DE2162827A1 - Stoßdämpfer für eine automatische Kupplung - Google Patents

Description

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DIPL.ING. H. LEINWEBER dipl-ing H. ZIMMERMANN

8 München 2, Rotental 7, 2.Aufg.

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PosUcheck-Konto: Mündian 22045

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Unter Zeichen

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ITALSIDER S.p.A., Genua (Italien) " . Stoßdämpfer für eine automatische Kupplung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer, der besonders für mit automatischer Kupplung versehene Eisenbahnwagen, Sonderwagen oder Elektroloks geeignet ist, bei welchen der zur Verfügung stehende longitudinale Raum kleiner ist, als von der U.I.C. (Union Internationale des Chemin de Fer) (600 mm zu 975 mm) vorgeschrieben ist.

Es sind Stoßdämpfer bekannt mit einem Paar übereinander liegender, im wesentlichen rechteckiger, aus Querträgern und Längsträgern gebildeter, durch vertikale Rungen steif miteinander verbundener Rahmen, die als Ganzes einen vorderen Mitnehmer bilden; einem gelenkigen, um einen an der Innenfläche der vorderen Querträger des vorderen Mitnehmers anliegenden Bolzen'angeordneten Kupplungsschaft; einem innerhalb des vorderen Mitnehmers verschiebbaren, mit seitlichen Vorsprüngen versehenen Anschlagelement, wobei die seitlichen Vorsprünge gegen fest mit

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einem Wagen, bzw. Eisenbahnwagengestell verbundene vordere Anschläge anstoßen; einer ersten vorderen elastischen Gruppe in dem vorderen Mitnehmer, und zwar zwischen dem vorderen Anschlag und dem hinteren Ende des Mitnehmers; und einer zweiten hinteren elastischen Gruppe, die hinter dem hinteren Ende des vorderen Mitnehmers angeordnet ist.

Die Erfindung setzt sich als Ziel, einen verbesserten Stoßdämpfer mit Gummi- und Metallteilen zu schaffen, der folgenden Anforderungen Genüge leisten soll:

- geringer Achsialraumbedarf;

- Merkmale, die möglichst weitgehend den U.I.G.-Vorschriften entsprechen;

- möglichst geringes Gewicht;

- konstanter Abstand zwischen Kupplungsschaft und vorderem Mitnehmer, wodurch die Probleme des Raumbedarfs zwischen Schaft und Innenraum des Mitnehmers während der Kompressionsphase gelöst sind und die Belastung der elastischen Gruppen vermindert ist. -

Der erfindungsgemäße verbesserte Stoßdämpfer der oben genannten Art für die automatische Kupplung zeichnet sich dadurch aus, daß er einen zweiten hinteren Mitnehmer aufweist, der in Form einer Platte zwischen der zweiten, hinteren elastischen Gruppe und mit dem Wagenrahmen fest verbundenen hinteren Anschlägen angeordnet ist, und weiterhin eine verschiebbare
Anschlagplatte aufweist, die innerhalb des vorderen Mitnehmers zwischen der ersten elastischen Gruppe und dem hinteren Ende des vorderen Mitnehmers angeordnet ist, und daß der hintere

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Mitnehmer mit armartigen Flanschen versehen ist, die sich parallel zur Stoßdämpferachse erstrecken und Führungen bildende Rillen aufweisen, in welchen auf der Anschlagsplatte vorgesehene Vorsprünge gleiten.

Die obenerwähnte Zwischen-Anschlagplatte weist vorzugsweise noch einen oberen und einen unteren Vorsprung auf, welcher gegen die Innenfläche der hinteren Querträger des vorderen Mitnehmers zum Anschlag kommen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist für jedes der zwei Enden des Gelenkzapfens des Kupplungsschaftes eine erste, am Gelenkzapfen anliegende Halterung in Form eines an auf den Innenflächen der Längsträger des vorderen Mitnehmers vorgesehenen, vorstehenden Längsführungen verschiebbaren Stegs vorgesehen. Eine zweite becherförmige Halterung ist, auch verschiebbar, auf den gleichen Längsführungen angeordnet und mindestens eine Feder befindet sich zwischen der ersten stegförmigen und der zweiten becherförmigen Halterung.

Die hinteren Enden dieser vorspringenden Längsführungen weisen durchgehende Schlitze auf, die geeignet sind, C-förmige Keile aufzunehmen, die, wenn sie hineingesteckt sind, die Feder bzw. die Federn zwischen der stegförmigen und der becherförmigen Halterung in einem Zustand der Vorspannung halten; die Höhe des diesen Keilen die Form eines "C" verleihenden Querschlitzes muß mindestens der Dicke der vorspringenden Längsführungen entsprechen, die auf den Innenflächen der Längsträger des vorderen Mitnehmers vorgesehen sind.

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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung, ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung . ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht und zwar zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Stoßdämpfers der üblicherweise in den USA verwendeten Art,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen üblicherweise in den europäischen Ländern verwendeten Stoßdämpfer,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab ein Detail des in Fig. 2 dargestellten Stoßdämpfers,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der gegossenen Teile

. eines montierten erfindungsgemäßen Stoßdämpfers, jedoch ohne die elastischen Gruppen und ohne die Federträgerelemente, welche die relative Position zwischen dem Bolzenschaft der Kupplung und dem vorderen Anschlagelement bestimmen,.

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf das

Sperrsystem des Schaftbolzens des erfindungsgemäßen φ . Stoßdämpfers,

Fig. 6 eine Draufsicht auf alle montierten Teile des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers ohne die elastischen Gruppen und den Kupplungsschaft,

Fig. 7 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt in einer Ebene YII-VII in Fig. 6,

Fig. 8A, 8B, 8C Schnitte wie in Fig, 7 zur Darstellung der Montageschritte von Sperrkeilen für das Sperrsystem des Kupplungsstangenbolzens,

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Fig. 9Α, 9Β, 9C, 9D und 9E in kleinerem Maßstab als Fig. 6 eine Profilansicht des vorderen und des hinteren Mitnehmers und der Zwischenplatte eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfers in ihren Montageschritten,

und

X-X '

Fig. 1OA und 1ÖB Schnitte in einer Ebene/in Fig. 6 zur Darstellung von zwei verschiedenen Ausführungsformen von plattenförmigen Gummielementen, die in Axialrichtung des Stoßdämpfers aufgestapelt werden.

Bekannte und bisher auf Wagen mit automatischer Kupplung verwendete Stoßdämpfer bestehen, wie in Fig. 1 dargestellt ist, aus folgenden drei Hauptteilen:

- aus einer elastischen Gruppe Aal aus Schraubenfedern mit Reibungselementen, Kegelfedern aus Gummi und Metall, hydraulischen Stoßdämpfern usw.

- aus.einem vorderen und einem hinteren Anschlagelement Ba1 bzw. Bd1, welche die Aufgabe haben, die Kräfte zwischen der elastischen Gruppe Aa1 und den Wagenrahmen über vordere Anschläge Va 1 bzw. hintere Anschläge Vd1 zu übertragen;

- aus einem Mitnehmer Ca1, der die elastische Gruppe Aa1 mit dem Schaft D1 der Kupplung mittels eines Bolzens oder eines Keils E1 verbindet.

Gewöhnlich enthält der Mitnehmer CaI die ganzen elastische Gruppe Aa1.

In der Kompressinsphase erfolgt die Kräfteübertragung zwischen Kupplung und Wagenrahmen in der Reihenfolgeί D1 - Ba1 -

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Aa 1 - Bd 1 - Vd1. Der Mitnehmer Ca1 fährt zusammen mit dem Schaft D1 zurück, wird vom Bolzen E1 gezogen und kommt in einem freien Raum X1 zwischen den hinteren Anschlägen Vd 1 des Wagenrahmens. In der Zugphase kommt die Kräfteübertragung in der Reihenfolge: D1 - B1 - Ca1 - Bd1 - Aa1 - Ba1 - Va1 zustande.

In den USA ist das obige Arbeitsschema üblich, da dort bei Zug- und Kompressionsphase gleiche Eigenschaften gefordert werden.

In Europa dagegen fordert die U,I.C. verschiedene Eigenschaften bei der Zug- und bei der Kompressionsphase* Werden als elastische Mittel Gummielemente verwendet, ergibt sich ein Bauschema, das verschieden von dem oben angegebenen ist und dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel entspricht, wo die der Fig. 1 entsprechenden Elemente die gleichen Kennzeichnungsbuchstaben mit der Indexzahl "2" anstelle von "1" haben. In diesem Fall enthält der Mitnehmer Ca2 eine vordere aus Gummi element en gebildete elastische Gruppe Aa2 und eine zweite elastische Gruppe Ad2 ist zwischen dem Boden F2 von Ca2 und einem hinteren Anschlagelement Bd2 angeordnet. Das Verbindungselement zwischen Ca2 und Bd2 kann beispielsweise aus einer zentralen Führung Y2 gebildet sein, die den freien Raum X2 zwischen den hinteren Anschlägen Vd2 einnimmt.

Zur Kräfteübertragung auf den Wagenrahmen arbeiten die verschiedenen Elemente in der folgenden Reihenanordnung:

a) in der Kompressionsphase: D2- Ba2-Aa2 - F2-Ad2-Bd2-Vd2

b) in der Zugphase: D2-E2_TCa2-Aa2-Ba2-Va2.

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Die besonders für den europäischen Markt bestimmten Stoßdämpfer haben ferner eine Haltevorrichtung für den Bolzen E2, · wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Diese bekannte Vorrichtung hat die Aufgabe, ein gewisses Spiel zwischen dem. Kupplungsschaft und dem vorderen Anschlagelement zu sichern, wodurch die Kupplung in der Horizontalebene drehen kann; in der Zeichnung ist das Spiel mit dem Buchstaben "g" gekennzeichnet. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, werden zu diesem Zweck Federn M2 zwischen den Bolzen E2 und das Anschlagelement Ba 2 eingesetzt. Diese Federn schieben den Bolzen E2, und daher die Kupplung, k vorwärts bis das Spiel "g" zustande kommt.

Zur Führung dieser Federn M2 sind zwei becherartige Federträger und zwar ein vorderer und ein hinterer Federträger P2 bzw. S2 vorgesehen, die durch geeignete Rippen H2 auf den Innenflächen der Längsträger L2 des Mitnehmer Ca2 geführt werden. Während der Kompressionsphase werden die Federn M2 jeweils um so viel zusammengedrückt, als das Spiel "g" beträgt, während sie sich bei der Zugphase so weit entspannen, als sich der Bolzen E2 vom Anschlagelement Ba2 entfernt; folglich arbeiten die Federn belastet. \

Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer nach Fig. 4 bis 10 für eine automatische Kupplung besteht aus zwei Paketen von Gummi-Met all-Element en in Form elastischer Gruppen Aa und Ad bekannter Art (s. die Fig. 10A und 10B), die vorgespannt zwischen einem hinteren und einem vorderen Mitnehmer Cd bzw. Ca, durch eine Zwischenplatte F getrennt, angeordnet sind. Ein vorderes Anschlagelement Ba liegt zwischen der vorder'en elastischen Gruppe Aa und dem Ende des Schaftes D der automatischen Kupplung.

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'Während der Kompressionsphase drückt das vordere Ende des Kupplungsschaftes D auf das vordere Anschlagelement Ba, das seinerseits die vordere elastische Gruppe Aa und über die Platte F die hintere elastische Gruppe Id gegen eine hintere Ansehlagplatte Bd des hinteren Mitnehmers Gd preßt, dessen lage durch hintere Anschläge Vd bestimmt wird; beide elastische Gruppen arbeiten in Beihe.

"Während der Zugphase überträgt der Kupplungsschaft D über einen Bolzen E die Beanspruchung an den vorderen Mitnehmer Ca, der auf Vorsprünge G der Platte F wirkt und die vordere elastische Gruppe Aa gegen das Anschlagselement Ba drückt. Da dieses an vorderen Bahmenanschlägen Va anliegt, kommt eine elastische Verbindung zwischen Kupplung und Eahmen zustande·

Das Anschlagselement Ba hat eine an sich bekannte Form und gleitet im Inneren des vorderen Mitnehmers Ca, aus welchem es seitlich vorsteht, um mit den vorderen Anschlägen Va in Ansehlag zu kommen.

Die hintere elastische Gruppe Ad ist zwischen der hinteren Ansehlagplatte Bd des Mitnehmers Gd und der Zwischenplatte F angeordnet. Die Verbindung zwischen Cd und F wird über vier genutete Flansche I gebildet, in deren luten vier Vorsprünge oder Zähne T der Zwisehenplatte F gleiten. Dadurch ist es möglich, die Gummielemente der elastischen Gruppen ohne zusätzliche Teile vorzuspannen, lediglich durch Verwendung von vier kleinen Vorspannblöcken zwischen den Zähnen T und den entsprechenden ge-

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nuteten Flanschen I. Wenn diese Vorspannblöcke weggefallen sind, werden die Flansche I und die Zähne T nicht mehr beansprucht; die von der hinteren elastischen Gruppe zurückgegebene Energie wird von der vorderen elastischen Gruppe aufgenommen. Diese letztere ist zwischen der Zwischenplatte F und dem Anschlagelement Ba - beide am Mitnehmer Ca - angeordnet. Der Mitnehmer Ca weist an seiner Vorderseite Anschlagschultern R" für das Anschlagelement Ba auf; die Zwischenplatte F wird mit den zwei Vorsprüngen G gegen Querträger Z des vorderen Mitnehmers Ca gedrückt. - ä

Im Vorderteil des Mitnehmers Ca (Fig. 5) ist ein aus zwei gleichen, den Enden des Bolzen E entsprechend angeordneten Gruppen gebildetes Halterungssystem für den Bolzen E vorgesehen. Fig. 5 zeigt im Grundriß eine dieser Gruppen. Jede Gruppe ist aus zwei ineinandergelegten Federn M gebildet, die außen und hinten durch ein becherförmiges Element S geführt sind und über eine Halterung P auf den Bolzen E Druck ausüben. Sowohl die Halterung P als auch das becherförmige Element. S werden auf Rippen H der Längsträgerinnenflächen des Mitnehmers Ca geführt, wobei S von zwei Keilen K angehalten wird.

Aus den Fig. 6, 7 und 8 ist ersichtlich, daß, um die Anbringung der Keile K zu ermöglichen, die Länge X eines Hohlraums Q größer ist als die Länge der Keile K. Wenn der Keil in den Hohlraum Q kommt, schieben die Federn M das becherförmige Element S gegen den Keil K, der wegen seiner C-Form auf die Rippen H geklemmt bleibt.

Fig. 8 zeigt die drei Phasen zur Anbringung des Keils K:

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A) zur Einführung des Keils K in den Hohlraum Q wird das becherförmige Halterungselement S rückwärts geschoben;

B) der Keil K wird in den Hohlraum Q eingeführt;

C) durch Loslassen des becherförmigen Elements S wird der Keil K zurückgeschoben.

Die Arbeitsweise des Ganzen in der Zug- und in der Kompressionsphase spielt sich wie folgt ab:

Damit während der Zugphase die Federn M mit gleichbleibender Kraft auf den Bolzen E wirken können, muß der Abstand zwischen der Halterung P und dem becherförmigen Element S unverändert bleiben, d.h. die Vorwärtsbewegung der Halterung P muß gleich der des Elements S sein. Diese Bedingung wird durch die in die Hohlräume Q des vorderen Mitnehmers Ca eingeführten Keile K erfüllt, die die Halterung P zusammen mit dem Mitnehmer Ca und dem Bolzen E vorwärtsziehen.

Während der Kompressionsphase wird der Bolzen E vom Schaft D mitgenommen und durch die zwei Halterungen P in vertikaler lage gehalten. Über die Federn M, die Elemente S und die Keile K wird der Schub vom Bolzen E an den Mitnehmer Ca übertragen, der folglich zusammen mit dem Schaft zurückfährt.

Es muß aber darauf hingewiesen werden, daß während der Kompressionsphase die vordere elastische Gruppe Aa zwischen dem vorderen Anschlags element Ba und der Zwischenplatte Fkomprimiert bleibt, weil Ba, nach Bückgewinnung des Spiels "g" (Fig. 2) mit dem Ende des Schaftes D in Anschlag kommt.

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In Fig. 9 sind die TerseMedenen Montagephasen des Torderen Mitnehmers Ca und des hinteren Mitnehmers Cd sowie der Zwischenplatte F dargestellt.

A) die drei Stücke sind für den Zusammenbau bereit; die Mitnehmer Ca und Cd werden einander angenähert, bis die Enden des Torderen Mitnehmers Ca beim Querträger Z in Berührung mit der Änsehlagpbtte Bd des Mitnehmers Cd kommen;

B) die Zwischenplatte F wird in den τοη den Mitnehmern ^ Cd und Ca begrenzten Baum eingeführt und gedreht;

C) die ¥orsprünge Gr und Me ^ähne T greifen in einen Baum U des Mitnehmers Ca bzw. in die Nuten der Flansche I des Mitnehmers Gd ein (Fig. 6);

D) die Zwischenplatte F wird in ihre endgültige Stellung gebracht;

E) der vordere Mitnehmer Ga wird zurückgezogen, um Baum für die Tordere elastische firuppe Aa und für das Anschlagelement Ba freizugeben. ä

Die Fig· 1OA und 1ÖB sind zwei Schnitte nach der Ebene X-X τοη Fig. 6. Fig. 1OA zeigt das Profil des standardmäßigen Gummi-Metall-Eleaents innerhalb der Mitnehmer Ca und Cd, und Fig. 1OB ein besonderes Gummielement mit Führungsansätzen anstatt mit sechskantigen Äbschrägangen. Zweck dieser Ansätze ist es, die Stabilität des Gummipakets in Vertikalrichtung zu verbessern. i

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Claims (3)

- 12 Patentansprüche :

1.) Stoßdämpfer für automatische Kupplungen, mit einem

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Paar ub&reinander liegender, im wesentlichen rechteckiger, aus Querträgern und längsträgern gebildeter, durch vertikale Rungen steif miteinander verbundener Rahmen, die als Ganzes einen vorderen Mitnehmer bilden; einem gienkigen, um einen an der Innenfläche der vorderen Querträger des vorderen Mitnehmers anliegenden Bolzen angeordneten Kupplungsschaft; einem innerhalb

P des vorderen Mitnehmers verschiebbaren, mit seitlichen Vorsprüngen versehenen Anschlagelement, wobei die seitlichen Vorsprünge gegen fest mit einem Wagen- bzw. Eisenbahnwagengestell verbundene vordere Anschläge anstoßen; einer ersten vorderen elastischen Gruppe in dem vorderen Mitnehmer, und zwar zwischen dem vorderen Anschlag und dem hinteren Ende des Mitnehmers; und einer zweiten hinteren elastischen Gruppe, die hinter dem hinteren Ende des vorderen Mitnehmers angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, daß er einen zweiten hinteren Mitnehmer (Cd) aufweist, der in Form einer Platte zwischen der zweiten, hinteren

α elastischen Gruppe (Ad) und mit dem Wagenrahmen fest verbundenen hinteren Anschlägen (Vd) angeordnet ist, und weiterhin eine verschiebbare Anschlagplatte (F) aufweist, die innerhalb des vorderen Mitnehmers (Ca) zwischen der ersten elastischen Gruppe (Aa) und dem hinteren Ende des vorderen Mitnehmers (Ca) angeordnet ist, und daß der hintere Mitnehmer (Cd) mit. armartigen Flanschen (I) versehen ist, die sich parallel zur Stoßdämpferachse erstrecken und Führungen bildende Rillen aufweisen, in wtlchen auf der Anschlagsplatte (F) vorgesehene Vorsprünge (T) gleiten.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Anschlagplatte (F) einen oberen und einen

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unteren Vorsprung (G) aufweist, welche gegen die Innenflächen der hinteren Querträger (Z) des vorderen Mitnehmers (Ca) zum Anliegen kommen.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem für jedes der beiden Enden eines Gelenkzapfens des Kupplungsschaftes eine erste an den Gelenkzapfen anliegende Halterung in Form eines auf an den Innenflächen der längsträger des vorderen Mitnehmers vorgesehenen vorstehenden Längsführungen verschiebbaren Stegs, j eine zweite becherförmige Halterung, die auf den gleichen Längs- | führungen verschiebbar ist_r und mindestens eine zwischen der ersten stegförmigen und der zweiten becherförmigen Halterung angeordnete Feder vorgesehen/sind, dadurch gekennzeichnet, daß die . hinteren Enden dieser vorstehenden Längsführungen (H) durchgehende Schlitze (Q) zur Aufnahme von C-förmigen Keilen (K) aufweisen, die - wenn sie hineingesteckt sind - die Feder bzw. die Federn (M) zwischen der stegförmigen und der becherförmigen Halterung P bzw. S) vorgespannt halten, und daß die Höhe des diesen Keilen (K) die Form eines "C" verleihenden Querschlitzes mindestens der Dicke der vorstehenden Längsführungen (H) entspricht, die an den Innenflächen der Längsträger des vorderen ' Mitnehmers (Ca) vorgesehen sind.

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