DE1993560U - Zug- und stossvorrichtung fuer schienenfahrzeuge. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine 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 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 Kraftübertragungsvorrichtung nur auf den hinteren Federteil übertragen werden, wobei sich die mittlere Federdruckplatte in Zugkraftrichtung ortsfest abstützt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Vorrichtung konstruktiv zu vereinfachen und damit montagemäßig zu verbessern. Demgemäß wird vorgeschlagen, dass die vordere oder hintere Federdruckplatte mit einem sich bis zur hinteren bzw. vorderen Federdruckplatte erstreckenden, zentral angeordneten, zur Führung der zwischen den Federdruckplatten angeordneten Federteile dienenden Führungsanker versehen wird, auf dem die mittlere und hintere bzw. vordere Federdruckplatte geführt werden. Mit dieser Maßnahme wird eine wesentliche Vereinfachung des Aufbaus erzielt, weil durch den Führungsanker eine Verbindung der Federdruckplatten untereinander bewirkt wird.

Als weitere Maßnahme wird ein einteiliger, verdrehsicher geführter Führungsbügel als Kraftübertragungsvorrichtung vorgeschlagen, an dessen vorderem Ende der Kupplungsarm angelenkt wird, wobei die Anlenkungsvorrichtung in Zugrichtung unnachgiebig am 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 hintere Federdruckplatte geführt werden. Die Einführung des gehäuseartigen Führungsbügels dient ebenfalls zur konstruktiven Vereinfachung und zur 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 Einbau 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 dem Führungsanker. Die Lamelle selbst besteht üblicherweise aus einem 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 in ihrem inneren, um die Ausnehmung herumliegenden und in ihrem äußeren Bereich eben und der dazwischenliegende Bereich nach Art einer Tellerfeder konisch, vorzugsweise unter einem Winkel von 45° ausgebildet ist, wobei der Gummikörper - parallel zur Belastungsrichtung gesehen - eine gleich bleibende Schichtdicke in diesen drei Bereichen aufweist, damit eine satte Anlage mehrerer Federn hintereinander möglich ist.

Es wird nunmehr vorgeschlagen, dass der Gummikörper an seinem inneren Rand mit einer Neigung zur freien Oberfläche von 15 bis 45°, vorzugsweise 30°, versehen wird. Bei dieser

Formgebung ist der Gummikörper in der Lage, die Druckspannung günstig zur Lamelle hin abzubauen und das verdrängte Volumen gut zu verteilen. Zur Erreichung des letztgenannten Zweckes kann der Gummikörper im ebenen inneren Bereich mit parallel zum Führungsanker verlaufenden Bohrungen versehen werden, vorzugsweise mit acht Bohrungen auf dem Umfang.

Bei einer anderen, besonders zweckmäßigen Bauart wird die gesamte Lamelle nach Art einer Tellerfeder konisch ausgebildet, wobei der Konuswinkel 90 bis 160°, vorzugsweise 150°, beträgt und der Gummikörper mit einer gleich bleibenden Schichtdicke versehen wird. Die Federverhältnisse sind hier als besonders günstig anzusehen, da durch die stetig verlaufenden Federflächen ein fast rückstauloses Abfließen des beim Einfedern verdrängten Volumens des Gummikörpers ermöglicht und dadurch die Walkarbeit des Gummis gesenkt und die Lebensdauer beträchtlich erhöht wird. Durch Verändern der Neigungswinkel am Innen- und Außenrand des Gummikörpers können diese Verhältnisse noch besser an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung des Gummikörpers, bei der der äußere Rand parallel zum Führungsanker verläuft oder eine Neigung zur freien Oberfläche bis 30° und der innere Rand eine Neigung 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 Bolzen lediglich an seinem 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 dem erstgenannten Federtopf in Wirkverbindung stehender Federtopf an der vorderen Federdruckplatte, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zwischenstückes, anliegt. Fernerhin ist es vorteilhaft, die Federtöpfe längsverschieblich geführt anzuordnen, wobei die hinteren Federtöpfe mit einer Nutenführung versehen und die vorderen Federtöpfe verdrehsicher am Bolzen anliegend und nach oben bzw. unten ein- und ausbaubar angeordnet werden. Hierdurch wird eine trotz der vorhandenen Vorspannung einfache Montage erreicht.

Die Federtöpfe werden zweckmäßigerweise als auf zwei einander parallele Flächen abgeflachte Zylinder ausgebildet, wobei die Dicke der Federtöpfe (zwischen den einander parallelen Flächen) kleiner ist als der 0,7-fache Wert des Zylinderdurchmessers. Die Montage des Federtopfes erfolgt so, dass dieser um etwa 90° um seine Endstellung gedreht eingesetzt, danach in seine Endstellung gebracht wird.

Die Fertigung der Kraftübertragungsvorrichtung und der Federtöpfe wird erleichtert, wenn diese mit einer gemeinsamen zylindrischen Führung in der Kraftübertragungsvorrichtung versehen werden und der hintere Federtopf nicht länger ausgebildet wird als die Hälfte der gesamten Federtopfführungslänge.

Es sei erwähnt, dass die Maßnahmen zur Abfederung der Anlenkungsvorrichtung bei Stoßbeanspruchungen nicht auf die Bauart einer Zug- und Stoßvorrichtung mit einem Führungsanker und einem Führungsbügel beschränkt sind, sondern sich auch auf Zug- und Stoßvorrichtungen erstrecken sollen, die z.B. in den Gebrauchsmustern 1 978 242 und 1 979 144 dargestellt sind und sich aus Platzgründen insbesondere für Triebwagen eignen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, denen weitere, in Unteransprüchen erwähnte Einzelheiten entnehmbar sind. Es zeigt

Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch und Fig. 2 eine Draufsicht 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 einen Längsschnitt durch eine Federeinheit nach Fig. 5, Fig. 7 eine Frontansicht einer viereckigen Federeinheit und Fig. 8 einen Querschnitt einer anderen Bauart der Federeinheit.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 der Führungsbügel bezeichnet, der im wesentlichen aus zwei waagerechten flachen, am vorderen Ende über Verbindungsstücke 4 und am hinteren Ende über ein Verbindungsstück 5 miteinander verbundenen Trägern 2 und 3 besteht. Am vorderen Ende des Führungsbügels 1 sind zwei Langlöcher 6 vorgesehen, an deren vorderer Fläche ein Bolzen 7 zur Anlage kommt, sobald der im Bolzen 7 gelagerte Kupplungsarm 8 auf Zug (Pfeil 9) beansprucht wird. Bei Stoßbeanspruchung (Pfeil 10) wird die Kraft vom Bolzen 7 auf einen Federtopf 11 und dann über eine Mehrschichtgummifeder 12 und einen zweiten Federtopf 13 auf ein Zwischenstück 14 übertragen. An diesem liegt die vordere der drei Federdruckplatten 15, 17 und 18 an, zwischen denen der vordere bzw. hintere Federteil 19 bzw. 20, bestehend aus weiter unten näher bebeschriebenen

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 Zwischenstück 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 weist außerdem einen Führungsanker 16 auf, der sich durch eine Bohrung 24 in der mittleren Federdruckplatte 17 bis zu einer Bohrung 25 in der hinteren Federdruckplatte 18 erstreckt und dieser eine Führung auch in waagerechter Richtung verleiht. Die hintere Federdruckplatte 18 ist ferner am Führungsbügel 1 und ortsfest derart abgestützt, dass sie bei Zugbeanspruchung vom Führungsbügel mitgenommen wird (Anschlag 1a) und bei Stoßbeanspruchung die ortsfeste Abstützung (Anschlag 22a) wirksam wird. Der Führungsbügel 1 selbst ist im ortsfesten Gehäuse 26 längsbeweglich, aber unverdrehbar geführt, und zwar vorne mittels Führungsplatten 27 und hinten an den Flächen 28 (s. Fig. 2). Ein Anschlag 22b begrenzt den Hub des Führungsbügels bei Zugbeanspruchung.

Zwischen den Federdruckplatten 15, 17 und 18 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 Waagerechten aufweisen, und zwar mit der Neigung zur Oberfläche des Gummikörpers. Der Winkel in dessen innerem Bereich 33 beträgt 15° bis 75°, hier etwa 60°.

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 manche Zwecke von besonderer Bedeutung ist.

Fig. 8 zeigt eine weitere Variante der Federeinheit. Die 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 Blech eine Bördelung 43 auf. Der Gummikörper 44 ist auch hier von gleich bleibender Schichtdicke - parallel zur Achse gesehen -, wobei der äußere 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 empfehlenswert, den inneren Bereich 40 gegenüber dem äußeren Bereich 41 um den zwei- bis 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 in einer zylindrischen Führung 49 geführt. Der hintere 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 vorne 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.

Dasselbe gilt für den vorderen Federtopf 11, der allerdings ohne eine Nutenführung auskommt, da er am Bolzen 7 verdrehsicher zur Anlage kommt. Die Feder 12 hat im übrigen kreisförmigen Querschnitt und ist in entsprechenden Ausnehmungen der Federtöpfe gelagert. Zwischen den einzelnen Federlagen befinden sich Lamellen 53.

Claims (15)

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 Feder und drei bei Zug bzw. Druck beanspruchte Federdruckplatten aufweist, und mit einem Kupplungsarm, der sich zum Übertragen der Stoßkräfte über eine Anlenkungsvorrichtung auf beide Federteile abstützt, wobei sich die hintere Federdruckplatte ortsfest abstützt, während die Zugkräfte über eine Kraftübertragungsvorrichtung nur auf den hinteren Federteil übertragen werden, wobei sich die mittlere Federdruckplatte in Zugkraftrichtung ortsfest abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere oder hintere Federdruckplatte (15) mit einem sich bis zur hinteren bzw. vorderen Federdruckplatte (18) erstreckenden, zentral angeordneten, zur Führung der zwischen den Federdruckplatten (15, 17, 18) angeordneten Federteile (19, 20) dienenden Führungsanker (16) versehen ist, auf dem die mittlere und die hintere bzw. vordere Federdruckplatte geführt werden (17, 18).

2. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen einteiligen, verdrehsicher längsgeführten Führungsbügel (1) als Kraftübertragungsvorrichtung, an dessen vorderem 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 rückwärtigem Ende ein in Zugrichtung anliegender Anschlag (1a) für die hintere Federdruckplatte (18) 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 (29, 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 160°, vorzugsweise 150°, beträgt und der Gummikörper (31) eine gleich bleibende Schichtdicke 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° und am inneren Rand (33) mit einer Neigung von 15 bis 75°, 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 eben 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 über diese drei Bereiche erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummikörper (44) an seinem inneren Rand (46) eine Neigung zur freien Oberfläche von 15 bis 45°, vorzugsweise 30°, aufweist.

7. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummikörper (44) im 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) um 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 zeigenden 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 ausbaubar 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).