DE3629014A1 - Vorrichtung zur reibungsabsorption von stoessen - Google Patents
Vorrichtung zur reibungsabsorption von stoessenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung
zur Reibungsabsorption von Stößen und insbesondere
auf einen Hülsenkörper, der eine hohe
Festigkeit gewährleistet und Friktionsoberflächen
für eine derartige Vorrichtung zur Reibungsabsorption
von Stößen liefert und ferner bezieht sich die
Erfindung auf ein Verfahren zum Zusammenbau einer
derartigen Vorrichtung zur Reibungsabsorption von
Stößen, bei der eine solche Hülse Anwendung findet.
Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich
die Erfindung auf ein Eisenbahn-Verzugsgetriebe, bei
der eine derartige Reibungsstoßdämpfungsvorrichtung
Anwendung findet.
Derartige Verzugsgetriebe sind seit vielen Jahren
bekannt und sie werden benutzt, um bei Eisenbahnfahrzeugen
die Stöße zu absorbieren. Ein Beispiel eines
derartigen Verzugsgetriebes ist in der US-PS 24 63 373
beschrieben. Dieses Verzugsgetriebe benutzt ein gegossenes
oder geschmiedetes Gehäuse, welches am Vorderende
offen und am rückwärtigen Ende geschlossen
ist. Das Gehäuse weist einen hexagonalen Querschnitt
auf, wobei die Wände am offenen Ende verdickt sind.
Die verdickten Wandabschnitte schaffen Reibungsoberflächen
V-förmigen Querschnitts. Am offenen Ende ist
das Gehäuse mit Anschlagansätzen an den Ecken des
Gehäuses benachbart zu den V-förmigen Oberflächen
ausgestattet.
Ein Teil mit Keilflächen V-förmigen Querschnitts
weist nach außen vorstehende radiale Vorsprünge
auf, die von den Anschlägen erfaßt werden.
Drei Friktionsschuhe mit V-förmiger Friktionsoberfläche
sind zwischen die Keilflächen und die Friktionsoberflächen
des Gehäuses eingefügt. Das innere Ende eines jeden Schuhs besitzt eine flache
Anschlagfläche, auf der ein Federteller ruht. Das
Vorderende eines jeden Schuhs ist an gegenüberliegenden
Seiten der Längsmitte abgeschrägt, um einen Zwischenraum
für die Keilblockanschläge zu schaffen und
um diese hinter den damit zusammenwirkenden Gehäuseanschlägen
zu führen.
Beim Zusammenbau des Mechanismus wird das Gehäuse
aufrecht hingestellt und die Feder wird eingesetzt.
Dann werden die Schuhe auf die Feder gestellt und
als nächstes wird der Keilblock zwischen die Schuhe
eingesetzt. Die Schuhe werden gegen den Widerstand
der Feder nach innen gedrückt, bis die Keilanschläge
nach innen über die Gehäuseanschläge laufen, wodurch
der Keil zur Drehung freigegeben wird. Ein
Drehen des Keils im Gegenuhrzeigersinn führt die
Keilansätze auf die Gehäuseansätze zurück, wodurch
der Keil gegen eine Bewegung nach außen gesichert
wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich,
daß ein solches bekanntes Verzugsgetriebe ziemlich
komplex, schwer und kostspielig herzustellen ist.
Diese Charakteristiken sind typisch für bekannte
Friktions-Verzugsgetriebe.
Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpferaufbau,
der eine Hülse aufweist, die an einem Ende angeordnet
ist. Die Hülse hat den Vorteil, daß ein
langgestreckter Körper benutzt werden kann, dessen
Innenhohlraum eine gleichförmige Querschnittsgestalt
in einer Ebene quer zur Längsachse hat.
Die Hülse ist an diesem langgestreckten Körper
benachbart zum offenen Ende hiervon festgelegt.
Die Hülse umfaßt eine innere Reibungsoberfläche,
die nach unten und innen nach der Längsachse des
Körpers konisch ausgebildet ist. Ein Basisorgan
und der Körper bilden zusammen ein Gehäuse, das
an einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen
ist.
Ein allgemein kompressibler Energiespeicher, der
die Energie wieder abgibt, liegt innerhalb des
Hohlraums des langgestreckten Körpers, um während
einer Kompressionsbelastung Energie zu speichern
und nach Abnahme der Belastung die Energie wieder
freizugeben. Wenigstens ein Reibungsschuh ist mit
einem Teil innerhalb des Hohlraums angeordnet und
weist wenigstens eine verjüngte Reibungsoberfläche
auf, die an der verjüngten Oberfläche der Hülse
angreift.
Um eine nach außen gerichtete Radialkraft auf den
Reibungsschuh auszuüben, ist ein Keil vorgesehen.
Wenigstens ein Anschlag sieht von der inneren Oberfläche
der Hülse nach innen und fällt mit dem Keil
zusammen, um diesen am Aufbau benachbart zum offenen
Ende des langgestreckten Körpers festzulegen.
Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung
zur Reibungsabsorption von Stößen umfaßt
die folgenden Schritte:
Es wird zunächst ein langgestreckter Körper mit
einem Innenhohlraum hergestellt, der eine im wesentlichen
gleiche Querschnittsgestalt in einer Ebene
quer zur Längsachse hat. Dann wird eine Hülse hergestellt,
die eine innere Reibungsoberfläche besitzt,
welche nach unten und innen nach der Längsachse
des langgestreckten Körpers konisch verlaufend
ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Vorsprung
nach innen von der inneren Reibungsoberfläche
einsteht. Eine langgestreckte Feder wird ausgewählt,
um Energie zu speichern und abzugeben,
während die Vorrichtung zusammengedrückt bzw. auseinandergezogen
wird. Die langgestreckte Feder
wird in den Hohlraum des langgestreckten Körpers
eingesteckt, wobei ein Ende benachbart zu dem Basisorgan
liegt. Die Hülse wird an dem langgestreckten
Körper benachbart zum offenen Ende hiervon befestigt.
Wenigstens ein Reibungsschuh mit wenigstens
einer entsprechenden verjüngten Reibungsoberfläche
wird in Reibungseingriff mit der verjüngten
inneren Reibungsoberfläche der Hülse gebracht. Eine
von dem Reibungsschuh getragene Eingriffsoberfläche
wird so angeordnet, daß Kräfte auf die Feder
und von dieser übertragen werden können. Eine
von einem Keil getragene verjüngte Oberfläche
wirkt mit einer entsprechend verjüngten Oberfläche
eines Reibungsschuhs zusammen, um eine nach außen
gerichtete Radialkraft auf den Friktionsschuh auszuüben
und die verjüngte Reibungsoberflche, die
von dem Friktionsschuh getragen wird, in Reibungseingriff
mit der inneren Friktionsoberfläche der
Hülse zu halten. Danach wird der Keil an Ort und
Stelle verriegelt, indem eine Oberfläche des Keils
mit einer Paßoberfläche zusammengebracht wird,
die von einem nach innen weisenden Ansatz der Hülse
getragen wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
zur Reibungsabsorption von Stößen zu schaffen.
Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung einer
Vorrichtung zur Reibungs-Stoßabsorption, die wirtschaftlich
herstellbar ist, indem ein relativ
kostspieliges Guß- und/oder Schmiedegehäuse für
eine solche Reibungsstoßabsorptionsvorrichtung
vermieden wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin,
eine Reibungsstoßabsorptionsvorrichtung zu schaffen,
die gewichtsmäßig leichter ist als bisherige
vergleichbare Einrichtungen.
Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung einer
Reibungsstoßabsorptionsvorrichtung, die einfacher
und sicherer zusammengebaut werden kann.
Ein zusätzliches Ziel der Erfindung besteht darin,
eine Reibungsstoßabsorptionsvorrichtung zu schaffen,
die an eine Feder angepaßt ist, so daß der
Reibungsstoßabsorptionsaufbau einen Federwiderstand
liefert.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung, wobei
das dargestellte Verzugsgetriebe in
der unteren Hälfte der Darstellung
zusammengepreßt ist;
Fig. 2 eine Stirnansicht der fertiggestellten
Friktionsstoßabsorptionsvorrichtung
gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer bevorzugten
Ausführungsform eines Friktionsschuhes
im Teilschnitt;
Fig. 4 einen Segmentschnitt einer bevorzugten
Ausführungsform eines Keils;
Fig. 5 eine Segmentschnittansicht einer abgewandelten
Ausführungsform zur Befestigung
der Hülse an dem langgestreckten
Gehäusekörper;
Fig. 6 eine Segmentschnittansicht einer abgewandelten
Ausführungsform zur Festlegung
der Hülse an dem langgestreckten
Hohlkörper;
Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie
6-6 gemäß Fig. 2, wobei die Vorsprunganschläge
der Hülse mit dem Keil gezeigt
sind;
Fig. 8 eine Teilschnittansicht einer bevorzugten
Ausführungsform eines Sitzes.
In den verschiedenen Darstellungen der Zeichnung sind
einander identische Teile mit identischen Bezugszeichen
versehen.
Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform
der Friktionsstoßdämpfungsvorrichtung 10, die ein
Basisorgan in Gestalt eines Deckels 12 an einem
Ende aufweist. Ein langgestreckter Körper in Gestalt
eines Zylinders 14 ist mit dem Deckel 12 verbunden
und steht von diesem nach außen vor. Der Zylinder
14 ist vorzugsweise durch Reibungsverschweißung mit
dem Deckel 12 verbunden, obgleich auch andere Schweißtechniken
zusätzlich zu anderen Befestigungsmöglichkeiten,
z. B. Verschraubung oder Verstiftung denkbar
sind. Der Zylinder 14 weist einen Innenhohlraum 16
auf, der einen allgemein gleichförmigen Querschnitt
und eine gleichförmige Gestalt in einer Ebene quer
zur Längsachse des Zylinders 14 hat. Die gegenwärtig
bevorzugte Querschnittsgestalt des Hohlraums
16 ist eine zylindrische Gestalt.
Die bevorzugte Querschnittsgestalt des Hohlraums
16 benachbart zu dem offenen Ende des Zylinders
14 in einer Ebene quer zur Längachse des Zylinders
14 ist wenigstens gleich der Gestalt des Hohlraums
16 über dessen Länge. Der Deckel 12 und der Zylinder
14 bilden ein Gehäuse für die Vorrichtung 10,
das an einem Ende 18 durch den Deckel 12 geschlossen
ist und am gegenüberliegenden Ende 20 offen ist.
Deckel 12 und Zylinder 14 können als Gußteil oder
als Schmiedeteil hergestellt sein, jedoch würden
dadurch die Gesamtkosten des Aufbaus erhöht.
Eine langgestreckte, im allgemeinen zusammendrückbare
Energiespeicher- und -wiedergabeeinrichtung
30 liegt innerhalb des Hohlraums 16 des Zylinders
14. Der gegenwärtig bevorzuge Energiespeicher 30
ist eine Druckschraubenfeder 22. Ein Ende 24 der
Druckfeder 22 liegt benachbart zur inneren Oberfläche
des Deckels 12 und das gegenüberliegende
Ende der Druckfeder 22 ist dem offenden Ende 20
des Zylinders 14 zugewandt. Benachbart zum Ende
24 der Druckfeder 23 kann ein Federteller 23 angeordnet
sein und eine zweite Federführung 25 kann
benachbart zum gegenüberliegenden Ende 28 der
Druckfeder 22 angeordnet werden. Die Druckfeder
22 speichert während einer Kompressionsbelastung
der Vorrichtung 10 Energie, indem einem solchen
Zusammendrücken Widerstand entgegengesetzt wird
und sie gibt die gespeicherte Energie wieder frei,
wenn die Kompressionsbelastung der Vorrichtung 10
wegfällt, wodurch die Vorrichtung 10 in die Streckstellung
zurückfällt. Es ist wenigstens ein Reibungsschuh
40 vorgesehen, jedoch werden vorzugsweise
drei Reibungsschuhe benutzt (Fig. 3). Ein
wesentlicher Teil 32 der Reibungsschuhe 40 liegt
innerhalb des Hohlraums 16 des Zylinders 14 benachbart
zum offenen Ende 20. Der in dem Hohlraum
16 liegende Teil 32 der Reibungsschuhe weist eine
Anschlagoberfläche 34 auf, um Kräfte zum Zusammendrücken
der Feder 22 zu übertragen. Der Teil 32
weist außerdem eine konische Reibungsoberfläche
36 auf, um während der Kompressionsbelastung des
Verzugsgetriebes 10 die Energie durch Reibung zu
verteilen. Wenn mehr als ein Reibungsschuh 40 vorgesehen
ist, dann ist es zweckmäßig, daß jeder
Reibungsschuh 40 die gleiche Größe und Gestalt
besitzt.
Ein Keil 50 (Fig. 4) ist derart angeordnet, daß
ein erster Abschnitt 38 außerhalb des Zylinders
14 liegt, wenn das Verzugsgetriebe 10 in entspannter
Stellung befindlich ist, wie im Oberteil von
Fig. 1 (oberhalb der Achse) dargestellt ist. Ein
zweiter Abschnitt 42 des Keils 50 liegt innerhalb
des Hohlraums 16 benachbart zum offenen Ende 20
des Zylinders 14. Der zweite Abschnitt 42 des Keils
50 weist eine verjüngte Oberfläche 44 auf, die an
einer entsprechend abgeschrägten Oberfläche 46
des Reibungsschuhs 40 angreift. Der Keil 50 übt
eine nach außen gerichtete Radialkraft auf den
Reibungsschuh 40 auf, um die verjüngte Reibungsoberfläche
46 in Reibungskontakt mit einer entsprechend
angepaßten Reibungsoberfläche 48 zu halten.
In der Praxis wird diese Reibungsoberfläche
48 von einer inneren Oberfläche einer Hülse 60
gebildet. Die Hülse 60 ist in der Nähe des offenen
Endes 12 am Zylinder 14 festgelegt. Wenigstens
ein Vorsprung, vorzugsweise jedoch drei Vorsprünge
70 (Fig. 2 und 7) stehen von der inneren Oberfläche
der Hülse 60 nach innen vor. Wenn mehrere
Ansätze 70 vorhanden sind, dann erscheint es
zweckmäßig, diese Ansätze 70 im gleichen Winkelabstand
über den Umfang der inneren Oberfläche
der Hülse 60 zu verteilen. Der Ansatz 40 weist
eine Oberfläche 52 auf, die dem Deckel 12 zugewandt
ist und mit einer Oberfläche 54 zusammenwirkt,
die am Keil 50 angeordnet ist (Fig. 6).
Die Oberfläche 54 ist dem offenen Ende 20 des
Zylinders 14 zugewandt. Durch Eingriff der Oberfläche
52 mit der Oberfläche 54 wird der Keil
50 im Verzugsgetriebe 10 benachbart zum offenen
Ende 20 des Zylinders 14 an Ort und Stelle gehalten.
Zweckmäßigerweise liegt die Hülse 60 innerhalb
des Hohlraums 16 des Zylinders 14. In diesem
Fall hat die Hülse 60 eine äußere Oberfläche
56, die im wesentlichen die gleiche Form und
Gestalt hat, wie die Querschnittsfläche des Hohlraums
16 quer zur Längsachse des Zylinders 14.
Die Hülse 60 wird vorzugsweise am Zylinder 14 lösbar
gehaltert, um einerseits eine Montage und
andererseits eine Demontage zum Zwecke der Reparatur
und zum Zwecke des Wiederaufbaus des Verzugsgetriebes
10 zu ermöglichen. In diesem Fall
weist das fertige Verzugsgetriebe 10 wenigstens
eine entfernbare Sicherung 80 (Fig. 1, 5 und 8)
auf, die mit der Hülse 60 und dem Zylinder 14
zusammenwirkt und den Zylinder 60 innerhalb des
Hohlraumes 16 des Zylinders 14 festlegt. Diese
Sicherung 80 weist wenigstens eine Öffnung 58
in der Seitenwand des Zylinders 14 auf, die auf
wenigstens eine Öffnung 62 der Seitenwand der
Hülse 60 ausgerichtet ist. Demgemäß weist die
Sicherung 80 einen Stift oder Bolzen 64 auf, der
reibungsschlüssig in der Öffnung 58 der Seitenwand
des Zylinders 14 und der Öffnung 62 der Hülse
60 gehaltert ist. Gemäß einer abgewandelten
Ausführungsform (Fig. 5) ist die Öffnung 66 mit
einem Gewinde 68 versehen und die Öffnung 72
weist Gewindegänge 74 auf und in diesem Fall besteht
die entfernbare Sicherung 80 aus einem
Gewindebolzen 76, der in die Öffnungen 66 und
72 eingeschaubt ist. Die innere Oberfläche der
Hülse besitzt zweckmäßigerweise eine hexagonale
Querschnittsgestalt in einer Ebene quer zur Längsachse
des Zylinders 14. Die hexagonale verjüngte
innere Oberfläche stellt die Paßreibungsoberfläche
48 dar und sie ist verjüngt in einem Bereich
zwischen 4,5 mm und 5 mm über eine Länge
von etwa 152 mm. Die verjüngte Paßoberflche 48
ist von dem Ende 76, welches dem Deckel 12 am
weitesten abliegt, nach unten nach dem Deckel
12 und nach innen zur Längsachse des Zylinders
14 hin abgeschrägt. Die Hülse 16 besteht vorzugsweise
aus mehreren Teilen, vorzugsweise aus drei
Teilen gleicher Gestalt und Größe. Es ist zweckmäßig,
daß die Hülse 60 aus mehreren Teilen besteht,
deren Zahl mit der Zahl der Reibungsschuhe
40 übereinstimmt. Die Hülse 60 kann außerdem
zweckmäßigerweise einen äußeren Bund 78 aufweisen,
der nach außen vorsteht und einen Anschlag
gegenüber dem offenen Ende 20 des Zylinders 14
bildet.
Die Vorrichtung 10 zur Reibungsabsorption von Stößen
kann außerdem einen Sitz 90 innerhalb des Hohlraums
16 des Zylinders 14 zwischen der Druckfeder
22 und dem Reibungsschuh 40 aufweisen. Der Sitz
90 besitzt eine erste Oberfläche 82, die am gegenüberliegenden
Ende 28 der Druckschraubenfeder 22
anliegt und außerdem eine zweite, in Gegenrichtung
weisende Oberfläche 84, die an der Anschlagoberfläche
34 des Reibungsschuhs 40 anliegt. Bei dieser
Anordnung überträgt der Sitz 90 die Kompressivkraft
auf die Druckschraubenfeder 22 vom Reibungsschuh
40 während einer Kompressivbelastung des
Verzugsgetriebes 10. Umgekehrt überträgt beim
Nachlassen der Kompressivbelastung auf das Verzugsgetriebe
10 der Sitz 90 die gespeicherte Energie
von der Druckfeder 22 auf den Reibungsschuh
40, so daß das Verzugsgetriebe 10 in die ausgedehnte
Stellung zurückkehrt. Der Sitz 90 weist eine
dritte Oberfläche 86 auf, von der wenigstens
ein Teil an der inneren Stirnringfläche 88 der Hülse
angreift, die nach dem Deckel 12 hin gerichtet
ist. Die Anschlagberührung zwischen der Stirnringfläche
88 und der dritten Oberfläche 86 tritt nur
dann ein, wenn das Verzugsgetriebe 10 in ausgedehnter
Stellung befindlich ist.
Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung
zur Reibungsabsorption von Stößen, die
gemäß dem Ausführungsbeispiel als Verzugsgetriebe
ausgebildet ist, umfaßt die Herstellung des Zylinders
14 mit dem Innenraum 16 mit im wesentlichen
gleichförmigem Querschnitt senkrecht zur Längsachse.
Der Deckel 12 wird vorzugsweise durch Reibungsverschweißung
auf dem Zylinderende festgelegt,
wodurch ein Gehäuse für das Verzugsgetriebe
10 gebildet wird. Dann wird eine Druckschraubenfeder
22 für die Benutzung ausgewählt. Diese Druckschraubenfeder
22 speichert die Energie und setzt
sie wieder frei. Die ausgewählte Druckschraubenfeder
22 wird in den Hohlraum 16 des Zylinders 14
eingefügt, wobei ein Ende 24 benachbart zum Deckel
12 zu liegen kommt, während das gegenüberliegende
Ende 28 zum offenen Ende 20 des Zylinders 14 zugewandt
ist. Eine Hülse 16 wird mit einer inneren
verjüngten Friktionsoberfläche 48 ausgestattet.
Vorzugsweise wird diese verjüngte Friktionsoberfläche
48 der Hülse 60 mit hexagonalem Querschnitt
senkrecht zur Längsachse des Zylinders 14
hergestellt und die Verjüngung der inneren verjüngten
Reibungsoberfläche 48 liegt im Bereich zwischen
4,5 mm und etwa 5 mm auf einer Länge von
etwa 152 mm. Außerdem umfaßt das erfindungsgemäße
Herstellungsverfahren die Ausbildung der Hülse
aus mehreren im wesentlichen identischen Teilen.
Die Hülse 60 wird im Zylinder 14 in der Nähe des
offenen Endes 20 festgelegt, wobei die Verjüngung
der sich verjüngenden Friktionsoberfläche 48 nach
unten nach dem Deckel 12 und nach innen nach der
Längsachse des Zylinders 14 gerichtet ist.
Die Reibungsschuhe 40 sind so angeordnet, daß eine
entsprechend verjüngte Friktionsoberfläche 36
an der Reibungsoberfläche 48 angreift und eine
Oberfläche 34, die Kraft auf die Druckfeder 22
übertragen kann. Die verjüngte Oberfläche 44 des
Keiles 50 wird von einer entsprechend verjüngten
Oberfläche 46 beaufschlagt, die vom Reibungsschuh
40 getragen wird. Eine nach innen gerichtete Kraft
wird auf den Keil 50 ausgeübt und es wird die Feder
22 zusammengedrückt bis der Keil 50 an Ort
und Stelle verriegelt werden kann, indem eine Oberfläche
54 des Keiles 50 an einer Oberfläche 52
angreift, die von einem Ansatz 70 getragen wird,
der an der Hülse 60 angeordnet ist.
Wenn die Hülse im Zylinder 14 lösbar befestigt
wird, umfaßt das Fabrikationsverfahren die Herstellung
wenigstens einer Öffnung 58 in der Seitenwand
des Zylinders 40 und die Herstellung wenigstens
einer Öffnung 62 in der Seitenwand der Hülse
60. Die Öffnungen 58 und 62 werden aufeinander ausgerichtet
und ein Sicherungsglied 80 wird in die
Öffnungen 58 und 62 eingeführt. Gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt
das Herstellungsverfahren das Einschneiden eines
Gewindes in wenigstens eine dieser Öffnungen 66
und 72 im Zylinder 14 bzw. in der Hülse 60, wobei
ein Gewindebolzen 76 in die Gewindelöcher 66 und
72 eingeschaubt wird, wie in Fig. 5 dargestellt.
Das Herstellungsverfahren kann außerdem die Anbringung
eines Sitzes 90 im Hohlraum 16 des Zylinders
14 umfassen, der zwischen dem gegenüberliegenden
Ende 28 der zusammendrückbaren Einrichtung 30
und der Angriffsoberfläche 34 des Friktionsschuhs
eingesetzt wird. Wenn die zusammendrückbare Einrichtung
30 eine Feder 22 ist, dann kann das Herstellungsverfahren
die Anordnung von Führungen
100 wenigstens an einem Ende der Druckfeder 22 umfassen.
Es ist zweckmäßig, wenn im Herstellungsverfahren
der Hohlraum 16 des Zylinders 14 in der Nähe des
offenen Endes 20 mit im wesentlichen gleicher Form
und Größe hergestellt wird. Vorstehend wurde das
gegenwärtig als bevorzugt erkannte Ausführungsbeispiel
in Verbindung mit mehreren abgewandelten
Ausführungsbeispielen beschrieben, die in den Rahmen
der Erfindung fallen.
Claims (30)
1. Vorrichtung zur Reibungsabsorption von Stößen,
gekennzeichnet durch die folgenden
Merkmale:
a) ein Basisorgan, welches an einem Ende der Vorrichtung angeordnet ist;
b) ein langgestreckter Körper, der an dem Basisorgan befestigt ist und von diesem vorsteht und einem inneren Hohlraum mit gleichöfrmigem Querschnitt und gleichförmiger Gestalt quer zur Längsachse des Körpers aufweist, wobei das Basisorgan und der Körper ein Gehäuse der Vorrichtung bilden, welches an einem Ende geschlossen und am gegenüberliegenden Ende offen ist;
c) eine langgestreckte, im allgemeinen kompressible Energiespeicher- und Energiefreigabeeinrichtung, die in dem Hohlraum des Körpers mit einem Ende benachbart zum Basisorgan angeordnet ist und mit dem gegenüberliegenden Ende nach dem offenen Ende des Körpers weist, um während jeder Kompressionsbelastung und jeder Lastfreigabe der Vorrichtung Energie zu speichern bzw. freizusetzen;
d) eine Hülse, die an dem Körper benachbart zum offenen Ende festgelegt ist und folgende Bestandteile aufweist:
I) eine innere Reibungsoberfläche, die nach unten und innen nach der Längsachse des Körpers verjüngt ausgebildet ist;
II) wenigstens einen Ansatz, der von der inneren Reibungsoberfläche nach innen vorsteht;
e) wenigstens ein Reibungsschuh, der wenigstens mit einem wesentlichen Teil in dem Hohlraum des Körpers benachbart zum offenen Ende liegt, wobei der innerhalb des Hohlraumes liegende Teil eine Eingriffsoberfläche aufweist, um Kräfte zu übertragen und den Energiespeicher bzw. die Energiefreigabevorrichtung zusammenzudrücken, wobei wenigstens eine verjüngte Reibungsoberfläche an der inneren Reibungsoberfläche der Hülse angreift, um durch Reibung Energie während einer Kompressionsbelastung zu verteilen; und
f) ein Keil, der mit einem Teil innerhalb des Hohlraumes benachbart zum offenen Ende des Körpers liegt und eine verjüngte Oberfläche aufweist, die an einer entsprechend verjüngten Oberfläche des Reibungsschuhs angreift, wobei der Keil eine nach außen gerichtete Radialkraft auf den Reibungsschuh ausübt, um die verjüngte Reibungsoberfläche in Reibungseingriff mit der inneren Reibungsoberfläche der Hülse zu halten, wobei der Keil eine nach außen weisende Oberfläche besitzt, die an dem Ansatz angreift, um die Vorrichtung im zusammengebauten Zustand zu sichern.
a) ein Basisorgan, welches an einem Ende der Vorrichtung angeordnet ist;
b) ein langgestreckter Körper, der an dem Basisorgan befestigt ist und von diesem vorsteht und einem inneren Hohlraum mit gleichöfrmigem Querschnitt und gleichförmiger Gestalt quer zur Längsachse des Körpers aufweist, wobei das Basisorgan und der Körper ein Gehäuse der Vorrichtung bilden, welches an einem Ende geschlossen und am gegenüberliegenden Ende offen ist;
c) eine langgestreckte, im allgemeinen kompressible Energiespeicher- und Energiefreigabeeinrichtung, die in dem Hohlraum des Körpers mit einem Ende benachbart zum Basisorgan angeordnet ist und mit dem gegenüberliegenden Ende nach dem offenen Ende des Körpers weist, um während jeder Kompressionsbelastung und jeder Lastfreigabe der Vorrichtung Energie zu speichern bzw. freizusetzen;
d) eine Hülse, die an dem Körper benachbart zum offenen Ende festgelegt ist und folgende Bestandteile aufweist:
I) eine innere Reibungsoberfläche, die nach unten und innen nach der Längsachse des Körpers verjüngt ausgebildet ist;
II) wenigstens einen Ansatz, der von der inneren Reibungsoberfläche nach innen vorsteht;
e) wenigstens ein Reibungsschuh, der wenigstens mit einem wesentlichen Teil in dem Hohlraum des Körpers benachbart zum offenen Ende liegt, wobei der innerhalb des Hohlraumes liegende Teil eine Eingriffsoberfläche aufweist, um Kräfte zu übertragen und den Energiespeicher bzw. die Energiefreigabevorrichtung zusammenzudrücken, wobei wenigstens eine verjüngte Reibungsoberfläche an der inneren Reibungsoberfläche der Hülse angreift, um durch Reibung Energie während einer Kompressionsbelastung zu verteilen; und
f) ein Keil, der mit einem Teil innerhalb des Hohlraumes benachbart zum offenen Ende des Körpers liegt und eine verjüngte Oberfläche aufweist, die an einer entsprechend verjüngten Oberfläche des Reibungsschuhs angreift, wobei der Keil eine nach außen gerichtete Radialkraft auf den Reibungsschuh ausübt, um die verjüngte Reibungsoberfläche in Reibungseingriff mit der inneren Reibungsoberfläche der Hülse zu halten, wobei der Keil eine nach außen weisende Oberfläche besitzt, die an dem Ansatz angreift, um die Vorrichtung im zusammengebauten Zustand zu sichern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Körper an dem Basisorgan durch Verschweißung
festgelegt ist und daß der Körper allgemein zylindrisch
im Querschnitt in der Ebene quer zur Längsachse des
Körpers ausgebidet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse innerhalb des Hohlraums des Körpers angeordnet
ist und außerdem eine äußere Oberfläche besitzt,
die im wesentlichen die gleiche Größe und Gestalt
wie die Querschnittsfläche und Gestalt des Hohlraums
in dem Körper in der Ebene quer zur Längsachse
des Körpers besitzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse lösbar am Körper befestigt ist und daß
die Vorrichtung weiter wenigstens ein lösbares Befestigungsorgan
besitzt, welches an der Hülse und
an dem Körper angreift, um die Hülse lösbar am Körper
zu haltern.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die lösbare Befestigungsvorrichtung wenigstens
eine Öffnung in einer Seitenwand des Körpers aufweist
und ausgerichtet ist auf wenigstens eine Öffnung
durch eine Seitenwand der Hülse.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Öffnung in der Seitenwand des
Körpers und in der Seitenwand der Hülse mit Gewinde
versehen sind und daß die lösbare Befestigungsvorrichtung
einen Bolzen aufweist, der in die Gewindeöffnungen
einschraubbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die lösbare Befestigungsvorrichtung einen Zapfen
aufweist, der reibungsschlüssig in der einen Öffnung
in der Seitenwand des Körpers und der einen Öffnung
der Seitenwand der Hülse befindlich ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse außerdem einen äußeren, nach außen vorspringenden
Rand aufweist, der an der offenen Seite
des Körpers anstößt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Sitz in dem Hohlraum des Körpers
zwischen der Energiespeicher- und -freigabevorrichtung
und der Oberfläche des Reibungsschuhs angeordnet
ist und daß der Sitz eine erste Oberfläche besitzt,
die an dem gegenüberliegenden Ende der Energiespeicher-
und -freigabevorrichtung anstößt, während
eine zweite gegenüberliegende Oberfläche an der Eingriffsoberfläche
des einen Reibungsschuhs angreift
und daß der Sitz eine Kompressivkraft auf die Energiespeicher-
und -freigabevorrichtung vom Reibungsschuh
während einer Kompressionsbelastung ausübt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse außerdem einen inneren Randabschnitt
aufweist, der dem Basisorgan zugewandt ist und daß
der innere Rand an einem Teil einer dritten Oberfläche
des Sitzes anstößt, wenn die Vorrichtung in unbelasteter
gestreckter Stellung befindlich ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Energiespeicher- und -freigabevorrichtung
wenigstens eine Druckfeder aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Federführung benachbart zu einem
Ende der Druckfeder angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschnittsflächen des Hohlraums in der Ebene
quer zur Längsachse des Körpers benachbart zum offenen
Ende des Körpers wenigstens gleich ist der allgemeinen
Größe des Hohlraums in der Ebene quer zur
Längsachse des Körpers.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse mehrere Ansätze aufweist, die sich von
der inneren Reibungsoberfläche im wesentlichen im
gleichen Winkelabstand nach innen erstrecken.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hexagonale verjüngte innere Oberfläche der
Hülse zwischen etwa 4,5 mm (0,18 Zoll) und etwa 5 mm
(0,2 Zoll) auf eine Länge von etwa 152 mm (6 Zoll)
verjüngt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse aus mehreren Teilen besteht und mehrere
Reibungsschuhe entsprechend der Zahl der Teile
der Hülse vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Teile der Hülse im wesentlichen einander
identisch geformt sind und daß jeder der Reibungsschuhe
im wesentlichen identisch ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Basisorgan und der Körper einstückig im
Schmiedeguß hergestellt sind.
19. Verfahren zum Zusammenbau einer Vorrichtung zur Reibungsabsorption
von Stößen,
dadurch gekennzeichnet,
daß es die folgenden Schritte umfaßt:
a) es wird ein langgestreckter Körper gebildet, der einen Innenraum mit gleichförmigem Querschnitt und gleichförmiger Gestalt in einer Ebene quer zur Längsachse des Körpers aufweist;
b) es wird ein Basisorgan an dem Körper befestigt, der während des Schrittes a) hergestellt wurde, wodurch ein Gehäuse gebildet wird, daß an einem Ende durch das Basisorgan geschlossen und am gegenüberliegenden Ende offen ist;
c) es werden langgestreckte zusammendrückbare Mittel ausgewählt, um während der Kompression der Vorrichtung Energie zu speichern und um diese Energie freizugeben, wenn die Belastung des Aufbaus nachläßt;
d) es werden die zusammendrückbaren Mittel, die im Schritt c) ausgewählt wurden, in den Hohlraum des Körpers eingefügt, wobei ein Ende benachbart zum Basisorgan angeordnet ist, während ein gegenüberliegendes Ende nach dem offenen Ende des Körpers weist;
e) es wird eine Hülse mit einer inneren Friktionsoberfläche hergestellt, die nach unten und innen nach der Längsachse des Körpers verjüngt ist und wenigstens einen Ansatz aufweist, der von der inneren Reibungsoberfläche nach innen einsteht;
f) es wird die Hülse an dem Körper benachbart zu dessen offenen Ende eingesetzt;
g) es wird wenigstens ein Reibungsschuh mit wenigstens einer entsprechenden verjüngten Reibungsoberfläche in Reibungseingriff mit der verjüngt ausgebildeten inneren Reibungsoberfläche der Hülse gebracht, um durch Reibung Energie während des Zusammenpressens der Vorrichtung zu verteilen;
h) es wird eine von dem Reibungsschuh getragene Eingriffsoberfläche so angeordnet, daß die Kräfte, die von den zusammenpreßbaren Mitteln während der Komrpessionsbelastung und während der Freigabe ausgübt werden, übertragen werden können;
i) es wird eine verjüngte Oberfläche, die von einem Keil getragen wird, mit einer entsprechend verjüngten Oberfläche eines Reibungsschuhs in Eingriff gebracht, um eine nach außen gerichtete Radialkraft auf den Reibungsschuh während der Kompression der Vorrichtung aufzubringen und um eine verjüngte Friktionsoberfläche, die von dem Reibungsschuh getragen wird, in Reibungseingriff mit der inneren Reibungsoberfläche der Hülse zu halten;
j) es wird der Keil dadurch an Ort und Stelle verriegelt, daß eine Oberfläche des Keils mit einer Paßoberfläche in Eingriff gebracht wird, die von wenigstens einem nach innen stehenden Ansatz der Hülse getragen wird.
a) es wird ein langgestreckter Körper gebildet, der einen Innenraum mit gleichförmigem Querschnitt und gleichförmiger Gestalt in einer Ebene quer zur Längsachse des Körpers aufweist;
b) es wird ein Basisorgan an dem Körper befestigt, der während des Schrittes a) hergestellt wurde, wodurch ein Gehäuse gebildet wird, daß an einem Ende durch das Basisorgan geschlossen und am gegenüberliegenden Ende offen ist;
c) es werden langgestreckte zusammendrückbare Mittel ausgewählt, um während der Kompression der Vorrichtung Energie zu speichern und um diese Energie freizugeben, wenn die Belastung des Aufbaus nachläßt;
d) es werden die zusammendrückbaren Mittel, die im Schritt c) ausgewählt wurden, in den Hohlraum des Körpers eingefügt, wobei ein Ende benachbart zum Basisorgan angeordnet ist, während ein gegenüberliegendes Ende nach dem offenen Ende des Körpers weist;
e) es wird eine Hülse mit einer inneren Friktionsoberfläche hergestellt, die nach unten und innen nach der Längsachse des Körpers verjüngt ist und wenigstens einen Ansatz aufweist, der von der inneren Reibungsoberfläche nach innen einsteht;
f) es wird die Hülse an dem Körper benachbart zu dessen offenen Ende eingesetzt;
g) es wird wenigstens ein Reibungsschuh mit wenigstens einer entsprechenden verjüngten Reibungsoberfläche in Reibungseingriff mit der verjüngt ausgebildeten inneren Reibungsoberfläche der Hülse gebracht, um durch Reibung Energie während des Zusammenpressens der Vorrichtung zu verteilen;
h) es wird eine von dem Reibungsschuh getragene Eingriffsoberfläche so angeordnet, daß die Kräfte, die von den zusammenpreßbaren Mitteln während der Komrpessionsbelastung und während der Freigabe ausgübt werden, übertragen werden können;
i) es wird eine verjüngte Oberfläche, die von einem Keil getragen wird, mit einer entsprechend verjüngten Oberfläche eines Reibungsschuhs in Eingriff gebracht, um eine nach außen gerichtete Radialkraft auf den Reibungsschuh während der Kompression der Vorrichtung aufzubringen und um eine verjüngte Friktionsoberfläche, die von dem Reibungsschuh getragen wird, in Reibungseingriff mit der inneren Reibungsoberfläche der Hülse zu halten;
j) es wird der Keil dadurch an Ort und Stelle verriegelt, daß eine Oberfläche des Keils mit einer Paßoberfläche in Eingriff gebracht wird, die von wenigstens einem nach innen stehenden Ansatz der Hülse getragen wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schritte a) und b) ein Einzelstückgießen des
Körpers und des Basisorgans einschließen.
21. Verfahren nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gußstücke zusätzlich geschmiedet werden.
22. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt b) eine Friktionsverschweißung des
Basisorgans mit dem Körper umfaßt.
23. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse lösbar in dem Körper befestigt ist
und das Verfahren die zusätzlichen folgenden Schritte
aufweist:
a) es wird wenigstens ein Loch durch eine Seitenwand des Körpers benachbart zum offenen Ende hergestellt;
b) es wird wenigstens eine Öffnung durch eine Seitenwand der Hülse hergestellt;
c) es werden die beiden Öffnungen im Körper und in der Hülse aufeinander ausgerichtet und
d) es werden Befestigungsmittel in die aufeinander ausgerichteten Öffnungen von Körper und Hülse eingebracht.
a) es wird wenigstens ein Loch durch eine Seitenwand des Körpers benachbart zum offenen Ende hergestellt;
b) es wird wenigstens eine Öffnung durch eine Seitenwand der Hülse hergestellt;
c) es werden die beiden Öffnungen im Körper und in der Hülse aufeinander ausgerichtet und
d) es werden Befestigungsmittel in die aufeinander ausgerichteten Öffnungen von Körper und Hülse eingebracht.
24. Verfahren nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigungsmittel einen Bolzen umfassen und
daß außerdem wenigstens eine der Öffnungen in dem Körper
bzw. in der Hülse mit einem Gewinde versehen wird.
25. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Schritt d) zusätzlich ein Sitzkörper in
den Hohlraum zwischen dem gegenüberliegenden Ende der
Kompressionsmittel und einer Eingriffsoberfläche eines
Friktionsschuhs eingebracht wird, um die Kräfte
zu übertragen.
26. Verfahren nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompressionsmittel wenigstens eine Druckfeder
aufweisen und daß außerdem eine Führung benachbart
zu einem Ende der Druckfeder eingebracht wird.
27. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich die Querschnittsgestalt des Hohlraums
in der Ebene quer zur Längsachse und benachbart zum
offenen Ende wenigstens gleich ist der Größe des Hohlraumes
in der Ebene quer zur Längsachse des Körpers.
28. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die verjüngte innere Reibungsoberfläche der Hülse
in eine hexagonale Querschnittsgestalt in der Ebene
quer zur Längsachse des Körpers gebracht wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hexagonale innere Oberfläche in einem Bereich
zwischen etwa 4,5 mm und 5 mm auf eine Länge
von etwa 152 mm verjüngt ausgebildet wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß außerdem die Hülse in mehreren, im wesentlichen
einander identischen Stücken zusammengestellt wird
und mehrere, im wesentlichen identisch gestaltete
Reibungsschuhe hergestellt werden, deren Zahl der
Zahl der Hülsenteile entspricht.
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