DE2918094A1

DE2918094A1 - Vorrichtung zur federnden aufnahme von kraeften, insbesondere fuer eine mittelpufferkupplung von schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2918094A1
Application number: DE19792918094
Authority: DE
Inventors: Harry Jansen; Bernd Ing Grad Kerntopf
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: US4262888A; CA1106321A

Description

Ringfeder G.m.b.H. . M.

4150 Krefeld-Uerdingen

Vorrichtung zur federnden Aufnahme von Kräften, insbesondere für eine Mittelpufferkupplung von Schienenfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur federnden Aufnahme von Kräften, insbesondere für eine Mittelpufferkupplung von Schienenfahrzeugen, mit einem einseitig geschlossenen, eine zylindrische Federsäule aufnehmenden Gehäuse, das im Bereich seines offenen Endes eine mit der Federsäule in Reihe zusammenwirkende Reibeinriehtung enthält und ein gegenüber seinem im Bereich der Federsäule liegenden Abschnitt eingeschränktes Öffnungsmaß aufweist.

An die in Zug- und Stoßvorrichtungen moderner Art enthaltene Federvorrichtung wird im Hinblick auf gestiegene Gewichte der Fahrzeuge und eine weitestgehende Schonung des beförderten Ladegutes in zunehmendem Maße die Forderung nach einer besonders hohen Arbeitsaufnahme gestellt.

Eine Vorrichtung mit den gattungsgemäßen Merkmalen ist durch die DE-AS 14 55 238 bekannt. Die Reibeinriehtung besteht im wesentlichen aus einem zentralen Keilstück mit umgebenden Reibschuhen, wobei das Gehäuse an seinem offenen Ende einwärts gerichtete, sein lichtes Öffnungsmaß einschränkende Anschlagnocken aufweist, mit denen am Keilstück befindliche Nocken im Sinne einer AusSchubbegrenzung zusammenwirken. Bei Einwirken einer Stoßkraft auf die Vorrichtung wird das zentrale Keilstück zum Gehäuseinneren hin verschoben. Dabei wird diese Kraft an den aus den Schrägflächen des Keilstückes und den schrägen Flächen

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der umgebenden Reibschuhe gebildeten Keilpaarungen in zwei Komponenten aufgeteilt. Die eine Komponente drückt die Reibschuhe nach innen in das Gehäuse, die andere preßt die Reibschuhe nach außen zu einem festeren Reibungseingriff mit den entsprechenden Innenflächen im Bereich des offenen Endes des Gehäuses. Dem Einwärtsverschieben der Reibschuhe wirkt - unter Zwischenschaltung einer Platte - die zylindrische Federsäule entgegen, deren Steifigkeit folglieh mitbestimmend ist für das Arbeitsvermögen der Reibeinriehtung. Die in der bekannten Bauart aus gestapelten Scheibenfedern aus Gummi oder einem ähnlichen elastomeren Werkstoff bestehende Federsäule vermag die Reibeinrichtung nur im dementsprechend begrenzten Umfang abzustützen und in ihre Ausgangslage zurückzuführen, wobei derartige Federn erfahrungsgemäß eine im Verhältnis zum Fahrzeug geringere Lebensdauer haben.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art im Hinblick auf eine höhere Arbeitsaufnahme, verbunden mit einer sicheren Rückführung der Reibeinriehtung in ihre Ausgangslage und einer größeren Lebensdauer ihrer Federsäule zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federsäule als Reibungsfeder mit konischen, unter Einsatz eines Schmiermittels zusammenwirkenden Außen- und Innenringen ausgebildet ist, wobei zur gekapselten Aufnahme dieser Feder zwei teleskopartig ineinandergreifende, zueinander abgedichtete Gehäusetöpfe vorgesehen sind, von denen der innere Gehäusetopf in seinem Außendurchmesser dem eingeschränkten Öffnungsmaß am offenen Ende des Gehäuses weitestgehend angeglichen ist und der äußere, an der Grundplatte des Gehäuses abgestützte Gehäusetopf in Längsrichtung der Vorrichtung geteilt ausgebildet ist, und diese Teile des äußeren Gehäusetopfes durch entsprechende Mittel dicht zusammengehalten sind.

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Für eine besonders einfache Herstellung des äußeren Gehäusetopfes, beispielsweise durch Gießen oder Schmieden im Gesenk, ist es nach einer Ausführungsform gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der äußere Gehäusetopf aus zwei spiegelbildlich gleichen Hälften besteht.

Nach einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung sind die die Teile des äußeren Gehäusetopfes zusammenhaltenden Mittel in der Weise ausgebildet, daß der äußere Gehäusetopf mit nach außen weisenden, gegen die Innenwandung des Gehäuses der Vorrichtung spielfrei abgestützten Ansätzen versehen ist. Dabei erfolgt über die Ansätze vorteilhaft auch eine Zentrierung der beiden Gehäusetöpfe und damit der darin einliegenden Reibungsfeder. In erfindungsgemäßer Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltung empfiehlt es sich, daß die Teile des äußeren Gehäusetopfes an ihrem zur Grundplatte weisenden Ende und an ihrem das innere Gehäuseteil überdeckenden Ende jeweils einen der Ansätze aufweisen, um so eine selbst unter ungünstigen Betriebsbedingungen dichte Anlage an den Stoßstellen des' äußeren Gehäusetopfes zu erhalten.

Um unabhängig von der Gestaltung des Gehäuses, das z.B. im Querschnitt rund oder vieleekig ausgebildet sein kann, den äußeren Gehäusetopf an den Stoßstellen seiner Teile zusammenzuhalten, sieht ein weiteres Merkmal der Erfindung vor, daß der äußere Gehäusetopf durch gewölbt ausgebildete, gegen die Innenwandung des Gehäuses der Vorrichtung abgestützte Pederbänder verspannt ist.

Eine besonders feste Verbindung der Teile des äußeren Gehäusetopfes liegt gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vor, wenn die Teile des äußeren Gehäusetopfes auf ihrer Außenwandung mit jeweils einem in Richtung auf die Grundplatte des Gehäuses konvergierend abgeschrägten Druckstück versehen sind, das gegen ein entsprechend

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abgeschrägtes, an der Innenwandung des Gehäuses der Vorrichtung angeordnetes Keilstüek verspannt ist.

Um in besonders einfacher Weise eine weitestgehende Abdichtung des äußeren Gehäusetopfes zu erzielen, liegt es ferner im Wesen der Erfindung, daß die Teile des äußeren Gehäusetopfes mindestens im Bereich ihrer Stoßstellen eine Gummierung aufweisen.

Für den gleichen Zweck wie vorbezeiehnet und zusätzlich für ein einfacheres Zusammenfügen der Teile des äußeren Gehäusetopfes ist es nach einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung gegeben, daß die Teile des äußeren Gehäusetopfes an ihren Stoßstellen Nuten aufweisen, in die eine Dichtungsschnur eingelegt ist.

Ebenfalls im Hinblick auf eine größtmögliche Abdichtung und außerdem für ein leichtgängiges Verschieben der beiden Gehäusetöpfe zueinander ist es nach einem nächsten Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß der innere Gehäusetopf und der äußere Gehäusetopf unter Zwischenschaltung einer Gleit-Dichtbuchse ineinandergreifen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Boden des inneren Gehäusetopfes die Abstützfläche für die Reibeinrichtung bildet und eine größere Dicke aufweist als die Wandstärke dieses Topfes im zylindrischen Bereich. Durch diese Ausgestaltung kann eine separate, den Druck der Reibschuhe der Reibeinrichtung auf die Federsäule verteilende Platte, wie sie beispielsweise in der zum Stand der Technik behandelten Vorrichtung enthalten ist, entfallen. In Längsrichtung des Gehäuses ist somit Raum gewonnen, der einer größeren Länge und damit Arbeitsaufnahme der Reibungsfeder zugute kommen kann.

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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile "bestehen insbesondere in der Schaffimg einer Federvorrichtung mit einem höheren Arbeitsvermögen im Hinblick auf eine weitestgehende Dämpfung der auf die Vorrichtung wirkenden Kräfte. Dies xvlrd durch die Reibungsfeder erreicht, die zum einen eine wirksame Abstützung für die Reibeinrichtung bildet, mit der Folge eines festeren Reibungseingriffes der Reibschuhe mit den Reibflächen innerhalb des Gehäuses, und zum anderen die verbleibende axiale Komponente, die die Reibschuhe einwärts schiebt, mit der ihr eigenen hohen Dämpfung aufnimmt. Damit verbunden ist günstig eine sichere Rückführung der Reibeinrichtung in die Ausgangslage nach Fortfall der Stoßkraft. Weiter vorteilhaft ist die Lebensdauer der Vorrichtung vergrößert, wozu auch die die Reibungsfeder gegen Staub und Feuchtigkeit abschirmenden Gehäusetöpfe beitragen, die außerdem ein Einwirken des Schmiermittels der Reibungsfeder auf die Reibflächen der Reibeinrichtung sicher verhindern. Dabei resultiert aus der erfindungsgemäßen Gestaltung der Gehäusetöpfe ein besonders großer Durchmesser der Reibungsfeder, was deren Arbeitsaufnahme dienlich ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Federvorrichtung in perspektivischer Darstellung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2, 3 und 4 jeweils einen Ausschnitt des hinteren Bereiches von weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtungen, in gegenüber Fig. 1 im vergrößerten Maßstab dargestellten Schnitten,

Fig. 5 einen äußeren Gehäusetopf im Bereich einer Stoßstelle seiner Teile, in vergrößerter Ansicht,

Fig. 6 eine Ansicht des offenen Endes des in Fig. 1 gezeigten Gehäuses, im vergrößerten Maßstab.

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Die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung hat ein Gehäuse 4 mit einer rechteckförmigen Grundplatte 4h, die hiegesteif an dem Gehäuse 4 angeschlossen ist. Am offenen Ende des Gehäuses 4 ist eine Reiheinrichtung 10 angeordnet, die aus einem zentralen Keilstiick 10a und mit diesem über Keilflächen 10c zusammenwirkenden Reihschuhen 10h hesteht, die gegen Reihflächen 4d an der Innenwandung 4c des Gehäuses 4 und gegen eine Platte 1Od anliegen. Für eine Begrenzung des Verschieheweges der Reiheinrichtung 10 zum offenen Ende des Gehäuses 4 hin weist das Keilstück 10a äußere Nocken 1Oe auf, die einwärts gerichtete Anschlagnocken 4a des Gehäuses 4 hintergreifen.

Die Abstützung der Reiheinrichtung 10 zum Gehäuseinneren hin erfolgt durch eine zwischen der Platte 1Od und der Grundplatte 4h des Gehäuses 4 angeordnete Reihungsfeder 1, Diese Feder 1 ist aus doppelkonischen Außen- und Innenringen la bzw. lh gehildet, die unter Verwendung eines geeigneten Schmiermittels, z.B. Fett, über ihre konischen Flächen gegeneinander geführt sind. Weiter sind die Ringe la und lh der Reihungsfeder 1 mittels einer Spannvorrichtung lc unter Vorspannung gehalten, so daß eine einhaufertige Einheit vorliegt. Um die Reihungsfeder 1 gegenüher Schmutz und Feuchtigkeit, die in das Gehäuse 4 eindringen können, zu schützen und um ein Einwirken des Schmiermittels auf die Reihflächen 4d des Gehäuses 4 zu verhindern - dies würde sonst das Arbeitsvermögen der Reiheinrichtung 10 stark herahsetzen -, ist die Reihungsfeder 1 von zwei teleskopartig zusammenwirkenden, unter Zwischenschaltung einer Gleit-Dichthuchse 9 zueinander angedichteten Gehäusetöpfen 2 und 3 umgehen. Von diesen Gehäusetöpfen liegen der innere 2 gegen die Platte 1Od und der äußere 3 gegen die Grundplatte 4h des Gehäuses 4 an. Falls der Boden 2a des inneren Gehäusetopfes 2 eine ausreichende Dicke aufweist, kann auf die separate Platte 1Od verzichtet werden. Es ist auch möglich, den inneren

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Gehäusetopf 2 aus einem Rohr zu bilden, das durch Schweißen an eine vorhandene Platte 1Od angeschlossen ist.

Wie aus Fig. 1 und 6 ersichtlich, ist das zwischen den Anschlagnocken 4a am offenen Ende des Gehäuses 4 vorliegende eingeschränkte Öffnungsmaß bestimmend für die Abmessungen, insbesondere den Durehmesser, in das Gehäuse 4 einzuführender Körper. Dementsprechend und außerdem im Hinblick auf eine möglichst hohe Arbeitsaufnahme der Reibungsfeder 1 ist der Außendurchmesser des inneren Gehäusetopfes 2 diesem Öffnungsmaß angeglichen, so daß - unter Abzug der nur geringen Wandstärke des Topfes 2 - der Reibungsfeder ein besonders großer Durchmesser gegeben ist. Der äußere Gehäusetopf 3 ist in Längsrichtung der Vorrichtung geteilt ausgebildet, wobei dieser Topf 3 vorzugsweise aus zwei gleichen Hälften besteht, die einzeln an den Anschlagnocken 4a vorbei in das Gehäuse 4 eingebracht sind.

Das dichte Zusammenhalten der Teile des äußeren Gehäusetopfes 3 erfolgt durch entsprechende Mittel, auf die im. folgenden anhand der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Vorrichtungen näher eingegangen wird. Diese Vorrichtungen, haben grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die in Fig. gezeigte, so daß bezüglich der nachstehend nicht behandelten Bezugszeichen auf die dort gegebene Erläuterung verwiesen wird. Gemäß Fig. 2 sind die Teile des äußeren Gehäusetopfes 3 mit nach außen weisenden Ansätzen 3a versehen, die spielfrei gegen die Innenwandung 4c des Gehäuses 4 anliegen. Dadurch ergibt sich über eine dichte Anlage an den Stoßstellen des äußeren Gehäusetopfes 3 hinaus eine Zentrierung beider Gehäusetöpfe 2 und 3 und damit der darin einliegenden Reibungsfeder 1. Über die Zentrierung können auch Querkräfte aufgenommen werden, die bei einem denkbaren ungleichmäßigen Ansprechen der Reibschuhe 10b auftreten.

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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist auf der Außenwandung der Teile des äußeren Gehäusetopfes 3 jeweils ein Druckstück 6 angeordnet, das in Richtung auf die Grundplatte 4b des Gehäuses 4 konvergierend abgeschrägt ist. Dieses Druckstück 6 ist gegen ein entsprechend abgeschrägtes, an der Innenwandung 4c des Gehäuses 4 angebrachtes Keilstück 7 verspannt. Es empfiehlt sich, eine axiale Festlegung der Druckstüeke 6, z.B. durch die angedeutete Schweißnaht, an den Teilen des äußeren Gehäusetopfes 3 erst nach dem Verspannen der Druckstücke 6 gegen die Keilstücke 7 vorzunehmen, damit stets eine Anlage der Teile des äußeren Gehäusetopfes 3 an der Grundplatte 4ΐ> des Gehäuses 4 gegeben ist.

Nach Fig. 4 erfolgt das Verspannen des äußeren Gehäusetopfes 3 durch mehrfach gewölbt ausgebildete Federbänder 5, die gegen die Innenwandung 4c des Gehäuses 4 anliegen. Diese Bänder erstrecken sich gemäß Fig. 4 in Längsrichtung des Gehäuses 4, können allerdings auch umfänglich verlaufend angeordnet sein.

In Fig. 5 ist eine einfache Möglichkeit der Abdichtung der Teile des äußeren Gehäusetopfes 3 an den Stoßstellen dieser Teile dargestellt. Hiernach sind die Teile mit jeweils einer Nut 3b versehen, in die eine Dichtungsschnur eingelegt ist.

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Patentansprüche:

Vorrichtung zur federnden Aufnahme von Kräften, insbesondere für eine Mittelpufferkupplung von Schienenfahrzeugen, mit einem einseitig geschlossenen, eine zylindrische Federsäule aufnehmenden Gehäuse, das im Bereich seines offenen Endes eine mit der Federsäule in Reihe zusammenwirkende Reibeinriehtung enthält und ein gegenüber seinem im Bereich der Federsäule liegenden Abschnitt eingeschränktes Öffnungsmaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federsäule als Reibungsfeder (l) mit konischen, unter Einsatz eines Schmiermittels zusammenwirkenden Außen- und Innenringen (la bzw. Ib) ausgebildet ist, wobei zur gekapselten Aufnahme dieser Feder (l) zwei teleskopartig ineinandergreifende, zueinander abgedichtete Gehäusetöpfe (2 und 3) vorgesehen sind, von denen der innere Gehäusetopf (2) in seinem Außendurchmesser dem eingeschränkten Öffnungsmaß am offenen Ende des Gehäuses (4) weitestgehend angeglichen ist und der äußere, an der Grundplatte (^b) des Gehäuses (k) abgestützte Gehäusetopf (3) in Längsrichtung der Vorrichtung geteilt ausgebildet, ist und diese Teile des äußeren Gehäusetopfes (3) durch entsprechende Mittel (3a, 5₅ 6, 7) dicht zusammengehalten sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gehäusetopf (3) aus zwei spiegelbildlieh gleichen Hälften besteht.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gehäusetopf (3) mit nach außen weisenden, gegen die Innenwandung (4c) des Gehäuses (4) der Vorrichtung spielfrei abgestützten Ansätzen (3a) versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des äußeren Gehäusetopfes (3) an ihrem zur Grundplatte (4b) weisenden Ende und an ihrem das innere Gehäuseteil (2) überdeckenden Ende jeweils einen der Ansätze (3a) aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gehäusetopf (3) durch gewölbt ausgebildete, gegen die Innenwandung (4c) des Gehäuses (4) der Vorrichtung abgestützte Pederbänder (5) verspannt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des äußeren Gehäusetopfes (3) auf ihrer Außenwandung mit jeweils einem in Richtung auf die Grundplatte (4b) des Gehäuses (4) konvergierend abgeschrägten Druckstüek (6) versehen sind, das gegen ein entsprechend abgeschrägtes, an der Innenwandung (4c) des Gehäuses (4) der Vorrichtung angeordnetes Keilstück (7) verspannt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des äußeren Gehäusetopfes (3) mindestens im Bereich ihrer Stoßstellen eine Gummierung aufweisen.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des äußeren Gehäusetopfes (3) an ihren Stoßstellen Nuten (3h) aufweisen, in die eine Dichtungsschnur (8) eingelegt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Gehäusetopf (2) und der äußere Gehäusetopf (3) unter Zwischenschaltung einer Gleit-Dichthuchse (9) ineinandergreifen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 his 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2a) des inneren Gehäusetopfes (2) die Abstützflache für die Reiheinrichtung (lO) hildet und eine größere Dicke aufweist als die Wandstärke dieses Topfes (2) im zylindrischen Bereich.

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