DE2918091A1

DE2918091A1 - Reibungsfeder, insbesondere fuer huelsenpuffer oder zug- und stossvorrichtungen von mittelpufferkupplungen von schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2918091A1
Application number: DE19792918091
Authority: DE
Inventors: Harry Jansen
Original assignee: Ringfeder GmbH
Current assignee: Ringfeder GmbH
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1980-11-13
Also published as: CA1106320A; US4262887A

Description

Ringfeder G«m„b₀Ho M. 1045

4150 Krefeld-Uerdingen

Reibungsfeder, insbesondere für Hülsenpuffer oder Zug- und Stoßvorrichtungen von Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Reibungsfeder, insbesondere für Hülsenpuffer oder Zug— und Stoßvorrichtungen von Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen, die über konische Berührungsflächen und unter Einsatz eines Schmiermittels (z.B. Fett) zusammenwirkende Innen- und Außenringe aufweist.

Reibungsfedern mit dem zuvor genannten Aufbau sind als Maschinenelemente seit langem bekannt (z.B. DE-PS 1 286 818 oder US-PS 3 566 314) und über den allgemeinen Maschinenbau hinaus vor allem als Federn für Hülsenpuffer von Schienenfahrzeugen (Prospekt der Firma Ringfeder G.m.b.H., C 1059.400.6, Ausgabe Mai 1972) verbreitet. Des weiteren sind Reibungsfedern in Zug- und Stoßvorriehtungen von Mittelpufferkupplungen enthalten, die den Vorschriften des Internationalen Eisenbahnverbandes UIC entsprechen (DE-PS 1 455 252, DE-PS 1 455 255, DE-OS 27 07 358).

Derartige Reibungsfedern zeichnen sich durch hohe statische und dynamische Belastbarkeit und großes Dämpfungsvermögen aus, wobei ihre Lebensdauer praktisch der eines Schienenfahrzeuges entspricht; das Erzielen dieser Vorteile setzt allerdings voraus, daß Staub und Feuchtigkeit von der Reibungsfeder und ihrem Schmiermittel ferngehalten werden. Di. e Praxis hat, wenn auch nur in Einzelfällen, gezeigt, daß diese Voraussetzung von den die Reibungsfeder üblicherweise aufnehmenden, vornehmlich der Kraftweiterleitung dienenden Bauteile - Pufferhülse und Pufferstößel eines Hülsenpuffers

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oder vergleichbare Gehäuse einer Zug- und Stoßvorrichtung nicht immer erfüllt werden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgalbe zugrunde, die Rei-Tbungsfeder durch baulich einfache und preisgünstig herstellbare Mittel gegen Staub und Feuchtigkeit zu schützen, wobei diese Mittel so ausgebildet und angeordnet sein sollen, daß die Baulänge und insbesondere der Außendurchmesser der Reibungsfeder weitgehend unverändert erhalten bleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reibungsfeder mit einem die zylindrische Mantelfläche ihrer Innenringe abschirmenden inneren Gehäuseelement und einem die zylindrische Mantelfläche ihrer Außenringe umgebenden äußeren Gehäuseelement versehen ist, wobei der am jeweiligen Ende der Reibungsfeder befindliche Ring, in der Regel ein Innenring, mit dem entsprechenden Ende des inneren Gehäuseelementes und des äußeren Gehäuseelementes dicht verbunden ist.

Eine besonders einfache und räumlich gedrängte Gestaltung der Gehäuseelemente wird nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt, daß das innere Gehäuseelement und/ oder das äußere Gehäuseelement als Schlauch aus elastisch dehnbarem Werkstoff ausgebildet ist, wobei dieser Schlauch int federseitig angeschlossenen Zustand in Längsrichtung der Reibungsfeder eine Vorspannung aufweist, die auch bei maximal belasteter Feder noch besteht. Durch die angegebene Vorspannung ist ausgeschlossen, daß bei Belastung der Reibungsfeder an dem Schlauch Falten entstehen. Für den Anschluß des Schlauches bieten sich handelsübliche Befestigungsteile, wie Spannbänder, Schlauchschellen, geschlitzte Federhülsen, oder eine Verbindung nach Art der bei Kraftfahrzeugen bekannten schlauchlosen Reifen an.

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Eine ebenfalls baulich kompakte Gestaltung der Gehäuseelemente ist nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielbar, daß das innere Gehäuseelement und/ oder das äußere Gehäuseelement zwei teleskopartig zueinander geführte Hülsen aus Metall oder Kunststoff aufweist.

Gemäß einem nächsten Merkmal der Erfindung weisen die Hülsen eine aus zusammenarbeitenden Bunden gebildete, als Ausschubbegrenzung für die Reibungsfeder wirksame Verbindung auf, wobei diese Verbindung bei der Montage der Hülsen unter deren Aufweiten bzw. Stauchen im elastischen Werkstoff bereich erstellt ist. Wie Versuche bestätigt haben, kann die danach geschaffene Wirkverbindung der Hülsen ohne weiteres hohe Zugkräfte aufnehmen, so daß allein über diese Verbindung in günstiger Weise eine Vorspannkraft für die Reibungsfeder erzielbar ist; dies bedeutet zugleich, daß sonst für diesen Zweck vorgesehene Zugtöpfe mit Zugschraube (siehe DE-OS 27 07 358, Fig. l) entfallen können.

Damit die Abmessungen der Hülsen möglichst klein gehalten werden können und um eine besonders großflächige, einem Ausknicken der Reibungsfeder entgegenwirkende Führung für diese Feder zu schaffen, liegt ein weiterer Gedanke nach der Erfindung darin, daß die Wandungen der Hülsen nach Art einer Vielkeilwelle profiliert ausgebildet und entsprechend ineinander geschachtelt angeordnet sind.

Gleichfalls im Sinne der Führung für die Reibungsfeder besteht eine nächste Ausführungsform gemäß der Erfindung darin, daß die Hülsen des inneren Gehäuseelementes durch Einbauten, z.B. Flansche, oder eine entsprechend massive Gestaltung, gegenüber radial wirkenden Druckkräften verstärkt ausgebildet sind.

Für eine einfache und schnelle Montage ist in weiterer Ausgestaltung nach der Erfindung vorgesehen, daß die dichte

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Verbindung zwischen dem jeweiligen Innenring der Reibungsfeder und den Gehäuseelementen - Schlauch; Hülsen - über Nuten oder flanschartige Ansätze des Innenringes und in diese Nuten eingreifende Wulste bzw. von den Ansätzen erfaßte Bettungen des inneren und des äußeren Gehäuseelementes formschlüssig ausgebildet ist.

Die mit dem Gegenstand nach der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Reibungsfeder durch die Gehäuseelemente gegen Staub und Feuchtigkeit zuverlässig geschützt ist, so daß die günstigen Eigenschaften dieser Feder auch über einen langen, wartungsfreien Einsatzzeitraum voll zur Verfügung stehen. Da der. Außendurehmesser der Gehäuseelemente nach der Erfindung nur unerheblich größer als der Außendurchmesser der Reibungsfeder gestaltet werden kann, ergibt sich praktisch kein wesentlich größerer Raumbedarf für die Reibungsfeder; dies ist "besonders bedeutsam, wenn diese Reibungsfeder in einem vorgesehenen Einbauraum (z,B, Hülsenpuffer) einzubringen ist.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Reibungsfeder ist weiter vorteilhaft in Verbindung mit den im Geltungsbereich der American Association of Railways (A.A.R.) gebräuchlichen Federapparaten (beispielsweise nach DE-AS 1 455 238) angezeigt, wobei derartige Federapparate ein einseitig geschlossenes Gehäuse aufweisen, an dessen offenem Ende eine aus äußeren Reibschuhen und einem zentralen Keilstück gebildete Reibeinrichtung vorgesehen ist. In diesen Fällen ersetzt die Reibungsfeder nach der vorliegenden Erfindung eine bei diesen Federapparaten zusätzlich vorhandene Schraubenfeder oder Gummifeder. Dadurch werden die Belastbarkeit und das Dämpfungsvermögen dieser Federapparate gesteigert, wobei ein Austritt des Schmiermittels der Reibungsfeder in Richtung auf die Reibeinrichtung, die ungeschmiert arbeiten muß, sicher verhindert ist.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Die Figuren 1 bis 3 und 5 "bis 8 zeigen jeweils Reibungsfedern mit Gehäuse element en im Längsschnitt, wabei Fig, 4 den Schnitt nach der Linie IV - IV in Fig» 3 wiedergibt.

In sämtlichen Ausführungsheispielen ist die Reibungsfeder aus Innenringen 1 und Außenringen 3 gebildet, die unter Verwendung eines geeigneten Schmiermittels, z.B. Fett, über ihre konischen Außen- "bzw. Innenflächen zusammenwirken. Zur Abschirmung der Reibungsfeder sind ein inneres, nahe der zylindrischen Mantelfläche der Innenringe 1 angeordnetes Gehäuseelement 2 und ein äußeres, die zylindrische Mantelfläche der Außenringe 3 umgehendes Gehäuseelement 4 vorgesehen.

Nach den Figuren 1 und 2 Gestehen das innere Gehäuseelement 2 und das äußere Gehäuseelement 4 jeweils aus zwei teleskopartig zueinander geführten Hülsen 2h und 2c bzw. 4b und 4e, die - wie ersichtlich - aus Kunststoff oder Metall, z.B. Blech, gefertigt sind. Uie dichte Verbindung zwischen dem jeweiligen Innenring 1 an den Enden der Reibungsfeder und; der entsprechenden Hülse erfolgt formschlüssig, und zwar über Nuten la in diesen Innenring:en 1 und darin eingreifende Wulste 2g oder 4f an den Hülsen 2h und 2c des inneren Gehäuseelementes 2 "bzw.. an den Hülsen 4h und 4c des äußeren Gehäuseelementes 4. Diese Verbindungen werden bei der Montage der Hülsen unter deren Aufweiten hzw^ Stauchen im elastischen Werkstoffhereich erstellt, um die Reibungsfeder als einbaufertige, unter Vorspannung stehende Einheit zu erhalten, weisen die Hülsen 2"b_f 2c sowie 4h, 4c jeweils eine aus zusammenarbeitenden Bunden 2d hzw_o 4d gebildete Verbindung auf, die im Sinne der Vorspannung für die Reibungsfeder als Ausschubbegrenzung wirkt. Auch diese Verbindung wird bei der Montage unter elastischem Aufweiten bzw. Stauchen der Hülsen und zusätzlich unter Zusammen-

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drücken der Reibungsfeder erstellt. Durch die relativ große Überschneidung insbesondere der Hülsen 2b und 2c bzw, 4b und 4c nach Fig. 1 in Längsrichtung der Reibungsfeder wird eine besonders stabile Führung dieser Hülsen erzielt.

Gemäß Fig» 3 und 4 sind die Wandungen 4e der Hülsen 4b und 4c des äußeren Gehäuseelementes 4 nach Art einer Vielkeilwelle profiliert und entsprechend ineinander geschachtelt angeordnet. Dadurch ist bei klein gehaltenen Abmessungen eine besonders großflächige Führung geschaffen, die einem Ausknicken der Reibungsfeder entgegenwirkt. Die Hülsen 4b und 4c sind weiter mit Bettungen 4g zur Aufnahme von flanschartigen Ansätzen Ib der Innenringe 1 an den Enden der Reibungsfeder versehen. Hinsichtlich der Ausbildung und der Verbindungen der Hülsen 2b und 2c des inneren Gehäuseelementes 2 wird auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen; lediglich unterschiedlich dazu haben die Hülsen 2b und 2c in dem ihren jeweiligen Bund 2d überragenden Bereich ihrer Wandung 2e eine Abschrägung, die den Zusammenbau erleichtert.

In den Beispielen nach Fig. 5 und 6 sind das äußere Gehäuseelement 4 (Fig. 5) und das innere Gehäuseelement 2 (Fig. 6) als Schlauch 4a bzw. 2a aus elastisch dehnbarem Werkstoff ausgebildet. An den Enden des jeweiligen Schlauches 4a oder 2a befinden sieh Wulste 4f bzw. 2g, die in entsprechenden Nuten ia der Innenringe 1 eingreifen; zusätzlich ist der Schlauch 2a bei Fig. 6 durch ein& geschlitzte Federhülse 5 gehalten. Die aus Kunststoff bestehenden Hülsen 2b und 2c des inneren Gehäuseelementes 2 sind gemäß P'ig. 5 besonders massiv gestaltet und können somit hohe radial wirkende Druckkräfte aufnehmen. Die Ausbildung des äußeren Gehäuseelementes 4 nach Fig. 6 entspricht der bei Fig. 1 beschriebenen,,

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Bei den in Fig. 7 gezeigten Gehäuseelementen 2 und 4 sind die anhand von Fig. 1 erläuterten Verbindungen über die Bunde 2d bzw. 4d jeweils doppelt vorgesehen, um dadurch höhere Längskräfte für eine größere Vorspannung der Reibungsfeder aufnehmen zu können. Zur dichten Aufnahme der Hülsen 2b und 2c bzw. 4b und 4c weisen die an den Enden der Reibungsfeder befindlichen Innenringe 1 flanschartige Ansätze Ib auf, welche an den Hülsen der Gehäuseelemente 2 und 4 ausgebildete Bettungen 2h bzw. 4g formschlüssig erfassen. Die Hülsen 2b und 2c des inneren Gehäuseelementes 2 sind weiter mit einwärts gerichteten Flanschen 2f versehen, die der Verstärkung dienen und gegen einen inneren Rundkörper 6 anliegen. Dieser Rundkörper 6 ist im gegebenen Beispiel die Zugstange einer Zugeinrichtung eines Schienenfahrzeuges_o

Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß das äußere Gehäuseelement 4 auch insgesamt drei Hülsen 4b und 4c aufweisen kann. Die dargestellten inneren Gehäuseelemente 2 sind nach Art von Gleit-Dichtbuchsen ausgebildet, wobei diese Gehäuseelemente 2 in der Nut la im entsprechenden Innenring 1 der Reibungsfeder aufgenommen sind und gegen den Rundkörper 6 anliegen.

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Claims

Ringfeder G₀In₀Tb₀H₀ M. 1045

Krefeld-Uerdingen

Patentansprüche:

,1. Reibungsfeder, insbesondere für Hülsenpuffer oder Zug- und Stoßvorrxchtungen von Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen, die ülber leonische Berührungsflächen und unter Einsatz eines Schmiermittels (z.B_o Fett) zusammenwirkende Innen- und Außenringe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsfeder mit einem die zylindrische Mantelfläche ihrer Innenringe (l) abschirmenden inneren Gehäuseelement (2) und einem die zylindrische Mantelfläche ihrer Außenringe (3) umgebenden äußeren Gehäuseelement (4) versehen ist, wobei der am jeweiligen Ende der Reibungsfeder befindliche Ring (l oder 3), in der Regel ein Innenring (l), mit dem entsprechenden Ende des inneren Gehäuseelementes (2) und des äußeren Gehäuseelementes (4) dicht verbunden ist.
2. Reibungsfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuseelement (2) und/oder das äußere Gehäuseelement (4) als Schlauch (2a, 4a) aus elastisch dehnbarem Werkstoff ausgebildet ist, wobei dieser Schlauch (2a, 4a) im federseitig angeschlossenen Zustand in Längsrichtung der Reibungsfeder eine Vorspannung aufweist, die auch bei maximal belasteter Feder noch besteht.
3. Reibxingsfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuseelement (2) und/oder das äußere Gehäuseelement (4) zwei teleskopartig zueinander geführte Hülsen (2b, 2c; 4b, 4c) aus Metall oder Kunststoff aufweist.

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4. Reibungsfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (2b, 2c; 4b, 4c) eine aus zusammenarbeitenden Bunden (2d, 4d) gebildete, als Ausschufcfbegrenzung für die Reibungsfeder wirksame Verbindung aufweisen, wobei diese Verbindung bei der Montage der Hülsen (2b, 2c; 4b, 4c) unter deren Aufweiten bzw. Stauchen im elastischen Werkstoffbereich erstellt ist_o
5. Reibungsfeder nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (2e, 4e) der Hülsen (2b, 2c; 4b,4c) nach Art einer Vielkeilwelle profiliert ausgebildet und entsprechend ineinander geschachtelt angeordnet sind.
6. Reibungsfeder nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (2b, 2c) des inneren Gehäuseelementes (2) durch Einbauten, z.B. Flansche (2f), oder eine entsprechend massive Gestaltung, gegenüber radial wirkenden Druckkräften verstärkt ausgebildet sind.
7. Reibungsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dichte Verbindung zwischen dem jeweiligen Innenring (l) der Reibungsfeder und den Gehäuseelementen (2, 4) - Schlauch (2a, 4a); Hülsen (2b, 2c; 4b, 4c) - über Nuten (la) oder flanschartige Ansätze (lb) des Innenringes (l) und in diese Nuten (la) eingreifende Wulste (2g, 4f) bzw. von den Ansätzen (lb) erfaßte Bettungen (2h, 4g) des inneren und des äußeren Gehäuseelementes (2, 4) formschlüssig ausgebildet ist.

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