DE3543593A1

DE3543593A1 - Verzugsgetriebe und verfahren zur stossdaempfung

Info

Publication number: DE3543593A1
Application number: DE19853543593
Authority: DE
Inventors: Wajih Midlothian Ill. Kanjo; William D. Indian Head Park Ill. Wallace
Original assignee: American Standard Inc
Current assignee: Trane US Inc
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1985-12-10
Publication date: 1986-06-12
Also published as: AU4996085A; BR8506176A; AU577166B2; GB8530333D0; US4647024A; GB2168454B; IT8548897A0; IT1183050B; FR2574509A1; GB2168454A; CA1254534A; ZA858554B

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Stoßabsorptionsvorrichtung mit hoher Kapazität und insbesondere auf eine verbesserte Vorrichtung, mit der durch Reibung Stöße absorbiert werden, wobei ein Schneckengetriebe als primäres Friktionsabfangelement benutzt wird.

Bekannte Vorrichtungen zur Stoßabsorption, beispielsweise Verzugsgetriebe wie sie in der Eisenbahnindustrie benutzt werden, bestehen allgemein aus einem primären Reibungsabfangelement, welches in Tandem mit einem zweiten Abfangelement angeordnet ist, wobei im allgemeinen eine Schraubenfeder Anwendung findet. Andere Sekundär-Abfangelemente, die dabei benutzt werden, sind Gummikissen, die Kombination von Schraubenfedern und Gummikernen und komplexe hydraulische Einrichtungen. Beispiele von Friktions-Verzugsgetrieben, die derartige sekundäre Abfangelemente aufweisen, finden sich in den folgenden US-Patentschriften: 4,296,868 (Fig. 3): hier ist ein Friktions-Verzugsgetriebe mit einer Schraubenfederanordnung gezeigt, wie dies bei der Eisenbahnindustrie weit verbreitet ist; 3,178,036 (Fig. 11) : hier ist ebenfalls ein Reibungs-Verzugsgetriebe gezeigt, bei dem in Kombination mit einer Schraubenfeder ein Gummikern benutzt wird und auch ein solches Getriebe ist in der Industrie verfügbar; 3,368,698 (Fig. 1) : hier ist ein hydraulisches Abfangelement gezeigt; 2,317,445 (Fig.3) hier wird ein Gummikissen als Sekundär-Abfangelement benutzt. All diese Patentschriften werden als Stand der Technik eingeführt. Die Primär-Friktions-Abfangelemente, die früher in Verbindung mit den erwähnten Sekundär-

Abfangelementen benutzt wurden, sind am besten aus Fig. 1 der US-PS 3,368,698 und aus Fig. 3 der US-PS 4,296,868 ersichtlich. Der Friktionsaufbau, der in diesen Schriften dargestellt ist, umfaßt eine äußere stationäre Platte, die an der Innenseite der Gehäusewand anstößt, eine bewegliche Platte, die an der äußeren stationären Platte anstößt und eine innere verjüngt gestaltete stationäre Platte, die an die bewegliche Platte anstößt. Weiter ist ein Keilschuh vorgesehen, der mit der verjüngten stationären Platte zusammenwirkt und schließlich ist ein zentraler Keil vorgesehen, der am Keilschuh angreift. Bei dieser Art von Primär-Friktions-Abfangelementen wird eine ungeheuer große, nach außen gerichtete Kraft auf die Gehäusewände ausgeübt, während das Verzugsgetriebe geschlossen wird. Diese Kräfte bewirken, daß die Gehäusewände fast ständig einer ßiegebeanspruchung ausgesetzt sind.

Es ist insbesondere in der Eisenbahntechnik bekannt, daß Verzugsgetriebe zwei Hauptbelastungen unterworfen sind, nämlich einer Stoßkraft und einer Zugkraft. Die Stoßkräfte treten bei der Zusammenstellung eines Zuges auf, im Betrieb des Zuges, beim Bremsen und auch sonst bei einem im Betrieb befindlichen Zug. Hierdurch sollen die Relativbewegungen zwischen den Wagen kompensiert werden. Bei den bekannten Anordnungen bewirkt ein Friktionskissenelement bei einer Stoßbelastung, daß der Kupplungsschaft eine Kompressivkraft ausübt, die auf den Folgeblock übertragen wird, der seinerseits die Belastung über den zentralen Keil und die beweglichen Platten im Verzugsgetriebe verteilt. Eine Zugbelastung

tritt hauptsächlich ein, wenn die Lokomotive den Zug zieht, d.h. wenn der Zug in Bewegung befindlich ist, und hierbei werden Relativbewegungen zwischen den Wagen kompensiert. Zugbelastungen erzeugen Zugkräfte im Kupplungsschacht, die über die Kupplung und das Joch auf das Gehäuseende übertragen werden. Diese Kraft wird von dem Gehäuseende durch die Gehäusewände, den Friktionskupplungsmechanismus und den Folgeblock übertragen, der von den vorderen Ansätzen des Verzugsgehäusegetriebes des Wagens abgestützt ist.

Wesen der Erfindung

Die Erfindung lehrt, wie ein verbesserter Friktionsstoß-Absorbierungsaufbau hoher Kapazität geschaffen wird. Der Aufbau umfaßt ein Gehäuse mit einem ersten Gewindeglied, welches darin axial beweglich ist. Ein zweites Gewindeglied ist drehbar im Gehäuse gelagert, jedoch gegen Axialbewegung gesichert. Das erste und das zweite Gewind-egl ied sind mit zusammenpassenden Schraubgewindeoberflächen versehen, um dazwischen einen Reibungseingriff herzustellen. Innerhalb des Gehäuses ist eine Feder vorgesehen. Die Feder steht in Eingriff mit dem ersten Gewindeglied, um der Axialbewegung des ersten Gewindegliedes entgegenzuwirken, wenn dieses sich in einer Richtung bewegt, in der die Feder zusammengedrückt wird .

Aufgabe der Erfindung

Es ist daher Hauptziel der Erfindung, einen verbesserten Aufbau für eine Friktionsstoß-Absorption zu schaffen, wodurch die Biegekräfte in den Gehäusewänden eines Verzugsgetriebes bei wiederholter Benutzung vermindert werden .

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Aufbau für eine Friktionsstoß-Absorption zu schaffen, wobei eine erhöhte Reibungsabfangung erreicht wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Aufbau für eine Reibungsstoß-Absorption zu schaffen, wobei die Reibungsabfangwirkung auch dann aufrecht erhalten wird, wenn die Teile bereits abgenutzt sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Reibungsabfangaufbau zu schaffen, der die oben erwähnten Eigenschaften besitzt und dennoch kompatibel mit anderen Sekundärabfangelementen ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Aufbau für eine Reibungsstoß-Absorption zu schaffen, der in der Lage ist das erforderliche Ausmaß einer Abfederung während des normalen Lokomotiven· Zug-Betriebes zu schaffen.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen :

Fig. 1 einen Längsschnitt einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei der erste Gewindeteil strichliert voll ausgefahren dargestellt ist;

Fig. 2 eine Ansicht der gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Schnecke ;

Fig. 3 eine axiale Ansicht der Schnecke gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Stirnansicht der drehbaren Mutter, die in Verbindung mit dem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzt wird;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Seitenansicht der gegenwärtig

bevorzugten stationären Führungen, die in Verbindung mit der Erfindung benutzt werden;

Fig. 7 eine Stirnansicht der stationären Führung gemäß Fig . 6;

Fig. 8 einen Längsschnitt einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, wobei der erste Gewindeteil in seiner voll ausgefahrenen Stellung ersichtlich ist

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels und eines abgewandelten Ausführungsbeispiels

Im folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Teile kennzeichnen.

Das gegenwärtig als bevorzugt angesehene Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 1 bis 7 dargestellt. Die Erfindung befaßt sich mit einem verbesserten Aufbau zur Absorbierung von Stoßen durch Reibung, wobei dieser Aufbau in der Industrie vielfältig anwendbar ist. Insbesondere soll die Erfindung jedoch im Eisenbahnwesen als Verzugsgetriebe Anwendung finden. Demgemäß weist das Verzugsgetriebe 10 gemäß Fig. 1 ein Gehäuse 12 auf. Dieses Gehäuse 12 umfaßt eine Grundplatte 14, die normalerweise so gestaltet sein wird, daß sie den Verzugsgetriebeaufbau 10 in der nicht dargestellten Verzugsgetriebetasche eines Eisenbahnwagens hält. Ein Ende des Gehäuseteils 16 ist an der Grundplatte 14 festgelegt. Wenn die Grundplatte 14 am Gehäuseteil 16 beispielsweise durch Schweißung festgelegt und daher nicht entnehmbar ist,

dann muß die vordere Stirnplatte 18 lösbar am Gehäuseteil 16 befestigt sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Gehäuseteil 16 und vordere Stirnplatte 18 zylindrisch ausgebildet. Die vordere Stirnplatte 18 ist lösbar am Gehäuseteil 16 durch Kopf schrauben 20 verbunden, und die Grundplatte 14 ist am Gehäuseteil 16 angeschweißt. Da die vordere Stirnplatte 18 entnehmbar ist, wird die Möglichkeit geschaffen, den Aufbau zu montieren oder zu demontieren, um die Vorrichtung zu reparieren. Eine zentral angeordnete Öffnung 19 verläuft durch die vordere Stirnplatte 18, damit ein Teil des ersten Gewindegliedes 22 durch die öffnung 19 mit einem vorbestimmten Ausmaß vorstehen kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel hat es sich gezeigt, daß dieses Ausmaß zweckmäßigerweise zwischen etwa 6,35 cm und ungefähr 10,16 cm liegt.

Vorzugsweise beträgt das Ausmaß wenigstens etwa 7,62 cm.

Ein erstes Gewindeglied 22 ist im Gehäuse 12 gelagert. Gemäß dem in Figur 1 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Gewindeglied 22 nicht drehbar. Dieses erste Gewindeglied 22' ist jedoch im Gehäuse 12 axial beweglich. Wie am besten aus Figur 2 und 3 ersichtlich, besteht das erste Gewindeglied 22 aus einer Schnecke 26, die an einem Ende auf einer Seite einer Basis 25 festgelegt ist. Die Schnecke 26 weist mehrere Oberflächen 24 am äußeren Umfang auf. Die Basis 25 und ein Teil der Schnecke 26 sind axial im Gehäuse 12 beweglich. Das erste Gewindeglied 22 weist außerdem wenigstens einen radialen Vorsprung 27 auf, der

wenigstens an einem Rand der Basis 25 vorsteht, um reibungsschlüssig mit Mitteln 30 in Eingriff zu gelangen, um die Drehung des ersten Gewindegliedes 22 zu begrenzen. Die Schnecke 26 des ersten Gewindegliedes 22 steht über den äußeren Rand 21 der vorderen Stirnplatte 18 in einem vorbestimmten Ausmaß vor. Der Vorsprung 27, der die Drehung des ersten Gewindegliedes 22 begrenzt, weist bei diesem Ausführungsbeispiel wenigstens einen Ansatz 28, aber vorzugsweise zwei Ansätze 28 auf, die an einem äußeren Rand der Basis 25 festgelegt sind, um in Reibungseingriff mit den Mitteln 30 zu kommen, die die Drehung des ersten Gewindegliedes 22 begrenzen, um mit diesem zusammenzuwirken. Ferner ermöglichen diese Ansätze 30 bei dem gegenwärtig als bevorzugt betrachteten Ausführungsbeispiel, daß das erste Gewindeglied 22 sich in Axialrichtung bewegen kann.

Die Figuren 1, 6 und 7 verdeutlichen die Mittel 30 zur Verhinderung der Drehung des ersten Gewindegliedes 22 und zur Ermöglichung der Bewegung in Axialrichtung. Die Mittel 30 können als einstückiger Teil des Gehäuses und des Gehäuseteils 16 gegossen sein, und je nach dem betreffenden Benutzer kann dies die bevorzugte Ausbildung sein. In der Praxis kann dies das billigste Herstellungsverfahren sein, und wenn dies der Fall wäre, dann wäre diese Ausführungsform zu bevorzugen, wenn sie auch sonst gleichwertig wäre. Die Mittel 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel weisen einen zylindrischen Körper 32 auf, der einen Außendurchmesser hat, welcher

im wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser des Gehäuseteils 16 des Gehäuses 12. Der zylindrische Körper 32 der Mittel 30 weist wenigstens einen Schlitz 34 auf, um den reibungsschlüssig angreifenden Ansatz 28 des ersten Gewindegliedes 22 aufzunehmen und dessen Drehbewegung zu verhindern, wobei das erste Gewindeglied 22 sich jedoch in Axialrichtung innerhalb des Schlitzes 34 bewegen kann, wenn eine Axialkraft auf das Ende 29 der Schnecke 26 ausgeübt wird. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform könnte der Schlitz 34 in den Gehäuseteil 12 des Gehäuses 16 eingekerbt sein. Bei dem praktischen Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, 6 und 7 hat der zylindrische Körper 32 zwei Schlitze 34, die im gleichen Winkelabstand um die zentrale Achse des zylindrischen Körpers 32 angeordnet sind. Der zylindrische Körper 32 weist wenigstens eine Anschlagoberfläche 36 auf, um reibungsschlüssig an einem zweiten Gewindeglied anzugreifen, welches allgemein mit dem Bezugszeichen 40 versehen ist. Die Anschlagoberfläche 36 kann von der inneren Längsoberfläche des Gehäuseteils 16 des Gehäuses 12 nach außen vorstehen und senkrecht zur Innenseite verlaufen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Anschlagoberfläche 36 in einem vorbestimmten Bereich von der Längsoberfläche des Gehäuseteils 16 nach unten nach der Basis 14 des Gehäuses 12 verjüngt ausgebildet. Das Ausmaß der Verjüngung kann bei diesem Ausführungsbeispiel zweckmäßigerweise zwischen etwa 15° und etwa 45° geändert werden. Wenn das Teil 30 als getrenntes Teil ausgebildet ist, besteht ein zweckmäßiges Verfahren der Befestigung

dieses Teiles am Gehäuseteil 16 des Gehäuses 12 in der Anwendung von Stiften 38. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, umfaßt ein abgewandeltes Teil 30 zur Begrenzung der Drehbewegung des ersten Gewindegliedes 22 und zur Ermöglichung einer Bewegung in Axialrichtung eine Längsnut 44 in dem Ansatz 28 mit einem Paßlängsvorsprung 39 dem Gehäuseteil 12 des Gehäuses 16.

Es wird nunmehr auf die Figuren 1, 4 und 5 Bezug genommen, um das zweite Gewindeglied 44 des gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispieles zu beschreiben. Das zweite Gewindeglied 40 ist drehbar im Gehäuse 12, 16 gelagert und gegen Axialbewegung in einer Richtung durch eine Anschlagoberfläche 36 gesichert. Das zweite Gewindeglied 40 ist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Mutter 46 ausgebildet, die ein Schneckengewinde 48 aufweist, das in Eingriff steht mit der Schnecke 26 des ersten Gewindegliedes 22. Das Schneckengewinde 48 der Mutter 46 und die Schnecke 26 des ersten Gewindegliedes 22 müssen kompatible Schraubenoberflächen aufweisen, um reibungsschlüssig zusammenwirken zu können. Bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt das Schraubengewinde 48 der Mutter und das Schraubengewinde der Schnecke 26 eine Steigung von etwa 5,08 cm für je 53° Drehung der Mutter 46. Die Mutter 46 besitzt eine Anschlagoberfläche 49, die reibungsschlüssig mit der Paßanschlagoberfläche 36 des zylindrischen Körpers 32 in Eingriff steht. Wenn eine

verjüngte Anschlagoberfläche 36 des zylindrischen Körpers 32 benutzt wird, dann hat die Anschlagoberfläche 49 der Mutter 46 eine Verjüngung, die der Verjüngung der Anschlagoberfläche 36 des zylindrischen Körpers 32 entspricht, wodurch ein Reibungspaßeingriff zwischen der Mutter 46 und dem zylindrischen Körper 32 zustande kommt.

Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, ruht eine Abfederungsvorrichtung 50 am Boden der Basis 25 des ersten Gewindegliedes 22, um der Axialbewegung des ersten Gewindegliedes 22 entgegenzuwirken und einen Teil der Kräfte zu absorbieren, die durch die Bewegung des ersten Gewindegliedes 22 verursacht werden, wenn dieses sich in einer Richtung bewegt, durch die die Abfederungsvorrichtung 50 zusammengedrückt wird. Vorzugsweise besteht die Abfederungsvorrichtung 50 aus einer Federanordnung mit einer Mehrzahl von Federn 52. Die Abfederungsvorrichtung 50 weist außerdem einen Federteller 54 auf, der innerhalb des Gehäuses 12 zwischen der Grundplatte 14 und einem Ende wenigstens der äußersten Feder 52 der Abfederungsvorrichtung 50 liegt. Eine weitere Funktion des Federtellers 54 besteht darin, die koaxiale Ausrichtung der Abfederungsvorrichtung 50 beim Zusammendrücken und Wiederausfahren des Aufbaues 10 zu gewährleisten. Das gegenüberliegende Ende des Federkissens 50 ist am Boden der Basis 25 des Plungers 24 abgestützt. Bei dem gegenwärtig als bevorzugt angesehenen Ausführungsbeispiel weisen die Ansätze 28 einen Fußteil 42 auf, der eine Doppelfunktion besitzt

Einmal wirkt er mit dem Federteller 54 zusammen, um das Federkissen 50 koaxial ausgerichtet zu halten, während das Verzugsgetriebe geschlossen und freigegeben wird, und außerdem wird dadurch die Reibungsangriff soberf lache mit der Reibungsoberfläche des Schlitzes 34 in dem zylindrischen Körper 32 vergrößert, wodurch die Möglichkeiten des Reibungsstoßdämpferauf baus vergrößert werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, benutzt der verbesserte Reibungsstoß-Absorber 10 hoher Kapazität gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel Mittel 56 in Gestalt einer nicht dargestellten Tellerfeder, um die Mutter 46 in Reibungseingriff mit der Anschlagoberfläche 36 des zylindrischen Körpers 32 der Mittel 30 zu bringen und um die Drehung des ersten Gewindegliedes 22 zu verhindern. Die Mittel 56 arbeiten auch mit der Anschlagoberfläche 36 zusammen, um die Axialbewegung der Mutter 46 in Gegenrichtung zu begrenzen. Die Mittel 56 können auch aus einem elastomeren Federkörper 58 mit konstanter Belastung bestehen, der zwischen den Platten 60 und befestigt ist und im vordersten Ende des Gehäuses 12 eingebaut ist. Bei dieser Anordnung ist ein reibungsminderndes Lager 62 zwischen Mutter 46 und der Platte des Federkörpers 58 eingebaut. Das reibungsvermindernde Lager 62 kann zum Beispiel eine Messingscheibe sein.

Arbeitsweise

Die Friktions-Stoß-Absorptionsvorrichtung 10, welche vorstehend beschrieben wurde, arbeitet in der nachstehenden Weise. Wenn eine Axialkraft auf das Ende

der mit einem Schraubengewinde versehenen Welle 26 beim Schließen des Aufbaus 10 entweder durch Stoß oder Zug aufgebracht wird, dann bewegt sich das erste Gewindeglied 22 nach innen auf die Basisplatte 14 des Gehäuses 12 hin. Da das erste Gewindeglied 22 gegen Drehung gesichert ist, werden Reibungskräfte zwischen den Schraubengängen der Welle 26 und den Schraubgewindegängen des Loches 48 der Mutter 46 erzeugt. Da die Mutter 46 gegen Axialbewegung durch die Anschlagoberfläche 36 und die Feder 58 mit konstanter Last gehindert ist, werden Reibungskräfte zwischen der Anschlagoberfläche 49 der Mutter 46 und der benachbarten Anschlagoberfläche 36 erzeugt, wenn die Welle 26 die Mutter 46 zu einer Drehung veranlaßt. Die zwischen der Anschlagoberfläche 49 der Mutter 46 und der Anschlagoberfläche 36 erzeugte Reibung sucht das erste Gewindeglied 22 zu drehen und erzeugt daher eine Reibungskraft zwischen den Ansätzen 28 des ersten Gewindegliedes 22 und den Schlitzen 34 im Körper 32 der Vorrichtung 30, um der Drehung des ersten Gewindegliedes 22 zu widerstehen, wenn es zu einer axialen Bewegung im Gehäuse 12 veranlaßt wird. Sämtliche oben beschriebenen Reibungskräfte absorbieren Energie und können über einen weiten Bereich für spezielle Anwendungen eingestellt werden. Beispielsweise können zusätzliche Ansätze 28 und Schlitze 34 oder weniger Ansätze 28 und Schlitze 24 vorgesehen werden, um größere oder kleinere Reibungsoberflächen zu schaffen. Eine weitere Maßnahme, die eingestellt werden kann, ist die vorbestimmte Verjüngung der Anschlagoberfläche 36 und der Anschlagoberfläche 49 der Mutter 46, wodurch eine größere oder

kleinere Reibungsoberfläche zur Verfügung gestellt werden kann.

Weitere Energie wird durch Zusammendrücken der Abfederungseinrichtung 50 absorbiert, wenn diese zusammengedrückt wird, wobei der Axialbewegung des ersten Gewindegliedes 22 im Gehäuse 12 entgegengewirkt wird. Die Feder 50, deren Kraft größer ist als die der Vorbelastung, führt das erste Gewindeglied 22 in seine voll ausgefahrene Stellung zurück, wo sich sämtliche Wirkungen umkehren, wenn die Axialkraft, die das erste Gewindeglied 22 nach innen drückt, am Ende 29 der Welle 26 weggenommen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung des gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und seiner Arbeitsweise geht hervor, daß der Hauptzweck der Erfindung darin besteht, die Biegekräfte in den Gehäusewänden zu vermindern, wobei zusätzlich weitere Ziele erreicht werden.

Im folgenden wird auf Fig. 8 Bezug genommen, wo ein abgewandeltes Verzugsgetriebe dargestellt ist, welches eine Kombination von Reibungsdämpfung und Schraubenfederdämpfung aufweist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das allgemein mit 100 bezeichnete Verzugsgetriebe ein Gehäuse 102 auf. Das Gehäuse 102 besitzt eine Basisplatte 104 am Boden und eine zylindrische Umfangswand 106. Die Bodenbasisplatte 104 besitzt eine Anschlagoberfläche 108,

deren Zweck weiter unten beschrieben wird. Die zylindrische Wand 106 des Gehäuses 102 enthält Mittel 110, die einer Drehung des ersten Gewindegliedes 112 entgegenwirken. Diese Mittel 110 zur Verhinderung der Drehung des ersten Gewindegliedes 112 weisen einen Schlitz 114 auf, und außerdem vorzugsweise zwei Schlitze 114, die eine Bewegung des ersten Gewindegliedes 112 in Axialrichtung nach der Bodenplatte 104 des Gehäuses 102 hin und von dieser weg ermöglichen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Basisplatte 104, Anschlagoberfläche 108, Gehäusewand 106 und die Mittel 110 zur Verhinderung der Drehung des ersten Gewindegliedes 112 und die Schlitze 114 einstückig im Gußverfahren hergestellt.

Das erste Gewindeglied 112 weist eine Mutter 116 auf, die eine Gewindeöffnung 118 in der Mitte besitzt. Die Mutter 116 weist außerdem wenigstens einen Ansatz 120 und vorzugsweise zwei Ansätze 120 auf, die im gleichen Abstand voneinander auf der Mutter 116 so angeordnet sind, daß wenigstens eine Oberfläche der Ansätze 120 reibungsschlüssig an wenigstens einer Oberfläche längs der Seiten der Schlitze 114 angreift, während sich die Mutter 116 axial bewegt. Das erste Gewindeglied 112 ist axial beweglich innerhalb des Gehäuses 102 am vorderen Ende hiervon gelagert. Das bevorzugte Gewinde für die Öffnung 118 der Mutter 116 ist ein Schraubengewinde hoher Steigung.

Ein zweites Gewindeglied 122 ist drehbar innerhalb des Gehäuses 102 gelagert und steht in Reibungseingriff

mit der Anschlagoberfläche 108. Das zweite Gewindeglied 122 ist gegen Axialbewegung innerhalb des Gehäuses 102 auf einer Seite durch die Anschlagoberfläche 108 gesichert. Das zweite Gewindeglied 122 umfaßt eine Basisplatte 128 mit einem mit Schraubgewinde versehenen Schaft 126, der an einem Ende an der Basisplatte 128 angebracht ist. Dieser mit Schraubgewinde versehene Schaft 126 oder diese Welle 126 steht in Reibungseingriff mit der mit Schraubgewinde versehenen Öffnung 118 der Mutter 116. Die Basisplatte 128 des zweiten Gewindegliedes 122 besitzt eine relativ flache Oberfläche 130 auf jener Seite, an der die mit Schraubgewinde versehene Welle 126 befestigt ist. Die Basisplatte 128 weist eine Anschlagoberfläche auf der gegenüberliegenden Seite auf, die in Reibungseingriff mit der Anschlagoberfläche 108 während der Drehung des zweiten Gewindegliedes 122 steht. Gemäß einem gegenwärtig als bevorzugt angesehenen Ausführungsbeispiel ist die Anschlagoberfläche 108 nach außen von der inneren Längsoberfläche des Körpers 106 und nach unten nach der Basisplatte 104 verjüngt, und die Anschlagoberfläche 132 der Basisplatte 128 ist nach oben von der Basisplatte 104 her verjüngt. Das Ausmaß der Verjüngung wird vorbestimmt und es hat sich gezeigt, daß der Winkel zweckmäßigerweise zwischen etwa 15° und etwa 45° liegt. Obgleich es gegenwärtig nicht als bevorzugte Praxis angesehen wird, können die verjüngte Anschlagoberfläche 108 und die entsprechende Verjüngung 132 des Plungers 124 bei gewissen Anwendungen sogar weggelassen werden.

Der Aufbau 100 weist außerdem wenigstens eine Schraubenfeder 134 auf, die mehrere Aufgaben zu erfüllen hat.

Die Feder 134 dient dazu, die Energie während der Arbeitsweise dadurch zu absorbieren, daß die Axialbewegung des ersten Gewindegliedes 112 gebremst wird, und sie dient außerdem dazu, den Plunger 124 vorzuspannen, um ihn in Reibungseingriff mit der Anschlagoberfläche 108 zu halten. Die Feder 134 dient außerdem dazu, die Axialbewegung des zweiten Gewindegliedes 122 in einer Richtung zu begrenzen oder zu bremsen, wie dies die Anschlagoberfläche 108 in der anderen Richtung bewirkt. Ein Lager 136 mit geringer Reibung liegt innerhalb des Gehäuses 106 zwischen der Feder 134 und der Oberfläche 130 der Basis 128 des zweiten Gewindegliedes 122, um die Drehung der Feder 134 so gering als möglich zu halten.

Bei der Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 8 bewegt sich bei Aufbringung einer Axialkraft auf das Ende des ersten Gewindegliedes 112 beim Schließen des Aufbaus 100 infolge einer Pufferwirkung oder eines Zuges das erste Gewindeglied 112 nach der Basis 104 des Gehäuses 102. Da das erste Gewindeglied 112 gegen Drehbewegung durch die Ansätze 120 und die Schlitze 114 gesichert ist, werden Reibungskräfte zwischen der Gewindeöffnung 118 der Mutter 116 und der einpassenden Gewindewelle 126 des zweiten Gewindegliedes 122 erzeugt. Da das zweite Gewindeglied 122 gegen Axialbewegung durch die Anschlagoberfläche 108 des Gehäuses 102 und die Feder 134 gesichert ist, werden Reibungskräfte zwischen der Anschlagoberfläche 132, der Basisplatte 128 und der Anschlagoberfläche 108 des Ge-

häuses 102 erzeugt, wenn das erste Gewindeglied 112 das zweite Gewindeglied 122 zu einer Drehung zwingt. Der Reibungswiderstand, der zwischen der Anschlagoberfläche 132, der Platte 128 und der Anschlagoberfläche 108 des Gehäuses 102 erzeugt wird, sucht das erste Gewindeglied 112 zu drehen und daher werden weitere Reibungskräfte zwischen wenigstens einer Oberfläche der Ansätze 120 und wenigstens einer Oberfläche der Seiten der Schlitze 114 erzeugt, die einer Drehung des ersten Gewindegliedes 112 entgegenwirken. Diese Reibungskräfte werden aufgebaut, wenn das erste Gewindeglied 112 axial in das Gehäuse 102 gedrückt wird. Gemäß dem gegenwärtig als bevorzugt angesehene Ausführungsbeispiel absorbieren alle oben erwähnten Reibungskräfte beim Schließen des Aufbaus 100 Energie. Außerdem können all diese Kräfte im wesentlichen in der gleichen Weise wie oben erwähnt geändert werden. Auch kann wie oben erwähnt, zusätzliche Energie durch axiale Zusammendrückung der Feder 134 absorbiert werden, wenn die Feder 134 die Axialbewegung des ersten Gewindegliedes 112 in das Gehäuse 102 hinein bremst. Die Feder 134 dient auch dazu, das erste Gewindeglied 112 in die voll gestreckte Stellung zurückzuführen, sobald die Axialkraft, die vorher auf das Gewindeglied 112 nach innen gedrückt hat, entweder vollständig weggenommen oder um ein gewisses Ausmaß vermindert ist, wie dies bei den meisten Betriebsbedingungen im Eisenbahnverkehr auftritt.

Aus der vorstehenden Beschreibung der beiden Ausführungs beispiele und der Beschreibung der Arbeitsweise ergibt

sich, daß die Erfindung eine Stoßdämpfungsvorrichtung mit hoher Reibungskapazität schafft, wodurch das Hauptziel der Erfindung und auch die weiteren Aufgaben erfüllt werden.

Vorstehend wurden lediglich zwei Ausführungsbeispiele beschrieben, es ist jedoch für den Fachmann klar, daß Abwandlungen getroffen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verzugsgetriebe mit verbesserter hoher Kapazität, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau folgende Teile umfaßt:

(a) ein Gehäuse; '?

(b) ein erstes Gewindeglied (22), welches im Gehäuse (12) axial beweglich ist;

(c) ein zweites Gewindeglied (40), welches drehbar im Gehäuse gegen axiale Bewegung gesichert eingebaut ist, wobei erstes und zweites Gewindeglied kompatible Gewindeoberflächen aufweisen, die in Reibungseingriff miteinander stehen; und

(d) eine Federanordnung in dem Gehäuse, die an dem ersten Gewindeglied angreift, um während der Kompression der Feder durch das erste Gewindeglied beim Schließen des Verzugsgetriebes Energie zu speichern und danach die gespeicherte Energie freizugeben, um das System in den ausgedehnten Zustand zurückzuführen.

2. Verzugsgetriebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gewindeglied wenigstens zwei Reibungsangriffsoberflächen aufweist.

3. Verzugsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gewindeglied wenigstens zwei Reibungsangriffsoberflächen besitzt.

4. Verzugsgetriebe nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verzugsgetriebeaufbau weiter wenigstens eine Anschlagoberfläche aufweist, die so angeordnet ist, daß sie reibungsschlüssig mit einer Paßoberfläche auf dem zweiten Gewindeglied zusammenwirkt.

5. Verzugsgetriebe nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagoberfläche nach außen und nach oben von einer Mittelachse verjüngt ist.

6. Verzugsgetriebe nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung zwischen etwa 15° und etwa 45° beträgt.

7. Verzugsgetriebe nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung das erste Getriebeglied in die gestreckte Lage überführt, während das Verzugsgetriebe freigegeben wird.

8. Verzugsgetriebe nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verzugsgetriebeaufbau außerdem Mittel aufweist, um das zweite Gewindeglied vorzuspannen und dadurch einen Reibungseingriff zwischen der Anschlagoberfläche und dem zweiten Gewindeglied aufrecht zu erhalten

9. Verzugsgetriebe nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannmittel und die Anschlagoberfläche das zweite Gewindeglied gegen Axialbewegung im wesentlichen hindern.

1Q. Verzugsgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung eine Mehrzahl von Schraubenfedern aufweist.

11. Verzugsgetriebe nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verzugsgetriebeaufbau weiter Mittel aufweist, um die Federn axial ausgerichtet zu halten.

12. Verzugsgetriebe nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß der Federaufbau wenigstens eine Gummifeder besitzt.

13. Verzugsgetriebe nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde des ersten Gewindegliedes und des zweiten Gewindegliedes Schraubengewinde sind.

14. Verzugsgetriebe nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindegänge einen Anstieg von etwa 5,08 cm bei 53° Relativdrehung zwischen erstem Gewindeglied und zweitem Gewindeglied aufweisen.

15. Verzugsgetriebe nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gewindeglied sich um das erste Gewindeglied über einen Winkel von wenigstens 79° dreht.

16. Verzugsgetriebe nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verzugsgetriebeaufbau Mittel besitzt, um das erste Gewindeglied gegen Drehung im wesentlichen zu schützen, wobei diese Mittel in dem Gehäuse an dem ersten Gewindeglied angreifen.

17. Verzugsgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung der Drehung des ersten Gewindegliedes außerdem Mittel aufweisen, die das erste Gewindeglied axial innerhalb des Gehäuses gleiten lassen.

18. Verzugsgetriebe nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die die Axialbewegung des ersten Gewindegliedes zulassen, wenigstens einen Schlitz aufweisen, der in Reibungseingriff mit Mitteln steht, die am ersten Gewindeglied angeordnet sind und in dem Schlitz angreifen .

19. Verzugsgetriebe nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die am ersten Gewindeglied vorgesehen sind, um reibungsschlüssig mit dem Schlitz zusammenzuwirken, aus wenigstens einem radialen Ansatz bestehen.

20. Verzugsgetriebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ermöglichung der Axialbewegung des ersten Gewindegliedes wenigstens zwei Schlitze aufweisen, und daß das erste Gewindeglied eine gleiche Anzahl von reibungsschlüssig angreifenden radialen Fortsätzen aufweist.

21. Verzugsgetriebe nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze im wesentlichen den gleichen Winkelabstand voneinander besitzen und die radialen Fortsätze in gleicher Weise distanziert sind.

22. Verzugsgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung der Drehung und Ermöglichung der Axialbewegung innerhalb des Gehäuses des ersten Gewindegliedes einen integralen Bestandteil des Gehäuses darstellen.

23. Verzugsgetriebe nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorspannung des zweiten Gewindegliedes aus einer Tellerfeder bestehen.

24. Verzugsgetriebe nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorspannung des zweiten Gewindegliedes folgende Teile umfassen:

(a) eine Feder mit Konstantbelastung, die innerhalb des Gehäuses zwischen dem zweiten Gewindeglied und dem Vorderende des Gehäuses eingebaut ist, und

(b) ein reibungsminderndes Lager innerhalb des Gehäuses zwischen dem zweiten Gewindeglied und der Konstantbelastungsfeder.

25. Verzugsgetriebe nach Anspruch 24,

dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantbelastungs· feder aus elastomerem Material besteht.

26. Verzugsgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Vorspannfeder wirkt.

27. Verzugsgetriebe nach Anspruch 26,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verzugsgetriebeaufbau außerdem ein reibungsminderndes Lager zwischen dem zweiten Gewindeglied und der Feder aufweist.

28. Verzugsgetriebe nach Anspruch 19,

dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gewindeglied als Kolben ausgebildet ist, und daß der Kolben folgende Teile umfaßt:

(a) eine Basis, die innerhalb des Gehäuses axial verschiebbar ist;

(b) wenigstens ein Ansatz an der Basis, der reibungsschlüssig in dem Schlitz angreift; und

(c) eine mit Schraubengängen ausgerüstete Welle, die integral mit der Basis hergestellt ist, um reibungsschlüssig mit dem zweiten Gewindeglied zusammenzuwirken, wobei die Welle über das vordere Ende des Gehäuses um wenigstens 7,6 cm vorsteht.

29. Verzugsgetriebe nach Anspruch 28,

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gewindeglied eine Mutter ist, und daß die Mutter eine schraubenlinienförmige öffnung besitzt, um einen Reibungspaßsitz mit den Schraubengängen der Welle des Kolbens herzustellen.

30. Verzugsgetriebe nach Anspruch 29,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, welche die Federn axial ausrichten, wenigstens einen Ansatz aufweisen, der teilweise die äußerste Feder umschließt.

31. Verzugsgetriebe nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung der Drehung und Ermöglichung der Axialbewegung innerhalb des Gehäuses des ersten Gewinde·

gliedes einen Längsschlitz im Gehäuse oder dem ersten Gewindeglied aufweisen und einen passenden Vorsprung am ersten Gewindeglied bzw. am Gehäuse.

32. Verzugsgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung der Drehung und Ermöglichung der Axialbewegung des ersten Gewindegliedes innerhalb des Gehäuses außerdem die Anschlagoberfläche aufweisen, um in Paßreibungseingriff mit dem zweiten Gewindeglied zu stehen.

33. Verzugsgetriebe nach Anspruch 19,

dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gewindeglied eine Mutter ist, und daß die Mutter eine zentrale Schraubgewindeöffnung besitzt.

34. Verzugsgetriebe nach Anspruch 33,

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Getriebeglied ein Kolben ist, und daß der Kolben folgende Bauteile umfaßt:

(a) eine Basis, die eine Reibungsoberfläche besitzt, um in Eingriff mit der Anschlagoberfläche zu gelangen; und

(b) eine integral mit der Basis hergestellte Welle, die einen Gewindeabschnitt aufweist, um in Reibungseingriff mit dem Gewinde der Mutter zu gelangen.

35. Verzugsgetriebe nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagsoberfläche innerhalb des Gehäuses benachbart zur Basis liegt.

36. Verzugsgetriebe nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung koaxial zur Welle liegt.

37. Verzugsgetriebe nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzugsgetriebeaufbau ein reibungsverminderndes Lager zwischen der Basis und der Feder aufweist, um die Aufwicklung der Feder während der Drehung der Basis zu verringern.

38. Verzugsgetriebe nach Anspruch 37,

dadurch gekennzeichnet, daß die Feder außerdem Mittel umfaßt, um den Kolben vorzuspannen und einen Reibungseingriff zwischen der Basis und der Anschlagoberfläche aufrecht zu erhalten.

39. Verfahren zur Verteilung der Energie auf ein Verzugsgetriebe eines Eisenbahnwagens, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) es wird ein erstes Glied in Axialrichtung gemäß einem Axialstoß und einer Zugkraft auf das erste Glied verschoben;

(b) es wird ein Teil der Kraft auf ein zweites Glied übertragen, welches über ein Gewinde auf das erste Glied einwirkt;

(c) es wird das erste Glied oder das zweite Glied gegen Drehung gesichert;

(d) es wird die Axialbewegung des anderen, d.h. des ersten oder des zweiten Gliedes begrenzt, wodurch eine Drehbewegung auf das andere Glied über den Gewindeeingriff hergestelIt wird;

(e) der Drehung des anderen Gliedes wird reibungsschlüssig in Verbindung mit einer Anschlagoberfläche entgegengewirkt, wodurch ein erster Anteil der Energie aus den Stoß- und Zugkräften absorbiert wird;

(f) es wird ein zweiter Anteil der Energie während der Axial Versetzung des ersten Gliedes gegen eine Kompressionsvorrichtung gespeichert, und

(g) es wird dieser Anteil der gespeicherten Energie freigegeben, um das Verzugsgetriebe in eine nicht komprimierte Stellung zu überführen, nachdem die axialen Stoß-

und Zugkräfte vermindert sind.

40. Verfahren zur Verteilung der Energie eines Verzugsgetriebes nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem ein dritter Anteil der Energie in den Gewindegängen von erstem Glied und zweitem Glied vernichtet wird, während sich das erste Glied bewegt.

41. Verfahren zur Energieverteilung in einem Verzugsgetriebe nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der dritte Anteil der verteilten Energie gesteuert wird, indem die Länge der Paßoberflächen der Gewindeabschnitte von erstem und zweitem Glied, die miteinander in Eingriff stehen, geändert wird.

42. Verfahren zur Verteilung der Energie in einem Verzugsgetriebe nach Anspruch 39, gekennzeichnet durch die folgenden zusätzlichen Schritte:

(a) es wird eine Reibungsoberfläche auf dem ersten Glied gegen eine passende Reibungsoberfläche gedrückt, und

(b) es wird ein vierter Anteil der Energie

in diesen Reibungsoberflächen während der Bewegung des ersten Gliedes verteilt.

43. Verfahren zur Energieverteilung in einem Verzugsgetriebe nach Anspruch 42,

dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Anteil der verteilten Energie dadurch gesteuert wird, daß die Oberfläche der Friktionsflächen geändert wird .

44. Verfahren zur Energieverteilung in einem Verzugsgetriebe nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zusätzlich eine Vorspannung des zweiten Gliedes umfaßt, um dadurch den ersten Anteil der verteilten Energie zu erhöhen .

45. Verfahren zur Energieverteilung in einem Verzugsgetriebe nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Anteil der verteilten Energie dadurch gesteuert wird, daß die Oberfläche der Friktionsflächen geändert wird.

46. Verfahren zur Energieverteilung in einem Verzugsgetriebe nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anteil der in der Stufe (f) gespeicherten Energie wenigstens ausreicht, um das erste Glied in der Stufe (g) zu bewegen.