 b / w. 35 or 49) merges.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that following the conical Pressure surface (18 or 34 or 44) in the pressure pipe (11 or 31 or 48) a cylindrical guide surface (17 or 33 or 43) for the deformation pipe (13 or 36 or 42) is provided.

4. Device according to claims I to 3, characterized in that in per se known Way the largest diameter of the conical pressure surface (18 or 34 or 44) of the pressure pipe *. (11 or 31 or 48) the largest diameter of the conical counter surface of the deformation tube (Il or 36 or 42).

5. Device according to claims I to 3, characterized in that at the end face (19 or 35 or 49) of the pressure pipe (II or 31 or 48) adjoining shear collar (22 or 37 or 45) between the conical pressure surface (18 or 34 or 44) of the pressure pipe (11 or 31 or 48) and the conical mating surface of the deformation tube (13 or 36 or 42) remains a small distance.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the conical pressure surface (18 or 34 or 44) of the pressure pipe (11 or 31 or 48) has a different angle than the conical mating surface of the pipe (13 or 36 or 42).

7. Device according to claims I to 6, characterized in that the inside of the Pressure pipe (II) lying end of the pipe (13) provided with an external thread (20) is on which a ring (21) is screwed, which rests on an inner shoulder (16) of the pressure pipe (11).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the outer diameter ties rings (21) the inner diameter of the pressure pipe (II) is equivalent to.

9. Device according to claims i to b. characterized in that the deformation tube

(36) at its end facing the pressure tube (31) and the pressure tube (31) at its end facing the deformation tube (36) each end facing away from an inner flange (38 or 40) with a central bore having, through these central bores a tie rod (39) provided with nuts (41) occurs through which the molding tube (36) and tbs Pressure pipe (31) can be braced against one another.

10. Device according to claims 1 to 9, characterized characterized in that the shear collar (22 or 37 or 45) in the area of its predetermined breaking point has a notch.

11. Device according to claims 1 to b. through this characterized in that the shear collar (45) shaped differently on its two sides Transitions (46 and 47) in the deformation tube (42) and between the end face (49) of the Pressure tube (48) and a clamping ring (50) screwed to this end face is tensioned.