EP4326596A1 - Draw and buffer gear for a railway coupling, and railway coupling - Google Patents

Draw and buffer gear for a railway coupling, and railway coupling

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Publication number
EP4326596A1
EP4326596A1 EP22723349.1A EP22723349A EP4326596A1 EP 4326596 A1 EP4326596 A1 EP 4326596A1 EP 22723349 A EP22723349 A EP 22723349A EP 4326596 A1 EP4326596 A1 EP 4326596A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
damper
draw
connection
compression spring
Prior art date
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Pending
Application number
EP22723349.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Schüler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP4326596A1 publication Critical patent/EP4326596A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/04—Draw-gear combined with buffing appliances
    • B61G9/06—Draw-gear combined with buffing appliances with rubber springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/04—Draw-gear combined with buffing appliances
    • B61G9/08—Draw-gear combined with buffing appliances with fluid springs or fluid shock-absorbers; Combinations thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
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    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/12—Continuous draw-gear combined with buffing appliances, e.g. incorporated in a centre sill
    • B61G9/14—Continuous draw-gear combined with buffing appliances, e.g. incorporated in a centre sill with rubber springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/12—Continuous draw-gear combined with buffing appliances, e.g. incorporated in a centre sill
    • B61G9/16—Continuous draw-gear combined with buffing appliances, e.g. incorporated in a centre sill with fluid springs or fluid shock-absorbers; Combinations thereof

Definitions

  • the present invention relates to a draw and buffing device for a train coupling, in particular a central buffer coupling, and a train coupling with such a draw and buffing device.
  • Generic pulling and buffing devices are used in train couplings in order to cushion train shocks and pressure shocks. They have a spring device that transmits tensile forces and compressive forces between opposite first and second connections of the draw and buffer device.
  • DE 20 2004 014 532 U1 discloses a spring mechanism installation box with a spring mechanism that is articulated on the one hand to a coupling arm and on the other hand to an installation box screwed to a stop plate of the vehicle with screws, with compressive forces being transmitted via a tension/pressure piece, a spring, a rear plate and a housing to which the compression stops are transmitted to the vehicle, and tensile forces are transmitted to the compression stops via a pivot pin, the housing, the back plate, the spring, and the tension-compression piece.
  • the single spring transmits tensile and compressive forces.
  • a disadvantage of a draw and buffer device of the type shown with one or more springs that are subjected to the full tensile force and compressive force in both axial directions is the load change with a zero crossing in the spring, which has an unfavorable effect on the tensile dynamics.
  • the spring deflection cannot be changed without changing the spring characteristics, which makes it difficult to install such spring mechanism installation boxes in different train couplings, since additional spacers must be provided for a comparatively large installation space in order to introduce the compressive forces into the car structure. This is associated with effort and additional weight of the draw and buffing gear.
  • a generic pulling and buffering device is disclosed in US Pat. No. 3,031,089 A, for example.
  • This comprises a spring device with a hydraulic displacement damper and with at least one compression spring, wherein, according to a first embodiment, the hydraulic damper absorbs pressure surges and the compression spring cushions tension surges.
  • a second compression spring is provided in the power flow parallel to the hydraulic damper and parallel to the first compression spring, which cushions pressure surges and tension surges.
  • two compression springs are arranged parallel to one another in the power flow, which absorb tensile shocks, combined with a hydraulic damper which dampens pressure shocks.
  • the hydraulic damper includes an internal return spring that returns a piston rod of the damper after a pressure surge. The hydraulic damper only dampens pressure surges.
  • a disadvantage of the draw and buffer device according to US Pat. No. 3,031,089 A is that it requires a considerable amount of axial space and pressure surges are essentially only dampened by the hydraulic damper because the compression spring, which may be arranged in parallel, has a comparatively small spring stroke. Since the damping effect of the hydraulic damper is dependent on mass and speed, there is hardly any damping at low speeds in the first and third embodiments.
  • the draw and buffing gear will always buffer the full flow in the compression direction under quasi-static loads, which is associated with corresponding mechanical loads. Furthermore, when there is a load change, there are hard metallic stops that lead to noise and wear. Furthermore, various stop surfaces arranged at a distance one behind the other must be aligned with one another in order to ensure proper functioning.
  • US 3 556 311 A discloses the combination of rubber buffers with an air damper.
  • US 3 854 596 A discloses the combination of a hydraulic damper and elastomeric buffers.
  • U1 discloses a spring mechanism installation box with a spring mechanism which is articulated on the one hand to a coupling arm and on the other hand to an installation box which is screwed to a stop plate of the vehicle with screws, with compressive forces being transmitted via a tension/pressure piece, a spring, a rear plate and a housing is transmitted to the compression stops to the vehicle and tensile forces are transmitted to the compression stops via a pivot pin, the housing, the back plate, the spring and the tension-compression piece.
  • WO 2013/040119 A1 discloses the combination of an elastomer part with friction damping for a draw and buffer device of a train coupling.
  • a pressure plate is provided at both ends of a stack of elastomer elements, so that pressure forces are transmitted over the entire elastomer stack both in the direction of tension and in the direction of compression.
  • the spring deflection is therefore identical in both axial directions and the draw and buffer device must be supplemented with spacers or the like when installed in different environments.
  • EP 1 225 114 B1 discloses a pulling and buffering device for a central buffer coupling, in which a coupling arm or coupling shaft is supported by a joint on a pivot bolt, with the tensile force being transmitted via the pivot bolt, an upper chord, a lower chord, an end plate, a play suspension on the tension side, a stop plate and transmits a spring system to a pressure plate, which is supported against vehicle-side cable stops.
  • the coupling shaft transfers the pressure force via a joint play absorber without play to the pivot pin, which is supported on the pressure plate, whereby the pressure plate compresses the spring system and transmits the pressure forces via the stop plate against the pressure stops on the vehicle.
  • WO 2016/026708 A1 discloses a pull and buffer device for a train coupling with a reversible and an irreversible energy absorption device.
  • the energy dissipation device with irreversible energy consumption is connected in series with the reversible energy dissipation device, the energy dissipation device with irreversible energy consumption being irreversibly deformed or destroyed when a predefined maximum tensile/impact force is exceeded.
  • EP 1 732 798 B1 discloses a long flow, heavy duty friction clutch hitch assembly for absorbing both trailer and train loads applied to a center sill member of a rail vehicle during train formation and rail operation of the train formation, having a friction clutch mechanism with distinct pairs of plate members and a wedge member to absorb thermal energy generated during closing of the friction clutch tractor assembly.
  • US Pat. No. 3,150,782 A discloses a pulling and buffering device for a traction coupling, in which a hydraulic damper is connected in parallel to a large number of compression springs in order to simultaneously cushion tensile and impact forces with the compression springs and the damper.
  • US 3368698 A discloses a pulling and buffering device for a train coupling, in which a hydraulic damper is parallel to a plurality of compression springs in the Force flow is arranged, also with an additional return spring, which acts on the damper housing to reset the draw and buffer device in its original position.
  • US Pat. No. 3,447,693 A discloses a generic draw and buffer device for a drawbar coupling with the features summarized in the preamble of claim 1.
  • a hydraulic damper is arranged in parallel with a plurality of compression springs within a friction damping device.
  • a compression spring is positioned between a cup-shaped ram and a bottom of the housing forming the damping chamber to urge the ram to its fully extended position.
  • compression springs and dampers are connected in parallel in order to achieve a correspondingly large equivalent spring constant.
  • the equivalent spring constant is the spring constant of the entire spring device with the compression springs and the damper. Springs connected in series with the damper also compress at the same time as the damper.
  • a disadvantage of the known embodiments is that in practice the sealing system of the damper usually determines the service life of the draw and buffer device because this is the first to fail. Furthermore, the metal compression springs used are comparatively stiff and are, however, subject to a setting behavior, which leads to a change in the spring constant over time.
  • the present invention is based on the object of specifying a draw and buffing device for a train coupling, in particular a central buffer coupling, which is characterized by a particularly long service life, the spring constant of which remains as unchanged as possible over the service life and which can be produced inexpensively and easily in different installation spaces can also be used without additional spacers.
  • the object according to the invention is achieved by a draw and buffer device for a train coupling, in particular a central buffer coupling, with the features of claim 1.
  • the dependent claims describe advantageous and particularly expedient refinements of the invention.
  • a draw and buffing device for a train coupling, which is suitable for a coupling for mechanically coupling two carriages of a rail vehicle, which is particularly suitable for a central buffer coupling, but can also be used in a side buffer, for example as a long spring mechanism in a side buffer, is characterized by a small housing, low weight and easy adaptability to different installation spaces, without having to provide comparatively heavy spacers.
  • the housing described below and optionally other components of the draw and buffer device can be produced from sheet metal parts, which can be produced, for example, by stamping or flame cutting.
  • a hydraulic and/or pneumatic damper and a compression spring preferably a polymer spring
  • the combination of spring and damper being designed in such a way that the compression spring absorbs the large proportion of small strokes and traction forces, while the damper only absorbs a correspondingly high preload at is effective with larger forces, the sealing system of the damper is protected because the majority of the strokes occurring in practice are absorbed by the maintenance-free compression spring, in particular a polymer spring.
  • the vibration behavior of the train is reduced due to the smaller strokes of the compression spring and the jump in force on the damper preload force with larger strokes.
  • a drawbar and buffer device for a train coupling, in particular a center buffer coupling, has a first connection for a coupling shaft and a second connection, which is designed to fasten the drawbar and buffer device to a vehicle structure, for example to a vehicle frame or car body of a rail vehicle .
  • the pulling and buffing device also has a spring device which transmits tensile forces and compressive forces between the first connection and the second connection.
  • the spring device comprises at least one compression spring, in particular precisely one compression spring, and at least one hydraulic and/or pneumatic damper, in particular precisely one hydraulic and/or pneumatic damper.
  • the compression spring and the damper are arranged in series with one another in the power flow from the first connection to the second connection, so that compression forces are transmitted from the compression spring to the damper.
  • a spring constant of the compression spring is smaller than a spring constant of the damper.
  • the spring constant which is also called spring stiffness, spring hardness, spring rate, reference value, or directly constant, indicates the ratio of the force acting on a spring to the resulting deflection of the spring, i.e. the deflection in this case.
  • the inventive selection of the different spring constants of the compression spring and the damper ensures that the damper only acts in the case of comparatively larger tensile forces and impact forces transmitted by the draw and buffer device, whereas the compression spring acts as a supplement if it is not already fully compressed with the larger forces , or deflects only with correspondingly smaller transmitted forces.
  • a minimum force for the initial deflection of the damper i.e. a force at which the deflection of the damper begins, is preferably greater than a compressive force at which the compression spring is deflected by at least 50 percent, in particular at least 70 percent or at least 90 percent of its spring travel. or even greater than a compressive force at which the compression spring is compressed by 100 percent of its spring travel, i.e. is already fully compressed.
  • the compression spring is preferably made of plastic, in particular made of a polymer. Such a plastic spring has a favorable spring characteristic and is at least essentially not subject to any setting behavior.
  • the damper or the compression spring is pressurized via an axially displaceable end-side first pressure plate.
  • a first pressure plate is held in a housing with a linear guide, for example, as will be described below.
  • the first pressure plate can also form one half of a stabilizing joint, which causes a center return of the clutch shaft.
  • a second pressure plate can be provided, on which the spring or the damper is supported with its other axial end, the second connection being formed, for example, by a console in which the second pressure plate in the axial direction of the train - And pushing device is displaceable and in particular rotatable about a vertical axis of rotation.
  • the second console can, for example, form a linear guide for the second pressure plate, so that the second pressure plate is reliably guided axially.
  • the pulling and buffering device particularly preferably comprises a housing which forms the first connection, in particular in the form of a socket for a coupling shaft bolt, and which forms the second connection, in particular in the form of a console, the housing holding the compression spring and the damper on at least two wraps pages.
  • the housing has an upper chord and a lower chord, which are arranged on both sides of the damper and the compression spring.
  • the upper chord and the lower chord can be connected to one another, for example, via vertical components, in particular sheet metal components also be made as a sheet metal component. It is particularly preferred if the housing as a whole is assembled from sheet metal parts, in particular sheet metal plates, which enables cost-effective production and easy adaptability to different installation spaces.
  • the sheet metal components can be produced, for example, by stamping or flame cutting, which is particularly cost-effective.
  • the first pressure plate particularly preferably has a free, at least essentially flat contact surface pointing in the direction of the first connection for free contact with an opposite contact surface of the coupling shaft. This creates a stabilizing joint between the two contact surfaces. Due to the fact that two at least essentially flat contact surfaces of the first pressure plate and the clutch shaft bear against one another in the pressure direction, advantageously prestressed by the spring device, the two at least essentially flat contact surfaces tilt relative to one another when the clutch shaft is deflected from its central position, which results in a restoring moment, which acts to return the coupling stem to its center position, i.e. to the fully axially aligned position.
  • the preferably pressurized but free contact of the two at least essentially flat surfaces and the possibility of tilting of the two at least essentially flat surfaces relative to one another thus represents a center reset integrated in the draw and buffer device.
  • the first pressure plate preferably has, in the axial direction directed towards the first connection, in addition to the at least essentially flat contact surface shown, a front stop surface for at least one vehicle stop of a vehicle provided with the coupling shaft.
  • the side with the contact surface and the contact surface is stepped, for example with a central protruding area that forms the flat contact surface, and with an outer area that encloses the central area on both sides or over the entire circumference and that forms the at least one end contact surface.
  • the first connection is preferably formed by a receptacle for a coupling shaft bolt, which is mounted in the housing in a stationary and rotatable manner, for example.
  • the stationary arrangement does not rule out a small axial play, for example a maximum of 1 cm in each axial direction, in particular a maximum of 5 mm, 3 mm, 2 mm or less.
  • displaceability of the coupling shaft bolt in the housing can be considered, with the displaceability preferably being limited in both axial directions.
  • the displaceability in the axial direction is then generally greater than half the diameter or the diameter of the coupling shaft bolt.
  • a train coupling according to the invention in particular a central buffer coupling, has a coupling shaft which forms an at least essentially flat contact surface at its free end and which can be pivoted about a vertical axis, as well as a draw and buffer device according to the invention of the type shown, the contact surface of the first pressure plate, in particular acted upon by the spring device with a compressive force in the second axial direction, rests freely on the contact surface of the coupling shaft.
  • the coupling shaft can thus transmit the compressive forces that are transmitted from one vehicle to the other vehicle via the train coupling, to the other vehicle via the first and second pressure plates and the interposed spring device with compression spring and damper, which in particular alone form the spring device.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional representation of a draw and buffer device in a train coupling
  • FIG. 2 shows the draw and buffer device from FIG. 1 with further components of the installation environment
  • FIG. 3 shows the draw and buffer device from FIG. 1 in a horizontal plan view
  • FIG. 4 shows the draw and buffer device from FIG. 3 with further components of the installation environment
  • FIG. 5 shows the draw and buffer device from FIG. 1 in a vertical sectional view
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a draw and buffer device according to the invention.
  • FIG. 7 shows the draw and buffer device from FIG. 6 in a vertical sectional view
  • FIG. 8 shows the draw and buffer device from FIG. 6 in a horizontal top view.
  • the train coupling has a coupling shaft 3 which is articulated with a coupling shaft bolt 14 in a housing 12 of the draw and buffer device so that it can be pivoted about a vertical axis 15 .
  • the housing 12 therefore forms a first connection 1 for the coupling shaft 3 or its coupling shaft bolt 14 with a receptacle 13 , it being possible to transmit tensile forces and compressive forces in opposite axial directions via the first connection 1 .
  • the second connection 2 of the draw and buffer device, with which the draw and buffer device is attached to a vehicle structure, is formed by a bracket 9 which can be attached, for example, to a vehicle body or vehicle frame, in particular screwed on.
  • the console 9 is part of the housing 12.
  • the drawgear is located in a vehicle interface 16, e.g. UIC-530 vehicle interface shown by a double-dot chain line.
  • Vehicle stops 17 are provided in the area of the first connection 1, with which compressive forces can be transmitted to the draw and buffer device, as will be explained below. In contrast, the tensile forces in the area of the first connection 1 are transmitted via the coupling shaft bolt 14 .
  • second pressure plate 8 which is articulated, ie pivotable about an axis of rotation 10 which is oriented vertically, in the console 9 and is mounted so that it can be displaced to a limited extent in both axial directions.
  • the second pressure plate 8 could also be rigidly connected to the console 20 or be formed by it, for example as is shown below with reference to a further exemplary embodiment and FIGS.
  • a first pressure plate 7 is reciprocally displaceable in both axial directions.
  • the first pressure plate 7 has an at least essentially flat contact surface 7.1 directed toward the clutch shaft 3, on which the clutch shaft 3 rests with an end-side at least essentially flat contact surface 3.1. Due to the fact that the two at least substantially flat contact surfaces 3.1, 7.1 rest freely against one another, being prestressed against one another by a spring device 4 arranged between the first pressure plate 7 and the second pressure plate 8, they can, if the Coupling shaft 3 is pivoted from its center position shown about the vertical axis 15, tilt against each other and thereby exert a restoring force on the coupling shaft 3.
  • the housing 12 is formed by a sheet metal construction from sheet metal plates and has an upper chord 18 and a lower chord 19 which are arranged parallel to one another and are rigidly connected to one another via two vertical sheet metal plates 20 .
  • the sheet metal plate 20 arranged at the end of the upper chord 18 and lower chord 19 together with a rear section of the upper chord 18 and the lower chord 19 forms the bracket 9.
  • the first pressure plate 7 is held in a linear guide 11 in the housing 12 .
  • the linear guide 11 is formed by the upper chord 18 and the lower chord 19 .
  • the second pressure plate 8 is also guided in a linear guide 11 in the housing 12, namely in the area of the console 9.
  • the spring device 4 is formed by a compression spring 5 and a hydraulic and/or pneumatic damper 6, the compression spring 5 and the damper 6 being in the direction of the force flow from the first connection 1 to the second connection 2 or from the first pressure plate 7 to the second pressure plate 8 in are arranged in a row.
  • the compression spring 5 is supported directly on an end face of the damper 6 .
  • the spring constants of the compression spring 5 and the damper 6 differ in such a way that when the first pressure plate 7 and the second pressure plate 8 are pushed together, the compression spring 5 initially compresses over a predetermined path, for example at least 50, 70 or 90 percent of its spring travel, before the Damper 6 begins to deflect.
  • side stops 21 are shown for the application of compressive force.
  • the housing 12 is supported on these.
  • the housing 12 guides the two pressure plates 7, 8 and fully accommodates the spring device 4, as well as forming the first connection 1 and the second connection 2, an extremely compact design is achieved.
  • the construction of the housing 12 allows the housing 12 to be easily adapted to different installation lengths.
  • an intermediate plate 22 is provided between the compression spring 5 and the damper 6 in the axial direction.
  • the intermediate plate 22 is mounted stationarily in the housing 12 in both axial directions, but is preferably rotatable about a vertical axis of rotation, in order to avoid transverse forces being introduced into the compression spring 5 .
  • the second pressure plate 8 is displaceable with respect to the housing 12 and is formed by the bracket 9, but can also in turn be connected to it in an articulated manner.
  • the housing 12 which is also advantageously designed in accordance with the exemplary embodiment from FIGS.
  • the coupling shaft bolt 14 can also be accommodated in the housing 12 in a stationary manner, with the exception of an axial play.
  • the damper 6 is not loaded with a compressive force when tensile forces are transmitted with the draw and buffer device, but only the compression spring 5.
  • the damper load can thus be further reduced.
  • the coupling shaft 3 presses the first pressure plate 7 via the compression spring 5, the intermediate plate 22 and the damper 6 against the console 9, so that compressive forces can be transmitted via the compression spring 5 and the damper 6 .
  • a Tensile stress pulls the coupling shaft 3 via the coupling shaft bolt 14, the housing 12 and thus the intermediate plate 22 against the compressive force of the compression spring 5 and the first pressure plate 7 against the vehicle stops 13, so that the tensile force is cushioned.
  • the tensile force is transmitted to the bracket 9 via the damper 6 and/or optionally a tie rod and the second pressure plate 8 .
  • the damper 6 is connected in series with the compression spring 5 and only responds to comparatively larger pressure surges.
  • the compression spring 5 can be designed, for example, as a polymer spring
  • the damper 6 can be designed as a gas-hydraulic or fluid-elastomeric damper. If the damper preload is significantly higher than the spring preload, normal traction loads in the pull and push direction are absorbed by the spring 5, while the damper 6 acts only in the push direction for higher dome impacts and strong traction changes. This two-stage preload reduces load change reactions in ferry operation.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a draw and buffer gear for a railway coupling, in particular a central-buffer coupling, having a first connection for a coupling pin and a second connection designed for securing the draw and buffer gear to a vehicle structure; and having a spring array which transmits tractive and compressive forces between the first connection and the second connection; wherein the spring array (4) comprises a compression spring (5) and a hydraulic and/or pneumatic damper (6); and the compression spring (5) and the damper (6) are arranged in series in the power flow from the first connection (1) to the second connection (2), such that compressive forces are transmitted from the compression spring (5) to the damper (6). The draw and buffer gear according to the invention is characterized in that a spring constant of the compression spring (5) is smaller than a spring constant of the damper (6).

Description

Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung und Zugkupplung Pulling and buffing gear for a train coupling and train coupling
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, sowie eine Zugkupplung mit einer solchen Zug- und Stoßeinrichtung. The present invention relates to a draw and buffing device for a train coupling, in particular a central buffer coupling, and a train coupling with such a draw and buffing device.
Gattungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtungen werden in Zugkupplungen verwendet, um Zugstöße und Druckstöße abzufedern. Sie weisen eine Federeinrichtung auf, die Zugkräfte und Druckkräfte zwischen entgegengesetzten ersten und zweiten Anschlüssen der Zug- und Stoßeinrichtung überträgt. Beispielsweise offenbart DE 20 2004 014 532 U1 einen Federwerkseinbaukasten mit einem Federwerk, das einerseits gelenkig mit einem Kupplungsarm und andererseits mit einem an einer Anschlagplatte des Fahrzeugs mit Schrauben angeschraubten Einbaukasten verbunden ist, wobei Druckkräfte über ein Zug- Druckstück, eine Feder, eine hintere Platte und ein Gehäuse auf die Druckanschläge zum Fahrzeug übertragen werden und Zugkräfte über einen Gelenkbolzen, das Gehäuse, die hintere Platte, die Feder und das Zug-Druckstück auf Zuganschläge übertragen werden. Somit überträgt die einzige Feder Zug- und Druckkräfte. Generic pulling and buffing devices are used in train couplings in order to cushion train shocks and pressure shocks. They have a spring device that transmits tensile forces and compressive forces between opposite first and second connections of the draw and buffer device. For example, DE 20 2004 014 532 U1 discloses a spring mechanism installation box with a spring mechanism that is articulated on the one hand to a coupling arm and on the other hand to an installation box screwed to a stop plate of the vehicle with screws, with compressive forces being transmitted via a tension/pressure piece, a spring, a rear plate and a housing to which the compression stops are transmitted to the vehicle, and tensile forces are transmitted to the compression stops via a pivot pin, the housing, the back plate, the spring, and the tension-compression piece. Thus, the single spring transmits tensile and compressive forces.
Nachteilig bei einer Zug- und Stoßeinrichtung der dargestellten Art mit einer oder auch mit mehreren Federn, die in beide Axialrichtung mit der vollen Zugkraft und Druckkraft beaufschlagt werden, ist der Lastwechsel mit einem Nulldurchgang in der Feder, was sich ungünstig auf die Zugdynamik auswirkt. Darüber hinaus kann der Federweg ohne Änderung der Federcharakteristik nicht verändert werden, was den Einbau solcher Federwerkseinbaukästen in verschiedene Zugkupplungen erschwert, da bei einem vergleichsweise großen Einbauraum zusätzliche Distanzstücke vorgesehen werden müssen, um die Druckkräfte in die Wagenstruktur einzuleiten. Dies ist mit Aufwand und zusätzlichem Gewicht der Zug- und Stoßeinrichtung verbunden. Eine gattungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung wird beispielsweise in US 3031 089 A offenbart. Diese umfasst eine Federeinrichtung mit einem hydraulischen Verdrängungsdämpfer und mit wenigstens einer Druckfeder, wobei gemäß einer ersten Ausführungsform der hydraulische Dämpfer Druckstöße absorbiert und die Druckfeder Zugstöße abfedert. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist im Kraftfluss parallel zum hydraulischen Dämpfer und parallel zur ersten Druckfeder eine zweite Druckfeder vorgesehen, die Druckstöße und Zugstöße abfedert. Gemäß einer dritten Ausführungsform sind zwei Druckfedern im Kraftfluss parallel zueinander angeordnet, die Zugstöße abfedern, kombiniert mit einem hydraulischen Dämpfer, der Druckstöße dämpft. Der hydraulische Dämpfer umfasst eine innere Rückstellfeder, welche eine Kolbenstange des Dämpfers nach einem Druckstoß zurückstellt. Der hydraulische Dämpfer dämpft ausschließlich Druckstöße. A disadvantage of a draw and buffer device of the type shown with one or more springs that are subjected to the full tensile force and compressive force in both axial directions is the load change with a zero crossing in the spring, which has an unfavorable effect on the tensile dynamics. In addition, the spring deflection cannot be changed without changing the spring characteristics, which makes it difficult to install such spring mechanism installation boxes in different train couplings, since additional spacers must be provided for a comparatively large installation space in order to introduce the compressive forces into the car structure. This is associated with effort and additional weight of the draw and buffing gear. A generic pulling and buffering device is disclosed in US Pat. No. 3,031,089 A, for example. This comprises a spring device with a hydraulic displacement damper and with at least one compression spring, wherein, according to a first embodiment, the hydraulic damper absorbs pressure surges and the compression spring cushions tension surges. According to an alternative embodiment, a second compression spring is provided in the power flow parallel to the hydraulic damper and parallel to the first compression spring, which cushions pressure surges and tension surges. According to a third embodiment, two compression springs are arranged parallel to one another in the power flow, which absorb tensile shocks, combined with a hydraulic damper which dampens pressure shocks. The hydraulic damper includes an internal return spring that returns a piston rod of the damper after a pressure surge. The hydraulic damper only dampens pressure surges.
Nachteilig an der Zug- und Stoßeinrichtung gemäß US 3031 089 A ist, dass diese einen erheblichen axialen Bauraum erfordert und Druckstöße im Wesentlichen nur durch den hydraulischen Dämpfer gedämpft werden, weil die gegebenenfalls parallel angeordnete Druckfeder einen vergleichsweise kleinen Federhub umfasst. Da die Dämpfungswirkung des hydraulischen Dämpfers massen- und geschwindigkeitsabhängig ist, ist bei der ersten und dritten Ausführungsform bei geringen Geschwindigkeiten kaum eine Dämpfung vorhanden. Die Zug- und Stoßeinrichtung wird in Druckrichtung bei quasi statischer Belastung immer den vollen Flub einpuffern, was mit entsprechenden mechanischen Belastungen verbunden ist. Ferner gibt es bei einem Lastwechsel harte metallische Anschläge, die zu Lärm und Verschleiß führen. Ferner müssen verschiedene hintereinander mit Abstand angeordnete Anschlagflächen zueinander ausgerichtet werden, um eine ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten. Der Einbau der Zug- und Stoßeinrichtung ist dementsprechend aufwändig. Ein Ausfall des hydraulischen Dämpfers führt rasch zu einem vollständigen Versagen der Zug- und Stoßeinrichtung. Es ist bei Zugkupplungen ferner bekannt, Federn mit Reibungsdämpfern zu kombinieren, wie beispielsweise in WO 2007/103087 A1 offenbart wird. A disadvantage of the draw and buffer device according to US Pat. No. 3,031,089 A is that it requires a considerable amount of axial space and pressure surges are essentially only dampened by the hydraulic damper because the compression spring, which may be arranged in parallel, has a comparatively small spring stroke. Since the damping effect of the hydraulic damper is dependent on mass and speed, there is hardly any damping at low speeds in the first and third embodiments. The draw and buffing gear will always buffer the full flow in the compression direction under quasi-static loads, which is associated with corresponding mechanical loads. Furthermore, when there is a load change, there are hard metallic stops that lead to noise and wear. Furthermore, various stop surfaces arranged at a distance one behind the other must be aligned with one another in order to ensure proper functioning. The installation of the draw and buffing gear is correspondingly complex. A failure of the hydraulic damper quickly leads to a complete failure of the draw and buffing gear. In the case of train couplings, it is also known to combine springs with friction dampers, as disclosed, for example, in WO 2007/103087 A1.
US 3 556 311 A offenbart die Kombination von Gummipuffern mit einem Luftdämpfer. US 3 556 311 A discloses the combination of rubber buffers with an air damper.
US 3 854 596 A offenbart die Kombination eines hydraulischen Dämpfers und Elastomerpuffern. US 3 854 596 A discloses the combination of a hydraulic damper and elastomeric buffers.
DE 20 2004 014 532 U1 offenbart einen Federwerkseinbaukasten mit einem Federwerk, das einerseits gelenkig mit einem Kupplungsarm und andererseits mit einem an einer Anschlagplatte des Fahrzeugs mit Schrauben angeschraubten Einbaukasten verbunden ist, wobei Druckkräfte über ein Zug-Druckstück, eine Feder, eine hintere Platte und ein Gehäuse auf die Druckanschläge zum Fahrzeug übertragen werden und Zugkräfte über einen Gelenkbolzen, das Gehäuse, die hintere Platte, die Feder und das Zug-Druckstück auf Zuganschläge übertragen werden. DE 20 2004 014 532 U1 discloses a spring mechanism installation box with a spring mechanism which is articulated on the one hand to a coupling arm and on the other hand to an installation box which is screwed to a stop plate of the vehicle with screws, with compressive forces being transmitted via a tension/pressure piece, a spring, a rear plate and a housing is transmitted to the compression stops to the vehicle and tensile forces are transmitted to the compression stops via a pivot pin, the housing, the back plate, the spring and the tension-compression piece.
WO 2013/040119 A1 offenbart die Kombination eines Elastomerteils mit einer Reibungsdämpfung für eine Zug- und Stoßeinrichtung einer Zugkupplung. Auch hier ist an beiden Enden eines Stapels aus Elastomerelementen jeweils eine Druckplatte vorgesehen, sodass sowohl in Zugrichtung als auch in Druckrichtung Druckkräfte über den gesamten Elastomerstapel übertragen werden. Der Federweg ist daher in beiden Axialrichtungen identisch und die Zug- und Stoßeinrichtung muss bei Einbau in verschiedene Umgebungen entsprechend durch Distanzstücke oder dergleichen ergänzt werden. WO 2013/040119 A1 discloses the combination of an elastomer part with friction damping for a draw and buffer device of a train coupling. Here, too, a pressure plate is provided at both ends of a stack of elastomer elements, so that pressure forces are transmitted over the entire elastomer stack both in the direction of tension and in the direction of compression. The spring deflection is therefore identical in both axial directions and the draw and buffer device must be supplemented with spacers or the like when installed in different environments.
EP 1 225 114 B1 offenbart eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Mittelpufferkupplung, bei der ein Kupplungsarm oder Kupplungsschaft mit einem Gelenk an einem Gelenkbolzen abgestützt ist, wobei bei Zugbelastung der Kupplungsschaft die Zugkraft über den Gelenkbolzen, einen Obergurt, einen Untergurt, eine Endplatte, eine zugseitige Spieleabfederung, eine Anschlagplatte und ein Federsystem auf eine Druckplatte überträgt, die sich gegen fahrzeugseitige Zuganschläge abstützt. Während der Druckbelastung überträgt der Kupplungsschaft über eine Gelenkspielabfederung die Druckkraft spielfrei auf den Gelenkbolzen, der sich an der Druckplatte abstützt, wobei die Druckplatte das Federsystem zusammendrückt und die Druckkräfte über die Anschlagplatte gegen die fahrzeugseitigen Druckanschläge weiterleitet. EP 1 225 114 B1 discloses a pulling and buffering device for a central buffer coupling, in which a coupling arm or coupling shaft is supported by a joint on a pivot bolt, with the tensile force being transmitted via the pivot bolt, an upper chord, a lower chord, an end plate, a play suspension on the tension side, a stop plate and transmits a spring system to a pressure plate, which is supported against vehicle-side cable stops. During the pressure load, the coupling shaft transfers the pressure force via a joint play absorber without play to the pivot pin, which is supported on the pressure plate, whereby the pressure plate compresses the spring system and transmits the pressure forces via the stop plate against the pressure stops on the vehicle.
WO 2016/026708 A1 offenbart eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung mit einer reversiblen und einer irreversiblen Energieverzehrvorrichtung. Die Energieverzehrvorrichtung mit irreversiblem Energieverzehr ist in Reihe zur reversiblen Energieverzehrvorrichtung geschaltet, wobei die Energieverzehrvorrichtung mit irreversiblem Energieverzehr bei Überschreitung einer vordefinierten maximalen Zug-/Stoßkraft irreversibel verformt oder zerstört wird. WO 2016/026708 A1 discloses a pull and buffer device for a train coupling with a reversible and an irreversible energy absorption device. The energy dissipation device with irreversible energy consumption is connected in series with the reversible energy dissipation device, the energy dissipation device with irreversible energy consumption being irreversibly deformed or destroyed when a predefined maximum tensile/impact force is exceeded.
EP 1 732 798 B1 offenbart eine Hochleistungsreibungskupplungszugvorrichtungs- Anordnung mit langem Flub zur Absorption von sowohl Anhänge- als auch Zuglasten, die während des Zusammenstellens eines Zuges und des Schienenbetriebs der Zugzusammenstellung an einem mittleren Schwellenelement eines Schienenfahrzeugs anliegen, mit einem Reibungskupplungsmechanismus mit verschiedenen Paaren von Plattenelementen und einem Keilelement, um während des Schließens der Reibungskupplungszugvorrichtungs-Anordnung erzeugte Wärmeenergie zu absorbieren. EP 1 732 798 B1 discloses a long flow, heavy duty friction clutch hitch assembly for absorbing both trailer and train loads applied to a center sill member of a rail vehicle during train formation and rail operation of the train formation, having a friction clutch mechanism with distinct pairs of plate members and a wedge member to absorb thermal energy generated during closing of the friction clutch tractor assembly.
US 3 150782 A offenbart eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, bei welcher ein hydraulischer Dämpfer parallel zu einer Vielzahl von Druckfedern geschaltet ist, um mit den Druckfedern und dem Dämpfer Zug- und Stoßkräfte gleichzeitig abzufedern. US Pat. No. 3,150,782 A discloses a pulling and buffering device for a traction coupling, in which a hydraulic damper is connected in parallel to a large number of compression springs in order to simultaneously cushion tensile and impact forces with the compression springs and the damper.
US 3368698 A offenbart eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, bei welcher ein hydraulischer Dämpfer parallel zu einer Vielzahl von Druckfedern im Kraftfluss angeordnet ist, ferner mit einer zusätzlichen Rückstellfeder, die am Dämpfergehäuse angreift, um die Zug- und Stoßeinrichtung in ihrer Ausgangslage zurückzustellen. US 3368698 A discloses a pulling and buffering device for a train coupling, in which a hydraulic damper is parallel to a plurality of compression springs in the Force flow is arranged, also with an additional return spring, which acts on the damper housing to reset the draw and buffer device in its original position.
US 3447693 A offenbart eine gattungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 zusammengefassten Merkmalen. Ein hydraulischer Dämpfer ist innerhalb einer Reibungsdämpfvorrichtung parallel zu einer Vielzahl von Druckfedern angeordnet. Zwischen einer topfförmigen Ramme und einem Boden des die Dämpfungskammer ausbildenden Gehäuses ist eine Druckfeder angeordnet, um die Ramme in ihre vollständig ausgefahrene Position zu drücken. US Pat. No. 3,447,693 A discloses a generic draw and buffer device for a drawbar coupling with the features summarized in the preamble of claim 1. A hydraulic damper is arranged in parallel with a plurality of compression springs within a friction damping device. A compression spring is positioned between a cup-shaped ram and a bottom of the housing forming the damping chamber to urge the ram to its fully extended position.
Bei den bekannten Ausführungsformen erfolgt eine Parallelschaltung von Druckfedern und Dämpfer, um eine entsprechend große Ersatzfederkonstante zu erreichen. Die Ersatzfederkonstante ist die Federkonstante der gesamten Federeinrichtung mit den Druckfedern und dem Dämpfer. In Reihe zu dem Dämpfer geschaltete Federn federn ebenfalls gleichzeitig mit dem Dämpfer ein. In the known embodiments, compression springs and dampers are connected in parallel in order to achieve a correspondingly large equivalent spring constant. The equivalent spring constant is the spring constant of the entire spring device with the compression springs and the damper. Springs connected in series with the damper also compress at the same time as the damper.
Nachteilig bei den bekannten Ausführungsformen ist, dass in der Praxis das Dichtungssystem des Dämpfers in der Regel die Lebensdauer der Zug- und Stoßeinrichtung bestimmt, weil dieses als erstes ausfällt. Ferner sind die verwendeten Druckfedern aus Metall vergleichsweise steif und unterliegen jedoch einem Setzverhalten, was zur Veränderung der Federkonstante über der Zeit führt. A disadvantage of the known embodiments is that in practice the sealing system of the damper usually determines the service life of the draw and buffer device because this is the first to fail. Furthermore, the metal compression springs used are comparatively stiff and are, however, subject to a setting behavior, which leads to a change in the spring constant over time.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, anzugeben, die sich durch eine besonders lange Lebensdauer auszeichnet, deren Federkonstante über der Lebensdauer möglichst unverändert bleibt und die kostengünstig herstellbar ist, sowie leicht in verschiedenen Einbauräumen auch ohne zusätzliche Distanzstücke einsetzbar ist. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung. The present invention is based on the object of specifying a draw and buffing device for a train coupling, in particular a central buffer coupling, which is characterized by a particularly long service life, the spring constant of which remains as unchanged as possible over the service life and which can be produced inexpensively and easily in different installation spaces can also be used without additional spacers. The object according to the invention is achieved by a draw and buffer device for a train coupling, in particular a central buffer coupling, with the features of claim 1. The dependent claims describe advantageous and particularly expedient refinements of the invention.
Eine erfindungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, das für eine Kupplung zum mechanischen Koppeln von zwei Wagen eines Schienenfahrzeugs, die insbesondere für eine Mittelpufferkupplung geeignet ist, jedoch auch in einem Seitenpuffer, beispielsweise als Langfederwerk bei einem Seitenpuffer eingesetzt werden kann, zeichnet sich durch ein kleines Gehäuse, geringes Gewicht und eine leichte Anpassbarkeit an verschiedene Einbauräume aus, ohne dass vergleichsweise schwere Distanzstücke vorgesehen werden müssen. Bevorzugt kann beispielsweise das nachfolgend noch beschriebene Gehäuse und gegebenenfalls weitere Bauteile der Zug- und Stoßeinrichtung aus Blechteilen hergestellt werden, die beispielsweise durch Stanzen oder Brennschnitt erzeugt werden können. Durch die Kombination eines hydraulischen und/oder pneumatischen Dämpfers und einer Druckfeder, vorzugsweise Polymerfeder, wobei die Kombination aus Feder und Dämpfer derart ausgelegt ist, dass die Druckfeder den hohen Anteil kleiner Hübe und Traktionskräfte absorbiert, während der Dämpfer durch eine entsprechend hohe Vorspannung erst bei größeren Kräften wirksam ist, wird das Dichtungssystem des Dämpfers geschützt, weil die in der Praxis auftretende überwiegende Mehrheit der Hübe durch die wartungsfreie Druckfeder, insbesondere Polymerfeder, absorbiert werden. Gleichzeitig reduziert sich das Schwingverhalten des Zuges durch die kleineren Hübe der Druckfeder und den Kraftsprung auf die Dämpfervorspannkraft bei größeren Hüben. A draw and buffing device according to the invention for a train coupling, which is suitable for a coupling for mechanically coupling two carriages of a rail vehicle, which is particularly suitable for a central buffer coupling, but can also be used in a side buffer, for example as a long spring mechanism in a side buffer, is characterized by a small housing, low weight and easy adaptability to different installation spaces, without having to provide comparatively heavy spacers. Preferably, for example, the housing described below and optionally other components of the draw and buffer device can be produced from sheet metal parts, which can be produced, for example, by stamping or flame cutting. By combining a hydraulic and/or pneumatic damper and a compression spring, preferably a polymer spring, the combination of spring and damper being designed in such a way that the compression spring absorbs the large proportion of small strokes and traction forces, while the damper only absorbs a correspondingly high preload at is effective with larger forces, the sealing system of the damper is protected because the majority of the strokes occurring in practice are absorbed by the maintenance-free compression spring, in particular a polymer spring. At the same time, the vibration behavior of the train is reduced due to the smaller strokes of the compression spring and the jump in force on the damper preload force with larger strokes.
Im Einzelnen weist eine erfindungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, einen ersten Anschluss für einen Kupplungsschaft und einen zweiten Anschluss auf, der zur Befestigung der Zug- und Stoßeinrichtung an einer Fahrzeugstruktur ausgeführt ist, beispielsweise an einem Fahrzeugrahmen oder Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs. Die erfindungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung weist ferner eine Federeinrichtung auf, die Zugkräfte und Druckkräfte zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss überträgt. Die Federeinrichtung umfasst wenigstens eine Druckfeder, insbesondere genau eine Druckfeder, und wenigstens einen hydraulischen und/oder pneumatischen Dämpfer, insbesondere genau einen hydraulischen und/oder pneumatischen Dämpfer. Die Druckfeder und der Dämpfer sind in Reihe zueinander im Kraftfluss vom ersten Anschluss zum zweiten Anschluss angeordnet, sodass Druckkräfte von der Druckfeder auf den Dämpfer übertragen werden. In detail, a drawbar and buffer device according to the invention for a train coupling, in particular a center buffer coupling, has a first connection for a coupling shaft and a second connection, which is designed to fasten the drawbar and buffer device to a vehicle structure, for example to a vehicle frame or car body of a rail vehicle . The pulling and buffing device according to the invention also has a spring device which transmits tensile forces and compressive forces between the first connection and the second connection. The spring device comprises at least one compression spring, in particular precisely one compression spring, and at least one hydraulic and/or pneumatic damper, in particular precisely one hydraulic and/or pneumatic damper. The compression spring and the damper are arranged in series with one another in the power flow from the first connection to the second connection, so that compression forces are transmitted from the compression spring to the damper.
Erfindungsgemäß ist eine Federkonstante der Druckfeder kleiner als eine Federkonstante des Dämpfers. Die Federkonstante, die auch Federsteifigkeit, Federhärte, Federrate, Richtgröße, oder direkt Konstante genannt wird, gibt das Verhältnis der auf eine Feder wirkenden Kraft zur dadurch bewirkten Auslenkung der Feder, also vorliegend der Einfederung, an. Durch die erfindungsgemäße Wahl der unterschiedlichen Federkonstanten der Druckfeder und des Dämpfers wird erreicht, dass der Dämpfer nur bei vergleichsweise größeren mit der Zug- und Stoßeinrichtung übertragenen Zugkräften und Stoßkräften wirkt, wohingegen die Druckfeder ergänzend, falls sie bei den größeren Kräften nicht bereits vollständig eingefedert ist, oder nur bei entsprechend kleineren übertragenen Kräften einfedert. According to the invention, a spring constant of the compression spring is smaller than a spring constant of the damper. The spring constant, which is also called spring stiffness, spring hardness, spring rate, reference value, or directly constant, indicates the ratio of the force acting on a spring to the resulting deflection of the spring, i.e. the deflection in this case. The inventive selection of the different spring constants of the compression spring and the damper ensures that the damper only acts in the case of comparatively larger tensile forces and impact forces transmitted by the draw and buffer device, whereas the compression spring acts as a supplement if it is not already fully compressed with the larger forces , or deflects only with correspondingly smaller transmitted forces.
Bevorzugt ist eine minimale Kraft zur anfänglichen Einfederung des Dämpfers, also eine Kraft, bei welcher die Einfederung des Dämpfers beginnt, größer als eine Druckkraft, bei welcher die Druckfeder um wenigstens 50 Prozent, insbesondere wenigstens 70 Prozent oder wenigstens 90 Prozent ihres Federweges eingefedert wird, oder sogar größer als eine Druckkraft, bei welcher die Druckfeder um 100 Prozent ihres Federweges eingefedert wird, das heißt bereits vollständig eingefedert ist. Dadurch wird ein Ansprechen beziehungsweise Einfedern des Dämpfers auf die Fälle beschränkt, bei denen die vergleichsweise große Kraft auftritt, sodass der Dämpfer einen entsprechend geringen Verschleiß unterliegt. Bevorzugt ist die Druckfeder aus Kunststoff, insbesondere aus einem Polymer hergestellt. Eine solche Kunststofffeder hat eine günstige Federkennlinie und unterliegt zumindest im Wesentlichen keinem Setzverhalten. A minimum force for the initial deflection of the damper, i.e. a force at which the deflection of the damper begins, is preferably greater than a compressive force at which the compression spring is deflected by at least 50 percent, in particular at least 70 percent or at least 90 percent of its spring travel. or even greater than a compressive force at which the compression spring is compressed by 100 percent of its spring travel, i.e. is already fully compressed. As a result, a response or deflection of the damper is limited to cases in which the comparatively large force occurs, so that the damper is subject to correspondingly little wear. The compression spring is preferably made of plastic, in particular made of a polymer. Such a plastic spring has a favorable spring characteristic and is at least essentially not subject to any setting behavior.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Dämpfer oder die Druckfeder über eine in Axialrichtung verschiebbare endseitige erste Druckplatte druckbeaufschlagt. Eine solche erste Druckplatte wird zum Beispiel mit einer Linearführung in einem Gehäuse gehalten, wie es nachfolgend noch beschrieben wird. Die erste Druckplatte kann ferner eine Hälfte eines Stabilisierungsgelenks ausbilden, das eine Mittenrückstellung des Kupplungsschafts bewirkt. According to an exemplary embodiment of the present invention, the damper or the compression spring is pressurized via an axially displaceable end-side first pressure plate. Such a first pressure plate is held in a housing with a linear guide, for example, as will be described below. The first pressure plate can also form one half of a stabilizing joint, which causes a center return of the clutch shaft.
Im Bereich des zweiten Anschlusses kann eine zweite Druckplatte vorgesehen sein, an welcher sich die Feder oder der Dämpfer mit ihrem/seinem anderen axialen Ende abstützt, wobei der zweite Anschluss beispielsweise durch eine Konsole gebildet wird, in welcher die zweite Druckplatte in der Axialrichtung der Zug- und Stoßeinrichtung verschiebbar und insbesondere verdrehbar um eine vertikale Drehachse angeordnet ist. Dadurch wird die erfindungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung besonders schlank gestaltet und ist kostengünstig herstellbar. In the area of the second connection, a second pressure plate can be provided, on which the spring or the damper is supported with its other axial end, the second connection being formed, for example, by a console in which the second pressure plate in the axial direction of the train - And pushing device is displaceable and in particular rotatable about a vertical axis of rotation. As a result, the pulling and buffering device according to the invention is designed to be particularly slim and can be produced inexpensively.
Die zweite Konsole kann zum Beispiel eine Linearführung für die zweite Druckplatte ausbilden, sodass die zweite Druckplatte sicher axial geführt wird. The second console can, for example, form a linear guide for the second pressure plate, so that the second pressure plate is reliably guided axially.
Besonders bevorzugt umfasst die Zug- und Stoßeinrichtung ein Gehäuse, das den ersten Anschluss ausbildet, insbesondere in Form einer Aufnahme für einen Kupplungsschaftbolzen, und das den zweiten Anschluss ausbildet, insbesondere in Form einer Konsole, wobei das Gehäuse die Druckfeder und den Dämpfer auf zumindest zwei Seiten umschließt. Beispielsweise weist das Gehäuse einen Obergurt und einen Untergurt auf, die beidseits des Dämpfers und der Druckfeder angeordnet sind. Der Obergurt und der Untergurt können beispielsweise über vertikale Bauteile, insbesondere Blechbauteile, miteinander verbunden sein und ebenfalls als Blechbauteil hergestellt sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Gehäuse insgesamt aus Blechteilen, insbesondere Blechplatten, zusammengefügt ist, was eine kostengünstige Herstellung ermöglicht, sowie eine leichte Anpassbarkeit an verschiedene Einbauräume. Die Blechbauteile können zum Beispiel durch Stanzen oder Brennschnitt hergestellt werden, was besonders kostengünstig ist. The pulling and buffering device particularly preferably comprises a housing which forms the first connection, in particular in the form of a socket for a coupling shaft bolt, and which forms the second connection, in particular in the form of a console, the housing holding the compression spring and the damper on at least two wraps pages. For example, the housing has an upper chord and a lower chord, which are arranged on both sides of the damper and the compression spring. The upper chord and the lower chord can be connected to one another, for example, via vertical components, in particular sheet metal components also be made as a sheet metal component. It is particularly preferred if the housing as a whole is assembled from sheet metal parts, in particular sheet metal plates, which enables cost-effective production and easy adaptability to different installation spaces. The sheet metal components can be produced, for example, by stamping or flame cutting, which is particularly cost-effective.
Besonders bevorzugt weist die erste Druckplatte eine in Richtung des ersten Anschlusses weisende, freie, zumindest im Wesentlichen ebene Anlagefläche zur freien Anlage einer gegengleichen Anlagefläche des Kupplungsschafts auf. Damit wird ein stabilisierendes Gelenk zwischen den beiden Anlageflächen geschaffen. Dadurch, dass zwei zumindest im Wesentlichen ebene Anlageflächen der ersten Druckplatte und des Kupplungsschafts in Druckrichtung aneinander anliegen, vorteilhaft vorgespannt durch die Federeinrichtung, verkippen die beiden zumindest im Wesentlichen ebenen Anlageflächen beim Auslenken des Kupplungsschafts aus seiner Mittellage relativ zueinander, wodurch sich ein Rückstellmoment ergibt, das im Sinne einer Rückstellung des Kupplungsschafts in seine Mittenlage, das heißt in die vollständig axial ausgerichtete Position, wirkt. Das bevorzugt druckbeaufschlagte, jedoch freie Anliegen der beiden zumindest im Wesentlichen ebenen Flächen und die Möglichkeit des Verkippens der beiden zumindest im Wesentlichen ebenen Flächen relativ zueinander stellt somit eine in die Zug- und Stoßeinrichtung integrierte Mittenrückstellung dar. The first pressure plate particularly preferably has a free, at least essentially flat contact surface pointing in the direction of the first connection for free contact with an opposite contact surface of the coupling shaft. This creates a stabilizing joint between the two contact surfaces. Due to the fact that two at least essentially flat contact surfaces of the first pressure plate and the clutch shaft bear against one another in the pressure direction, advantageously prestressed by the spring device, the two at least essentially flat contact surfaces tilt relative to one another when the clutch shaft is deflected from its central position, which results in a restoring moment, which acts to return the coupling stem to its center position, i.e. to the fully axially aligned position. The preferably pressurized but free contact of the two at least essentially flat surfaces and the possibility of tilting of the two at least essentially flat surfaces relative to one another thus represents a center reset integrated in the draw and buffer device.
Die erste Druckplatte weist bevorzugt in der zum ersten Anschluss gerichteten Axialrichtung neben der dargestellten zumindest im Wesentlichen ebenen Anlagefläche eine stirnseitige Anschlagfläche für wenigstens einen Fahrzeuganschlag eines mit dem Kupplungsschaft versehenen Fahrzeugs auf. Beispielsweise ist die Seite mit der Anlagefläche und der Anschlagfläche gestuft ausgeführt, beispielsweise mit einem mittleren vorstehenden Bereich, der die ebene Anlagefläche ausbildet, und mit einem äußeren, den mittleren Bereich beidseitig oder vollumfänglich umschließenden Bereich, der die wenigstens eine stirnseitige Anschlagfläche ausbildet. Der erste Anschluss wird bevorzugt, wie dargelegt, durch eine Aufnahme für einen Kupplungsschaftbolzen gebildet, der zum Beispiel ortsfest und drehbeweglich im Gehäuse gelagert ist. Die ortsfeste Anordnung schließt ein kleines Axialspiel nicht aus, beispielsweise von maximal 1 cm in jede Axialrichtung, insbesondere maximal 5 mm, 3 mm, 2 mm oder weniger. Alternativ kommt eine Verschiebbarkeit des Kupplungsschaftbolzens im Gehäuse in Betracht, wobei die Verschiebbarkeit bevorzugt in beiden Axialrichtungen begrenzt ist. Die Verschiebbarkeit in der Axialrichtung ist dann in der Regel größer als der halbe Durchmesser oder der Durchmesser des Kupplungsschaftbolzens. The first pressure plate preferably has, in the axial direction directed towards the first connection, in addition to the at least essentially flat contact surface shown, a front stop surface for at least one vehicle stop of a vehicle provided with the coupling shaft. For example, the side with the contact surface and the contact surface is stepped, for example with a central protruding area that forms the flat contact surface, and with an outer area that encloses the central area on both sides or over the entire circumference and that forms the at least one end contact surface. As explained, the first connection is preferably formed by a receptacle for a coupling shaft bolt, which is mounted in the housing in a stationary and rotatable manner, for example. The stationary arrangement does not rule out a small axial play, for example a maximum of 1 cm in each axial direction, in particular a maximum of 5 mm, 3 mm, 2 mm or less. Alternatively, displaceability of the coupling shaft bolt in the housing can be considered, with the displaceability preferably being limited in both axial directions. The displaceability in the axial direction is then generally greater than half the diameter or the diameter of the coupling shaft bolt.
Eine erfindungsgemäße Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, weist einen Kupplungsschaft auf, der an seinem freien Ende eine zumindest im Wesentlichen ebene Anlagefläche ausbildet und der um eine Vertikalachse verschwenkbar ist, sowie eine erfindungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung der dargestellten Art, wobei die Anlagefläche der ersten Druckplatte, insbesondere durch die Federeinrichtung mit einer Druckkraft in der zweiten Axialrichtung beaufschlagt, frei an der Anlagefläche des Kupplungsschafts anliegt. A train coupling according to the invention, in particular a central buffer coupling, has a coupling shaft which forms an at least essentially flat contact surface at its free end and which can be pivoted about a vertical axis, as well as a draw and buffer device according to the invention of the type shown, the contact surface of the first pressure plate, in particular acted upon by the spring device with a compressive force in the second axial direction, rests freely on the contact surface of the coupling shaft.
Somit kann der Kupplungsschaft die Druckkräfte, die von einem Fahrzeug zum anderen Fahrzeug über die Zugkupplung übertragen werden, über die erste und die zweite Druckplatte und die zwischengeordnete Federeinrichtung mit Druckfeder und Dämpfer, die insbesondere allein die Federeinrichtung ausbilden, auf das andere Fahrzeug übertragen. The coupling shaft can thus transmit the compressive forces that are transmitted from one vehicle to the other vehicle via the train coupling, to the other vehicle via the first and second pressure plates and the interposed spring device with compression spring and damper, which in particular alone form the spring device.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden. The invention is to be described below by way of example using exemplary embodiments and the figures.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine dreidimensionale Darstellung einer Zug- und Stoßeinrichtung in einer Zugkupplung; Figur 2 die Zug- und Stoßeinrichtung aus der Figur 1 mit weiteren Bauteilen der Einbauumgebung; FIG. 1 shows a three-dimensional representation of a draw and buffer device in a train coupling; FIG. 2 shows the draw and buffer device from FIG. 1 with further components of the installation environment;
Figur 3 die Zug- und Stoßeinrichtung aus der Figur 1 in einer horizontalen Draufsicht; FIG. 3 shows the draw and buffer device from FIG. 1 in a horizontal plan view;
Figur 4 die Zug- und Stoßeinrichtung aus der Figur 3 mit weiteren Bauteilen der Einbauumgebung; FIG. 4 shows the draw and buffer device from FIG. 3 with further components of the installation environment;
Figur 5 die Zug- und Stoßeinrichtung aus der Figur 1 in einer vertikalen Schnittansicht; FIG. 5 shows the draw and buffer device from FIG. 1 in a vertical sectional view;
Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zug- und Stoßeinrichtung; FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a draw and buffer device according to the invention;
Figur 7 die Zug- und Stoßeinrichtung aus der Figur 6 in einer vertikalen Schnittansicht; FIG. 7 shows the draw and buffer device from FIG. 6 in a vertical sectional view;
Figur 8 die Zug- und Stoßeinrichtung aus der Figur 6 in einer horizontalen Draufsicht. FIG. 8 shows the draw and buffer device from FIG. 6 in a horizontal top view.
In den Figuren 1 bis 5 sind ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zug- und Stoßeinrichtung sowie in gestrichelten Linien weitere Bauteile einer erfindungsgemäßen Zugkupplung dargestellt. Die Zugkupplung weist einen Kupplungsschaft 3 auf, der mit einem Kupplungsschaftbolzen 14 gelenkig in einem Gehäuse 12 der Zug- und Stoßeinrichtung gelagert ist, sodass er um eine Vertikalachse 15 verschwenkbar ist. Das Gehäuse 12 bildet demnach mit einer Aufnahme 13 einen ersten Anschluss 1 für den Kupplungsschaft 3 beziehungsweise dessen Kupplungsschaftbolzen 14 aus, wobei über den ersten Anschluss 1 Zugkräfte und Druckkräfte in entgegengesetzte Axialrichtungen übertragen werden können. Der zweite Anschluss 2 der Zug- und Stoßeinrichtung, mit welchem die Zug- und Stoßeinrichtung an einer Fahrzeugstruktur befestigt ist, wird durch eine Konsole 9 gebildet, die zum Beispiel an einem Fahrzeugkasten oder Fahrzeugrahmen befestigt, insbesondere angeschraubt werden kann. Die Konsole 9 ist Bestandteil des Gehäuses 12. In the figures 1 to 5 an embodiment of a draw and buffing device according to the invention and further components of a train coupling according to the invention are shown in broken lines. The train coupling has a coupling shaft 3 which is articulated with a coupling shaft bolt 14 in a housing 12 of the draw and buffer device so that it can be pivoted about a vertical axis 15 . The housing 12 therefore forms a first connection 1 for the coupling shaft 3 or its coupling shaft bolt 14 with a receptacle 13 , it being possible to transmit tensile forces and compressive forces in opposite axial directions via the first connection 1 . The second connection 2 of the draw and buffer device, with which the draw and buffer device is attached to a vehicle structure, is formed by a bracket 9 which can be attached, for example, to a vehicle body or vehicle frame, in particular screwed on. The console 9 is part of the housing 12.
Die Zug- und Stoßeinrichtung ist in einer Fahrzeugschnittstelle 16, beispielsweise UIC-530 Fahrzeugschnittstelle, die durch eine Doppelpunktstrichlinie gezeigt ist, angeordnet. The drawgear is located in a vehicle interface 16, e.g. UIC-530 vehicle interface shown by a double-dot chain line.
Im Bereich des ersten Anschlusses 1 sind Fahrzeuganschläge 17 vorgesehen, mit welchen Druckkräfte auf die Zug- und Stoßeinrichtung übertragen werden können, wie nachfolgend noch erläutert wird. Die Zugkräfte im Bereich des ersten Anschlusses 1 werden hingegen über den Kupplungsschaftbolzen 14 übertragen. Vehicle stops 17 are provided in the area of the first connection 1, with which compressive forces can be transmitted to the draw and buffer device, as will be explained below. In contrast, the tensile forces in the area of the first connection 1 are transmitted via the coupling shaft bolt 14 .
Im Bereich des zweiten Anschlusses 2 werden Druckkräfte und Zugkräfte über eine zweite Druckplatte 8 übertragen, die gelenkig, das heißt verschwenkbar um eine Drehachse 10, die vertikal ausgerichtet ist, in der Konsole 9 begrenzt verschiebbar in beide Axialrichtungen gelagert ist. Alternativ könnte die zweite Druckplatte 8 auch starr an der Konsole 20 angeschlossen sein oder durch diese gebildet werden, beispielsweise wie nachfolgend noch anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels und den Figuren 6 bis 8 dargestellt wird. In the area of the second connection 2, compressive and tensile forces are transmitted via a second pressure plate 8, which is articulated, ie pivotable about an axis of rotation 10 which is oriented vertically, in the console 9 and is mounted so that it can be displaced to a limited extent in both axial directions. Alternatively, the second pressure plate 8 could also be rigidly connected to the console 20 or be formed by it, for example as is shown below with reference to a further exemplary embodiment and FIGS.
Im Gehäuse 12 ist eine erste Druckplatte 7 reziprok verschiebbar in beide Axialrichtungen gelagert. Die erste Druckplatte 7 weist eine zum Kupplungsschaft 3 gerichtete, zumindest im Wesentlichen ebene Anlagefläche 7.1 auf, an welcher der Kupplungsschaft 3 mit einer endseitigen zumindest im Wesentlichen ebenen Anlagefläche 3.1 anliegt. Dadurch, dass die beiden zumindest im Wesentlichen ebenen Anlagefläche 3.1, 7.1 frei aneinander anliegen, wobei sie gegeneinander durch eine Federeinrichtung 4, die zwischen der ersten Druckplatte 7 und der zweiten Druckplatte 8 angeordnet ist, vorgespannt sind, können sie, wenn der Kupplungsschaft 3 aus seiner gezeigten Mittellage um die Vertikalachs 15 verschwenkt wird, gegeneinander verkippen und dadurch eine Rückstellkraft auf den Kupplungsschaft 3 ausüben. In the housing 12, a first pressure plate 7 is reciprocally displaceable in both axial directions. The first pressure plate 7 has an at least essentially flat contact surface 7.1 directed toward the clutch shaft 3, on which the clutch shaft 3 rests with an end-side at least essentially flat contact surface 3.1. Due to the fact that the two at least substantially flat contact surfaces 3.1, 7.1 rest freely against one another, being prestressed against one another by a spring device 4 arranged between the first pressure plate 7 and the second pressure plate 8, they can, if the Coupling shaft 3 is pivoted from its center position shown about the vertical axis 15, tilt against each other and thereby exert a restoring force on the coupling shaft 3.
Zugleich wird vermieden, dass Querkräfte auf die Federeinrichtung 4 übertragen werden. At the same time, it is avoided that transverse forces are transmitted to the spring device 4 .
Das Gehäuse 12 wird durch eine Blechkonstruktion aus Blechplatten gebildet und weist einen Obergurt 18 und Untergurt 19 auf, die parallel zueinander angeordnet sind und über zwei vertikale Blechplatten 20 starr miteinander verbunden sind. Die am Ende des Obergurts 18 und Untergurts 19 angeordnete Blechplatte 20 bildet zusammen mit einem hinteren Abschnitt des Obergurts 18 und des Untergurts 19 die Konsole 9. The housing 12 is formed by a sheet metal construction from sheet metal plates and has an upper chord 18 and a lower chord 19 which are arranged parallel to one another and are rigidly connected to one another via two vertical sheet metal plates 20 . The sheet metal plate 20 arranged at the end of the upper chord 18 and lower chord 19 together with a rear section of the upper chord 18 and the lower chord 19 forms the bracket 9.
Die erste Druckplatte 7 ist in einer Linearführung 11 im Gehäuse 12 gehalten. Beispielsweise wird die Linearführung 11 durch den Obergurt 18 und den Untergurt 19 gebildet. The first pressure plate 7 is held in a linear guide 11 in the housing 12 . For example, the linear guide 11 is formed by the upper chord 18 and the lower chord 19 .
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird auch die zweite Druckplatte 8 in einer Linearführung 11 im Gehäuse 12, nämlich im Bereich der Konsole 9, geführt. In the exemplary embodiment shown, the second pressure plate 8 is also guided in a linear guide 11 in the housing 12, namely in the area of the console 9.
Die Federeinrichtung 4 wird durch eine Druckfeder 5 und einem hydraulischen und/oder pneumatischen Dämpfer 6 gebildet, wobei die Druckfeder 5 und der Dämpfer 6 in Richtung des Kraftflusses vom ersten Anschluss 1 zum zweiten Anschluss 2 beziehungsweise von der ersten Druckplatte 7 zur zweiten Druckplatte 8 in Reihe angeordnet sind. Die Druckfeder 5 stützt sich unmittelbar auf einer Stirnseite des Dämpfers 6 ab. Die Federkonstanten der Druckfeder 5 und des Dämpfers 6 sind derart verschieden, dass bei einem Zusammenschieben der ersten Druckplatte 7 und der zweiten Druckplatte 8 zunächst die Druckfeder 5 über einen vorgegebenen Weg, beispielsweise wenigstens 50, 70 oder 90 Prozent ihres Federweges, einfedert, bevor der Dämpfer 6 beginnt einzufedern. In der Figur 2 sind Seitenanschläge 21 für die Druckkrafteinleitung dargestellt. An diesen stützt sich das Gehäuse 12 ab. The spring device 4 is formed by a compression spring 5 and a hydraulic and/or pneumatic damper 6, the compression spring 5 and the damper 6 being in the direction of the force flow from the first connection 1 to the second connection 2 or from the first pressure plate 7 to the second pressure plate 8 in are arranged in a row. The compression spring 5 is supported directly on an end face of the damper 6 . The spring constants of the compression spring 5 and the damper 6 differ in such a way that when the first pressure plate 7 and the second pressure plate 8 are pushed together, the compression spring 5 initially compresses over a predetermined path, for example at least 50, 70 or 90 percent of its spring travel, before the Damper 6 begins to deflect. In the figure 2 side stops 21 are shown for the application of compressive force. The housing 12 is supported on these.
Dadurch, dass das Gehäuse 12 die beiden Druckplatten 7, 8 führt und die Federeinrichtung 4 vollständig aufnimmt, sowie den ersten Anschluss 1 und den zweiten Anschluss 2 ausbildet, wird eine äußerst kompakte Bauform erreicht. Durch die Konstruktion des Gehäuses 12 ist eine leichte Anpassbarkeit des Gehäuses 12 an verschiedene Einbaulängen möglich. Due to the fact that the housing 12 guides the two pressure plates 7, 8 and fully accommodates the spring device 4, as well as forming the first connection 1 and the second connection 2, an extremely compact design is achieved. The construction of the housing 12 allows the housing 12 to be easily adapted to different installation lengths.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 6 bis 8 ist eine Zwischenplatte 22 in der Axialrichtung zwischen der Druckfeder 5 und dem Dämpfer 6 vorgesehen. Die Zwischenplatte 22 ist in beiden Axialrichtungen ortsfest im Gehäuse 12 gelagert, jedoch bevorzugt verdrehbar um eine vertikale Drehachse, um eine Querkrafteinleitung in die Druckfeder 5 zu vermeiden. Die zweite Druckplatte 8 ist verschiebbar gegenüber dem Gehäuse 12 und wird durch die Konsole 9 gebildet, kann jedoch auch wiederum gelenkig an dieser angeschlossen sein. Beim Einfedern des Dämpfers 6 bewegt sich das Gehäuse 12, das vorteilhaft im Übrigen entsprechend dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 bis 5 gestaltet ist, beispielsweise aus Obergurt 18, Untergurt 19 und wenigstens zwei Blechplatten 20, auf die Konsole 9 zu. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Kupplungsschaftbolzen 14 ferner bis auf ein Axialspiel ortsfest im Gehäuse 12 aufgenommen sein. In the embodiment according to FIGS. 6 to 8, an intermediate plate 22 is provided between the compression spring 5 and the damper 6 in the axial direction. The intermediate plate 22 is mounted stationarily in the housing 12 in both axial directions, but is preferably rotatable about a vertical axis of rotation, in order to avoid transverse forces being introduced into the compression spring 5 . The second pressure plate 8 is displaceable with respect to the housing 12 and is formed by the bracket 9, but can also in turn be connected to it in an articulated manner. When the damper 6 deflects, the housing 12, which is also advantageously designed in accordance with the exemplary embodiment from FIGS. In this exemplary embodiment, the coupling shaft bolt 14 can also be accommodated in the housing 12 in a stationary manner, with the exception of an axial play.
Bei der Ausgestaltung gemäß den Figuren 6 bis 8 wird der Dämpfer 6 bei Übertragung von Zugkräften mit der Zug- und Stoßeinrichtung nicht mit einer Druckkraft belastet, sondern nur die Druckfeder 5. Damit kann die Dämpferbelastung weiter reduziert werden. In the embodiment according to FIGS. 6 to 8, the damper 6 is not loaded with a compressive force when tensile forces are transmitted with the draw and buffer device, but only the compression spring 5. The damper load can thus be further reduced.
Wenn die Zug- und Stoßeinrichtung auf Druck beansprucht wird, so drückt der Kupplungsschaft 3 die erste Druckplatte 7 über die Druckfeder 5, die Zwischenplatte 22 und den Dämpfer 6 gegen die Konsole 9, sodass Druckkräfte über die Druckfeder 5 und den Dämpfer 6 übertragen werden können. Bei einer Zugbeanspruchung zieht der Kupplungsschaft 3 über den Kupplungsschaftbolzen 14 das Gehäuse 12 und damit die Zwischenplatte 22 entgegen der Druckkraft der Druckfeder 5 und die erste Druckplatte 7 gegen die Fahrzeuganschläge 13, sodass die Zugkraft abgefedert wird. Gleichzeitig wird die Zugkraft wird über den Dämpfer 6 und/oder gegebenenfalls einen Zuganker und die zweite Druckplatte 8 auf die Konsole 9 übertragen. When pressure is applied to the draw and buffer device, the coupling shaft 3 presses the first pressure plate 7 via the compression spring 5, the intermediate plate 22 and the damper 6 against the console 9, so that compressive forces can be transmitted via the compression spring 5 and the damper 6 . At a Tensile stress pulls the coupling shaft 3 via the coupling shaft bolt 14, the housing 12 and thus the intermediate plate 22 against the compressive force of the compression spring 5 and the first pressure plate 7 against the vehicle stops 13, so that the tensile force is cushioned. At the same time, the tensile force is transmitted to the bracket 9 via the damper 6 and/or optionally a tie rod and the second pressure plate 8 .
Der Dämpfer 6 ist auch hier in Reihe zu der Druckfeder 5 geschaltet und spricht nur bei vergleichsweise größeren Druckstößen an. Here, too, the damper 6 is connected in series with the compression spring 5 and only responds to comparatively larger pressure surges.
Die Druckfeder 5 kann in beiden Ausführungsbeispielen beispielsweise als Polymerfeder ausgeführt sein, der Dämpfer 6 als gashydraulischer oder fluidelastomerer Dämpfer ausgebildet sein. Wenn die Dämpfervorspannung deutlich höher ist als die Federvorspannung, so werden normale Traktionslasten in Zugrichtung und Druckrichtung über die Feder 5 absorbiert, während der Dämpfer 6 nur in Druckrichtung für höhere Kuppelstöße und bei starken Traktionswechseln wirkt. Diese zweistufige Vorspannung reduziert Lastwechselreaktionen im Fährbetrieb. In both exemplary embodiments, the compression spring 5 can be designed, for example, as a polymer spring, and the damper 6 can be designed as a gas-hydraulic or fluid-elastomeric damper. If the damper preload is significantly higher than the spring preload, normal traction loads in the pull and push direction are absorbed by the spring 5, while the damper 6 acts only in the push direction for higher dome impacts and strong traction changes. This two-stage preload reduces load change reactions in ferry operation.
Bezugszeichenliste reference list
1 erster Anschluss 1 first connection
2 zweiter Anschluss 2 second connection
3 Kupplungsschaft 3 clutch shaft
3.1 Anlagefläche 3.1 Plantation area
4 Federeinrichtung 4 spring device
5 Druckfeder 5 compression spring
6 Dämpfer 6 dampers
7 erste Druckplatte 7 first pressure plate
7.1 Anlagefläche 7.1 Landing Area
8 zweite Druckplatte 8 second pressure plate
9 Konsole 9 console
10 Drehachse 11 Linearführung 12 Gehäuse 10 axis of rotation 11 linear guide 12 housing
13 Aufnahme 13 recording
14 Kupplungsschaftbolzen 14 clutch shaft bolts
15 Vertikalachse 15 vertical axis
16 Fahrzeugschnittstelle 16 vehicle interface
17 Fahrzeuganschlag 17 vehicle attack
18 Obergurt 18 top chord
19 Untergurt 19 bottom chord
20 Blechplatte 21 Seitenanschlag 22 Zwischenplatte 20 metal plate 21 side stop 22 intermediate plate

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, mit einem ersten Anschluss (1) für einen Kupplungsschaft (3) und einem zweiten Anschluss (2), der zur Befestigung der Zug- und Stoßeinrichtung an einer Fahrzeugstruktur ausgeführt ist; mit einer Federeinrichtung (4), die Zugkräfte und Druckkräfte zwischen dem ersten Anschluss (1) und dem zweiten Anschluss (2) überträgt; wobei die Federeinrichtung (4) eine Druckfeder (5) und einen hydraulischen und/oder pneumatischen Dämpfer (6) umfasst; und die Druckfeder (5) und der Dämpfer (6) in Reihe zueinander im Kraftfluss vom ersten Anschluss (1) zum zweiten Anschluss (2) vorgesehen sind, sodass Druckkräfte von der Druckfeder (5) auf den Dämpfer (6) übertragen werden; dadurch gekennzeichnet, dass eine Federkonstante der Druckfeder (5) kleiner als eine Federkonstante des Dämpfers (6) ist. 1. Drawbar and buffing device for a train coupling, in particular a central buffer coupling, with a first connection (1) for a coupling shaft (3) and a second connection (2), which is designed for fastening the drawbar and buffing device to a vehicle structure; with a spring device (4) which transmits tensile forces and compressive forces between the first connection (1) and the second connection (2); wherein the spring device (4) comprises a compression spring (5) and a hydraulic and/or pneumatic damper (6); and the compression spring (5) and the damper (6) are provided in series with one another in the power flow from the first connection (1) to the second connection (2), so that compression forces are transmitted from the compression spring (5) to the damper (6); characterized in that a spring constant of the compression spring (5) is smaller than a spring constant of the damper (6).
2. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine minimale Kraft zur anfänglichen Einfederung des Dämpfers (6) größer als eine Druckkraft ist, mit welcher die Druckfeder (5) um wenigstens 50 Prozent, vorzugsweise wenigstens 70 Prozent oder 90 Prozent, ihres Federweges eingefedert wird. 2. Draw and buffer device according to claim 1, characterized in that a minimum force for the initial deflection of the damper (6) is greater than a compressive force with which the compression spring (5) by at least 50 percent, preferably at least 70 percent or 90 percent , its spring deflection is deflected.
3. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine minimale Kraft zur anfänglichen Einfederung des Dämpfers (6) größer als eine Druckkraft ist, mit welcher die Druckfeder (5) um 100 Prozent ihres Federweges eingefedert wird. 3. Pulling and buffering device according to claim 2, characterized in that a minimum force for the initial deflection of the damper (6) is greater than a compressive force with which the compression spring (5) is deflected by 100 percent of its spring travel.
4. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (5) aus Kunststoff, insbesondere aus einem Polymer, hergestellt ist. 4. Draw and buffer device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the compression spring (5) is made of plastic, in particular a polymer.
5. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (6) oder die Druckfeder (5) über eine in Axialrichtung verschiebbare endseitige erste Druckplatte (7) druckbeaufschlagt ist. 5. Draw and buffer device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the damper (6) or the compression spring (5) is pressurized via a displaceable in the axial direction end first pressure plate (7).
6. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des zweiten Anschlusses (2) eine zweite Druckplatte (8) vorgesehen ist, an welcher sich die Feder (5) oder der Dämpfer (6) mit ihrem/seinem anderen axialen Ende abstützt. 6. pulling and buffering device according to claim 5, characterized in that in the region of the second connection (2) a second pressure plate (8) is provided, on which the spring (5) or the damper (6) with her / his other axial end is supported.
7. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anschluss (2) durch eine Konsole (9) gebildet wird, in welcher die zweite Druckplatte (8) in Axialrichtung verschiebbar und insbesondere verdrehbar um eine vertikale Drehachse (10) angeordnet ist. 7. Draw and buffer device according to claim 6, characterized in that the second connection (2) is formed by a bracket (9) in which the second pressure plate (8) can be displaced in the axial direction and in particular rotated about a vertical axis of rotation (10). is arranged.
8. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (9) eine Linearführung (11) für die zweite Druckplatte (8) ausbildet. 8. Draw and buffer device according to claim 7, characterized in that the bracket (9) forms a linear guide (11) for the second pressure plate (8).
9. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug- und Stoßeinrichtung ein Gehäuse (12) umfasst, das den ersten Anschluss (1) ausbildet, insbesondere in Form einer Aufnahme (13) für einen Kupplungsschaftbolzen (14), und das den zweiten Anschluss (2) ausbildet, insbesondere in Form der Konsole (9), wobei das Gehäuse (12) die Druckfeder (5) und den Dämpfer (6) auf zumindest zwei Seiten umschließt. 9. Draw and buffer device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the draw and buffer device comprises a housing (12) which forms the first connection (1), in particular in the form of a receptacle (13) for a coupling shaft bolt (14) and which forms the second connection (2), in particular in the form of the bracket (9), the housing (12) enclosing the compression spring (5) and the damper (6) on at least two sides.
10. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) aus Blechteilen, insbesondere Blechplatten, zusammengefügt ist. 10. Draw and buffer device according to claim 9, characterized in that the housing (12) is assembled from sheet metal parts, in particular sheet metal plates.
11. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Druckplatte (7) eine in Richtung des ersten Anschlusses (1) weisende, freie, zumindest im Wesentlichen ebene Anlagefläche (7.1) zur freien Anlage an einer gegengleichen Anlagefläche (3.1) des Kupplungsschafts (3) aufweist. 11. Draw and buffer device according to one of Claims 5 to 10, characterized in that the first pressure plate (7) has a free, at least substantially flat contact surface (7.1) pointing in the direction of the first connection (1) for free contact with a opposite contact surface (3.1) of the coupling shaft (3).
12. Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, mit einem Kupplungsschaft (3), der an seinem freien Ende eine zumindest im Wesentlichen ebene Anlagefläche (3.1) aufweist und der um eine Vertikalachse (15) verschwenkbar ist, und mit wenigstens einer Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der12. Train coupling, in particular a central buffer coupling, with a coupling shaft (3) which has an at least substantially flat contact surface (3.1) at its free end and which can be pivoted about a vertical axis (15), and with at least one draw and buffer device according to one the
Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Anlagefläche (7.1) der ersten Druckplatte (7) durch die Federeinrichtung (4) mit einer Druckkraft beaufschlagt frei an der Anlagefläche (3.1) des Kupplungsschafts (3) anliegt. Claims 1 to 11, wherein the contact surface (7.1) of the first pressure plate (7) subjected to a compressive force by the spring device (4) rests freely on the contact surface (3.1) of the coupling shaft (3).
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