WO1992015800A1

WO1992015800A1 - Federelement

Info

Publication number: WO1992015800A1
Application number: PCT/AT1992/000028
Authority: WO
Inventors: Helmut Hiden
Original assignee: Jenbacher Transportsysteme Aktiengesellschaft
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1992-03-02
Publication date: 1992-09-17
Also published as: AT400175B; ATA43491A

Abstract

Federelement mit im wesentlichen quer zur Einfedereinrrichtung liegenden aus Metall bestehenden Schichten (2a-f) und zwischen diesen angeordneten Federschichten (3a-f) aus gummielastischem Material. Die metallischen Schichten (2a-f) und die gummielastischen Federschichten (3a-f) sind in Einfederrichtung übereinander angeordnet. Das Federelement enthält keilförmige Reibkörper (5), die bei in Einfederrichtung (4) erfolgender Kompression des Federelementes quer zur Einfederrichtung (4) gegen eine Reibfläche (6) gedrückt werden und an dieser reiben. Um eine kompakte und kostengünstige Bauweise zu erzielen, ist vorgesehen, daß die Reibkörper (5) zumindest teilweise zwischen zwei gummielastischen Federschichten (3d, 3e) liegen, wobei diese beiden (3d, 3e) und die übrigen gummielastischen Federschichten (3a, b, c, f) ein Teil jedes Reibkörpers (5) und die metallischen Schichten (2a-f) in Einfederrichtung (4) übereinander liegen.

Description

Federelement

Die Erfindung betrifft ein Federelement mit im wesentlichen quer zur Einfederrichtung liegenden vorzugsweise aus Metall be stehenden Schichten und zwischen diesen angeordneten Feder¬ schichten aus gummielastischem Material, wobei die vorzugsweis metallischen Schichten und die gummielastischen Federschichten in Einfederrichtung übereinander angeordnet sind, und mit min¬ destens einem im wesentlichen keilförmigen Reibkörper, der bei in Einfederrichtung erfolgender Kompression des Federelementes quer zur Einfederrichtung gegen eine im Betrieb mit einem End¬ bereich des Federelementes fest verbundene, in Einfederrichtun verlaufende Reibfläche gedrückt wird und an dieser reibt.

Insbesondere bei Schienenfahrzeugen mit einer reibungsgedämpf¬ ten Federstufe (vor allem Gütenwagen) besteht das Problem eine unerwünschten Körperschallkopplung zwischen den Rädern und dem Wagenaufbau durch die Reibungsdämpferelemente (Blattfedern, Lenoir-Dä pfer) . Bei der Verwirklichung der Idee, die genannte Körperschallkopplung durch Verwendung einer "Gummi-Metall-

Schichtfeder" unter Weglassung der bisher üblichen Dämpfele¬ mente auszuschalten, wurde jedoch festgestellt, daß die Eigen¬ dämpfung solcher Gummi-Metall-Schichtfedern nicht ausreicht. E ist daher auch bei den genannten Gummi-Metall-Schichtfedern eine zusätzliche Dämpfung nötig.

Eine mit einem integrierten Reibungsdämpfer versehene Gummi-Me tall-Schichtfeder, bei der sich gummielastische Elastomer¬ schichten mit Metallschichten übereinander abwechseln, ist aus der GB-PS 1 332 538 bekannt. Die bekannte Feder weist radial innerhalb der ringförmigen gummielastischen Federschichten einen zylindrischen Reibdorn auf. Etwa im mittleren Bereich de Feder sind oberhalb und unterhalb eines weichen Elastomer- Hilfselementes scheibenförmige Metalleinlagen vorgesehen, die radial innerhalb Rahmenteile mit kegelstumpfförmigen Sitzen tragen. Am genannten Reibdorn liegen keilförmige Reibkörper an deren Keilflächen über elastomere Hilfseinlagen mit den genann¬ ten Rahmenteilen verbunden sind. Die Wirkungsweise des Rei¬ bungsdämpfers ist nun die folgende: bei Kompression des Feder¬ elementes wird das elastomere Hilfselement zwischen den beiden Metallscheiben komprimiert, worauf diese samt den fest damit befestigten Rahmenteilen mit kegelstumpfformigen Sitzen in Ein¬ federrichtung näher zusammenrücken. Unter Zusammenwirkung der keilförmigen Flächen des Reibkörpers mit den kegelstumpfformi¬ gen Sitzen wird dadurch eine quer zur Einfederrichtung radial nach innen gerichtete Kraft auf den Reibkörper ausgeübt, der somit gegen die am Reibdorn ausgebildete Reibfläche gedrückt wird und dabei durch Reiben an diesem Energie vernichtet, also die gewünschte Dämpfung hervorruft. Nachteilig am bekannten Fe¬ derelement ist die komplizierte Übertragung der zunächst in Einfederrichtung wirkenden Kräfte auf den eigentlichen Reibkör¬ per. Es sind dazu die an den scheibenförmigen Metalleinlagen befestigten, radial innerhalb des eigentlichen Federpakets lie¬ genden, mit kegelstumpfformigen Sitzen ausgestatteten Rahmen¬ teile nötig, über die erst durch dazwischenliegende zusätzliche elastomere Hilfsschichten eine Kraftübertragung auf den eigent¬ lichen Reibkörper erfolgt. Der Fertigungsaufwand und die damit verbundenen Kosten sind daher hoch. Außerdem sind die genannten kegelstumpfformigen Rahmenteilen auf Grund des sehr ungünstigen Kraftflusses in festigungstechnischer Hinsicht hoch bean- sprucht, sodaß sie eine potentielle Versagensquelle darstellen. Schließlich nehmen die radial innerhalb des eigentlichen Feder¬ paketes angeordneten Rahmenteile mit ihren kegelstumpfformigen Sitzen radial innerhalb des Federpaketes viel Platz ein, sodaß die bekannte Feder notwendigerweise einen relativ großen Durch- messer aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Federelement der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einen einfachen und kompakten Gesamtaufbau und eine hohe Lebensdauer aufweist. Weiters soll das Federelement trotz des integrierten Reibungs¬ dämpfers eine gute Körperschallentkopplung erlauben. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jeder Reibkör¬ per zumindest teilweise zwischen zwei gummielastischen Feder¬ schichten liegt, wobei diese beiden und die übrigen gummiela- stischen Federschichten, ein Teil jedes Reibkörpers und die vorzugsweise metallischen Schichten in Einfederrrichtung über¬ einander liegen.

Im Gegensatz zu der aus der genannten GB-PS 1 332 538 bekannte Konstruktion liegen die Reibkörper des erfindungsgemäßen Feder elementes direkt in der Wirkungslinie der in der Einfederrich¬ tung wirkenden axialen Druckkraft in den gummielastischen Schichten der Feder. Dadurch können die kompliziert geformten Rahmenteile mit kegelstumpfformigen Sitzen, sowie die elastome ren Hilfselemente der bekannten Konstruktion vermieden werden. Damit ist ein einfacher, kostengünstiger und funktionssicherer Aufbau gewährleistet. Dadurch, daß sich radial innerhalb des eigentlichen Federpaketes keine Teile zur Führung bzw. Beauf¬ schlagung der Reibkörper befinden müssen, kann der Durchmesser des erfindungsgemäßen Federelementes klein gehalten werden. Di Form der Reibkörper läßt sich ideal an die Form der gummiela¬ stischen Federschichten und der vorzugsweise metallischen Schichten anpassen. Während die Reibkörper im Querschnitt keil förmig sind, um aus der zunächst in Einfederrichtung wirkenden Kraft eine quer zur Einfederrichtung auf sie wirkende Kraftkom ponente abzuleiten, mit der sie gegen die stehende Reibfläche gedrückt werden, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, daß der Reibkörper bzw. die Reibkörper in ih¬ rer Gesamtheit, die gummielastischen Federschichten und die vorzugsweise metallischen Schichten in einer Draufsicht ähnli¬ che, vorzugsweise jeweils kreisringförmige Gesamtabmessungen aufweisen. Die Reibkörper liegen damit zum Großteil zwischen zwei direkt an der Federung beteiligten gummielastischen Schichten und brauchen radial innerhalb bzw. außerhalb der gu mielastischen Federschichten bzw. der metallischen Zwischen- schichten nur geringfügig vorstehen, um dort an der feststehen¬ den Reibfläche anliegen zu können.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen in der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.

Es zeigen die Fig. la , 2a, 3a und 4a jeweils ein Ausführungs¬ beispiel des erfindungsgemäßen Federelementes, teilweise in ei- ner Seitenansicht und teilweise in einem axialen Längsschnitt durch das Federelement. Die Fig. lb, 2b, 3b und 4b zeigen je¬ weils Schnitte gemäß den Linien A-A, B-B, C-C bzw. D-D der Fig. la, lb, lc und Id. Die Fig. 5a zeigt einen Querschnitt und Sei¬ tenansicht der gesamten Feder. Die Fig. 5b zeigt eine Drauf- sieht auf den Reibdorn mit verschleißfesten Platten. Die Fig. 5c zeigt eine Grund- und Seitenansicht der gehärteten Reib¬ keile.

Das in den Fig. la und lb dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Federelementes weist eine Grundplatte 1 und darüberliegende metallische Schichten 2a bis 2f auf, wobei zwi¬ schen diesen metallischen Schichten 2a bis 2f Federschichten 3a bis 3f aus gummielastischem Material angeordnet sind. Jede die¬ ser gummielastischen Schichten 3a bis 3f ist für sich gesehen eine einzelne Feder. Die Nachgiebigkeit der gesamten Federsäule ergibt sich aus der Summe der Nachgiebigkeiten der gummielasti¬ schen Einzelfedern. Die metallischen Schichten 2a bis 2f und die gummielastischen Federschichten 3a bis 3f liegen im wesent¬ lichen quer zur Einfederrichtung 4, die im vorliegenden Fall vertikal liegt. Es ist aber klar, daß das Federelement auch in jeder anderen Lage montiert werden kann.

Um die Dämpfung gegenüber der Eigendämpfung der gummielasti¬ schen Schichten 3a bis 3f zu erhöhen, weist das Federelement 4 im Querschnitt keilförmige (Fig. la) und in der Draufsicht kreisringsegmentförmige (Fig. lb) metallische Reibkörper auf. die bei in Einfederrichtung 4 erfolgender Kompression des Fe¬ derelementes quer zur Einfederrichtung radial nach innen gegen eine Reibfläche 6 gedrückt werden, die an einem zylindrischen Reibdorn 7 ausgebildet ist. Der Reibdorn 7 ist fest mit der Grundplatte 1 verbunden. Erfindungsgemäß liegt jeder Reibkörpe zwischen zwei gummielastischen Federschichten 3d und 3e, wobei diese beiden und die übrigen gummielastischen Schichten 3a bis 3c und 3f , die Reibkörper 5 und die metallischen Schichten 2a bis 2f in Einfederrichtung übereinander liegen. Die Reibkörper 5 liegen also in Einfederrichtung gesehen praktisch in einer

Linie mit den gummielastisachen Federelementen 3a bis 3f über¬ einander und somit direkt in der Wirkungslinie der axialen Druckkraft. Durch die Einbettung der Reibkörper 5 in die gum¬ mielastischen Schichten 3a und 3b und durch ihren keilförmigen Querschnitt haben die Reibkörper 5 sich radial nach innen zu bewegen, sobald das Federelement in Einfederrichtung 4 belaste wird. Dabei kommen die Reibkörper 5 wie erwähnt auf der Reib¬ fläche 6 des Reibdorns 7 zur Anlage, wobei eine von der Feder¬ last abhängige Reibkraft auftritt. Ab einem bestimmten Niveau der Federkraft bzw. ab einem bestimmten Wert des Federaufschla¬ ges wird der Reibschluß zwischen den Reibkörpern 5 und dem Reibdorn 7 überwunden und die Reibstücke 5 bewegen sich mit de Federaufschlag auf dem Reibdorn 7 auf und ab. Es kommt damit z der gewünschten Dämpfung des Federelementes, wobei die verrich- tete Arbeit in Wärme umgesetzt wird, die vor allem über dem Reibdorn 7 abgeleitet wird.

Das erfindungsgemäße Anordnen der Reibkörper in einer Linie mit den übereinanderliegenden metallischen Schichten 2a bis 2f und den gummielastischen Schichten 3a bis 3f erlaubt eine einfache und kompakte Konstruktion des Federelementes. Das erfindungsge¬ mäße Federelement zeichnet sich weiters durch geringe Ferti¬ gungskosten der Einzelteile, geringe Kosten für den Zusammenba und niedriges Gewicht aus. Im Hinblick auf eine kompakte Bauweise ist es gemäß einer be¬ vorzugten Ausführungsform der Erfindung besonders günstig, wenn die Reibkörper 5 in ihrer Gesamtheit, die gummielastischen Fe¬ derschichten 3a bis 3f und die metallischen Schichten 2a bis 2f in einer Draufsicht ähnliche Gesamtabmessungen aufweisen. Bei dem in den Fig. la und lb dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die genannten Bauteile in einer Draufsicht jeweils kreisringförmige Gesamtabmessungen auf. Die Reibkörper 5 sind dabei kreisringsegmentförmig, wobei zwischen den in einer Ebene liegenden Reibkörpern radiale Spalte 8 vorgesehen sind. Die in der Draufsicht kreisringsegmentförmige Ausbildung der Reibkör¬ per und das Vorsehen der Spalte 8 erlaubt eine radial nach in¬ nen gerichtete Bewegung der Reibkörper, über die Reibkörper 5 erfolgt die Verbindung der unterhalb der Reibkörper 5 liegenden Schichten 3a bis 3d und 2a bis 2d mit den darüberliegenden Schichten 3e und 3f sowie 2e und 2f. Außerdem werden axiale Druckkräfte über die Reibkörper von den oberen Schichten an die unteren Schichten übertragen. Die Reibkörper 5 sind also voll in den Schichtaufbau des Federelementes integriert. Die Anord- nung von vier Reibkörpern mit einem Segmentwinkel von jeweils 90° ist aus technisch funktioneller Sicht sowie aus herstel¬ lungstechnischer Sicht günstig. Die einzelnen Reibkörper 5 kön¬ nen identisch ausgebildet sein. Grundsätzlich wäre es jedoch auch denkbar, mehr oder weniger als vier Reibkörper zu verwen- den.

Wie aus Fig. la ersichtlich ist, sind die Reibkörper im Bereich der oben und unten angrenzenden gummielastischen Schichten 3d und 3e im Querschnitt keilförmig ausgebildet, wobei der Quer- schnitt zu einer Normalebene auf die Einfederrichtung 4 symme¬ trisch ist, d.h. daß die beiden Keilflächen, welche untereinan¬ der den Keilwinkel 2α einschließen, jeweils mit dem Winkel α zur Horizontalen (bei vertikalem Federelement) geneigt sind. Für den Keilwinkel 2α ist ein Bereich von 10° bis 60", vorzugs- weise von 20° - 30°, vorteilhaft, um einerseits eine ausrei¬ chende Dämpf irkung zu erzielen und andererseits ein "Festklemmen" der Reibkörper am Reibdorn über einen großen Am¬ plitudenbereich zu vermeiden. Außerdem kann durch einen Keil¬ winkel im genannten Bereich ein durch zu große Anpreßkräfte hervorgerufener verstärkter Verschleiß vermieden werden, über dem Keilwinkel kann das Verhältnis Federlast/Reibungskraft in einfacher Weise an die jeweiligen Anwendungsverhältnisse ange¬ paßt werden.

Eine optimale Übertragung der Kräfte auf die Reibkörper 5 ist dadurch gegeben, daß die darüber- und darunterliegenden metal¬ lischen Schichten 2d und 2e Flächen aufweisen, die im Quer¬ schnitt gesehen zu den Keilflächen der Reibkörper 5 parallel liegen. Zwischen den metallischen Schichten 2e und 2d einer¬ seits und den Reibkörpern 5 andererseits sind bei dem in Fig. la gezeigten Ausführungsbeispiel im Querschnitt rechteckige gummielastische Schichten relativ geringer Höhe vorgesehen. Be diesem Ausführungsbeispiel sind außerdem die metallischen Schichten 2d und 2e selbst keilförmig ausgebildet. Sie haben die Aufgabe, eine Verbindung zwischen den gummielastischen Schichten 3e und 3d, die mit dem halben Keilwinkel α gegen die Horizontale geneigt sind, und den oberen und unteren gummiela¬ stischen Schichten, die einen anderen Neigungswinkel der Kom¬ paktfläche aufweisen, herzustellen.

In den folgenden Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern glei che bzw. äquivalente Teile wie in den Fig. la und lb.

Das in den Fig. 2a und 2b dargestellte Ausführungsbeispiel un¬ terscheidet sich vom oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ge maß den Figuren la und lb im wesentlichen durch eine andere

Ausbildung der direkt oberhalb und unterhalb der Reibkörper 5 angeordneten metallischen Schichten 2d und 2e. Diese metalli¬ schen Schichten weisen - im Querschnitt - parallele Ober- und Unterseiten auf, die jeweils parallel zur oberen bzw. unteren Keilfläche der Reibkörper 5 liegen. Bei diesem Ausführungsbei- spiel sind insgesamt die gummielastischen Schichten und die me tallischen Schichten oberhalb und unterhalb der Reibkörper 5 spiegelsymmetrisch angeordnet. Das in den Fig. 2a und 2b darge¬ stellte Ausführungsbeispiel weist eine geringere Bauhöhe auf. Vorteilhafterweise können die unterste metallische Schicht 2a und die oberste metallische Schicht 2f baugleich sein. Die di¬ rekt oberhalb und unterhalb des Reibkörpers 5 angeordneten me¬ tallischen Schichten 2d und 2e können ebenfalls in vorteilhaf¬ ter Weise gleich ausgebildet sein, wie die übrigen metallischen Zwischenschichten. Die gummielastischen Federschichten weisen im Querschnitt jeweils parallele Deck- und Bodenflächen auf, die oberhalb des Reibkörpers 5 parallel zu dessen oberer Keil¬ fläche und unterhalb parallel zu dessen unterer Keilfläche lie¬ gen. Insgesamt sind für den in den Fig. 2a und 2b dargestellten Aufbau nur wenig verschiedenartige Teile nötig. Der Aufbau ist einfach und kostengünstig herzustellen.

Bei dem in den Fig. 3a und 3b dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aufbau noch weiters vereinfacht, was eine weitere Ge¬ wichts-, Bauhöhen- und Kosteneinsparung darstellt. Dies wird dadurch erzielt, daß die Reibkörper 5 praktisch "an Stelle" ei¬ ner metallischen Zwischenschicht angeordnet sind. Damit können die dünneren gummielastischen Federschichten 3b und 3e der vor¬ her beschriebenen Ausführungsbeispiele entfallen. Vielmehr kön¬ nen hier alle gummielastischen Federschichten in etwa dieselbe Höhe aufweisen. Die Reibkörper 5 sind direkt zwischen die gum¬ mielastische Federschicht 3c und 3d' eingebracht und mit diesen verbunden.

Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen die Keilflächen der Reibkörper 5 so angeordnet waren, daß bei Kom¬ pression eine radial nach innen gerichtete Kraft auf die Reib¬ körper 5 entsteht, sind die Reibkörper 5 bei dem in Fig.4a und 4b dargestellten Ausführungsbeispiel im Hinblick auf die Aus¬ richtung der Keilflächen genau "umgekehrt" angeordnet. Es er- folgt dort bei Kompression des Federelementes eine nach außen gerichtete Kraftkomponente auf die keilförmigen Reibkörper 5. Diese Reibkörper 5 reiben dann an der Innenfläche einer hohlzy lindrischen Umhüllung 9. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbe¬ sondere im Hinblick auf einen geringeren Verschleiß der Reib¬ flächen und eine gute Wärmeabfuhr vorteilhaft.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist die oberste gum¬ mielastische Schicht 3f bzw. 3d' nicht durch den Reibungsdämp¬ fer gedämpft. Bei kleinen (insbesondere hochfrequenten Aus¬ schlägen) bewegen sich die Reibungskörper nicht und es erfolgt eine optimale Körperschallentkopplung durch die genannten ober sten, "ungedämpften" gummielastischen Schichten 3f bzw. 3d'. Für große Kraftamplituden (große Schwingungsausschläge) tritt dann der Reibungsdämpfer in Aktion und entzieht dem System Energie. Auf diese Weise können die Kriterien "Fahrkomfort" (Federdämpfung) und "Körperschallentkopplung" in Einklang ge¬ bracht werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Reibkör¬ per zwischen anderen gummielastischen Schichten anzuordnen, al dies in den dargestellten Ausführungsbeispielen der Fall ist. Beispielsweise kann durch eine Anordnung der Reibkörper zwi- sehen weiter unten liegenden gummielastischen Federschichten eine Erhöhung der "ungedämpften" Federschichten erreicht wer¬ den, um eine verbesserte Körperschallentkopplung zu erzielen.

Als Materialien für die gummielastischen Federschichten eignen sich Elastomere. Neben Materialien mit kleiner Volumskompressi bilität eignen sich aber auch volumskompressible Stoffe wie z.B. PU-Schaumstoffe. Die gummielastischen Federschichten kön¬ nen alle aus demselben Material bestehen. Es ist aber auch mög lich, die an die keilförmigen Reibkörper 5 angrenzenden Schich ten aus Materialien zu fertigen, die sich von den übrigen Fe¬ derschichten unterscheiden. Als Materialien für die Reibkörper und den Reibdorn kommen insbesondere Stahlwerkstoffe in Frage. Es sind jedoch auch verschleißfeste Kunststoffe bzw. mit Kunst stoff beschichtete Stahlteile durchaus denkbar und möglich. Di bei den gezeigten Ausführungsbeispielen metallischen Schichten 2a bis 2f können grundsätzlich auch aus einem Kunststoff, bei¬ spielsweise GFK bestehen.

Wie bereits erwähnt, läßt sich das erfindungsgemäße Federele- ment einfach und kostengünstig herstellen. Nach Fertigstellung der relativ einfachen, vorzugsweise metallischen Schichten ist sogar eine Vulkanisation in einem einzigen Arbeitsgang denkbar. Es könnte jedoch auch eine getrennte Vulkanisation der oberen und unteren Federhälfte (z. B. oberhalb und unterhalb der Reib- körper) erfolgen und dann die beiden Federhälften durch Kle¬ bung, Verschweißung oder Verschraubung miteinander verbunden werden. Durch die Variation der Anzahl der Federschichten ober¬ halb und unterhalb der Reibkörper lassen sich die Dämpfungs¬ und Körperschallentkopplungseigenschaften in einfacher Weise optimieren und auf die jeweiligen Anwendungsfälle anpassen.

Fig. 5a bis 5c zeigen ein Federelement mit nicht kreisförmigen, sondern im wesentlichen quadratförmigen Querschnitt des Reib- dorns 7. Dadurch ergeben sich nicht gekrümmte, sondern ebene Reibflächen 7a, was auch für eine möglichst gleichmäßige Flä¬ chenpressung günstig ist.

Bei polygonförmigem Querschnitt des Reibdorns können die Reib¬ flächen eines der Reibpartner mit einer verschleißfesten Platte 7a (z. B. hochlegierter Manganstahl) bestückt werden. Sinnvol¬ lerweise sollte dann der andere Reibpartner aus gehärtetem Stahl bestehen.

In Fig. 5a bis 5c ist eine Feder mit quadratischem Dornquer- schnitt, bei der die dornseitigen Reibflächen mit Manganstahl¬ platten 7a belegt sind, dargestellt.

Genauso ist es denkbar, nicht den Reibdorn 7, sondern die Reib¬ keile 5 oder auch beide Reibpartner 5, 7 mit verschleißfesten Platten zu bestücken. Der Querschnitt des Reibdorns 7 könnte auch die Form eines fla chen Rechtecks aufweisen, wobei nur an den längeren Seiten Reibflächen angeordnet werden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. In diesem Fall gibt es nur zwei Reibkeile 5 (hier jeweils mit zwei verschleißfesten Platten 7a bestückt) . Diese Anordnun bietet die Möglichkeit, nicht ur die Vertikal-, sondern auch die Querbewegung der Feder (= relative Querverschiebung der Fe derenden zueinander) mit Reibdämpfung zu versehen.

Beim Einsatz des Federelementes im Schienenfahrzeugbau ist diese Eigenschaft von großer Bedeutung, da damit die Dämpfung sowohl der vertikalen, als auch der lateralen Fahrzeugbewegun- gen mit demselben Dämpferelement erfolgen kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Federelement mit im wesentlichen quer zur Einfederrichtun liegenden vorzugsweise aus Metall bestehenden Schichten und zwischen diesen angeordneten Federschichten aus gum¬ mielastischem Material, wobei die vorzugsweise metalli¬ schen Schichten und die gummielastischen Federschichten i Einfederrichtung übereinander angeordnet sind, und mit mindestens einem im wesentlichen keilförmigen Reibkörper, der bei in Einfederrichtung erfolgender Kompression des Federelementes quer zur Einfederrichtung gegen eine im Be trieb mit einem Endbereich des Federelementes fest verbun dene, in Einfederrichtung verlaufende Reibfläche gedrückt wird und an dieser reibt, dadurch gekennzeichnet, daß je¬ der Reibkörper (5) zumindest teilweise zwischen zwei gum¬ mielastischen Federschichten (3d, 3e) liegt, wobei diese beiden und die übrigen gummielastischen Federschichten (3 -c, 3f) , ein Teil jedes Reibkörpers (5) und die vor- zugsweise metallischen Schichten (2a-f) in Einfederrich¬ tung (4) übereinander liegen.

2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkörper bzw. die Reibkörper (5) in ihrer Gesamt- heit, die gummielastischen Federschichten (3a-f) und die vorzugsweise metallischen Schichten (2a-f) in einer Drauf¬ sicht ähnliche, vorzugsweise jeweils kreisringförmige Ge¬ samtabmessungen aufweisen.

3. Federelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Reibkörper (5) in der Draufsicht in an sich bekannter Weise kreisringsegmentformig sind, wobei zwischen den in einer Ebene liegenden Reibkörpern radiale Spalte (8) vorgesehen sind.

Federelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vier Reibkörper (5) mit einem Segmentwinkel von jeweils 90" vorgesehen sind, die in der Draufsicht abgesehen von den dazwischenliegenden radialen Spalten (8) in ihrer Ge¬ samtheit kreisringförmig sind.

5. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß die oberhalb der bzw. des Reibkörper(s)

(5) liegenden gummielastische(n) Federschicht(en) (3e, 3f) und vorzugsweise metallische Schicht(en) (2e, 2f) über den bzw. die dazwischenliegenden Reibkörper (5) mit der bzw. den darunterliegenden gummielastischen Federschicht(en) (3a-d) und vorzugsweise metallischen Schicht(en) (2a-d) verbunden sind.

6. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß in der Symmetrieachse des rotationssym- metrischen Federelementes in an sich bekannter Weise ein zylindrischer Reibdorn (7) angeordnet ist, an dem die Reibfläche (6) ausgebildet ist.

7. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß das Federelement von einer vorzugsweisen hohlzylindrischen Umhüllung (9) umgeben ist, an deren In¬ nenwand die Reibfläche ausgebildet ist.

8. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, daß der bzw. die Reibkörper (5) im Bereich der oben und unten angrenzenden gummielastischen Schichten (3d, 3e) in an sich bekannter Weise im Querschnitt keil¬ förmig ist bzw. sind, wobei der Querschnitt vorzugsweise zu einer Normalebene auf die Einfederrichtung (4) sy me- trisch ist.

9. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Keilwinkel (2α) des Reibkörpers bzw. der Reibkörper (5) im Bereich von 10" bis 60°, vorzugs- weise zwischen 20° und 30", liegt.

10. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die oberhalb und/oder unterhalb des Reibkörpers bzw. der Reibkörper (5) am nächsten liegenden, vorzugsweise metallischen Schichten (2d, 2e) den Keilflä- chen des Reibkörpers bzw. der Reibkörper zugewandte, - im Querschnitt gesehen - zu diesen Keilflächen parallele Flä¬ chen aufweisen.

11. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb und/oder unterhalb des

Reibkörpers bzw. der Reibkörper (5) am nächsten liegenden, vorzugsweise metallischen Schichten (2d, 2e) selbst im Querschnitt keilförmig ausgebildet sind.

12. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb und/oder unterhalb des Reibkörpers bzw. der Reibkörper (5) am nächsten liegenden, vorzugsweise metallischen Schichten (2d, 2e) - im Quer¬ schnitt - im wesentlichen zueinander parallele Ober- und Unterseiten aufweisen, die oberhalb des Reibkörpers bzw. der Reibkörper (5) im wesentlichen parallel zu dessen (deren) oberer Keilfläche liegen bzw. unterhalb des Reib¬ körpers bzw. der Reibkörper im wesentlichen parallel zu dessen (deren) unterer Keilfläche liegen.

13. Federelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastischen Federschichten (3a-f) im Querschnitt jeweils parallele Deck- und Bodenflächen aufweisen, die oberhalb des Reibkörpers bzw. der Reibkörper (5) parallel zu dessen (deren) oberer Keilfläche und unterhalb parallel zu dessen (deren) unterer Keilfläche liegen.

14. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß alle gummielastischen Federschichten (3a-f) in etwa dieselbe Höhe (gemessen in Einfederrich¬ tung) aufweisen.

15. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche eben ist bzw. ebene Be¬ reiche aufweist.

16. Federelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Reibdorn mit polygonem, vorzugsweise rechteckigem Querschnitt vorgesehen ist, an dem der bzw. die Reibkörper reibt bzw. reiben.

17. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche(n) und/oder der bzw. die Reibkörper mit verschleißfestem Material belegt sind.

18. Federelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das verschleißfeste Material ein Mangan-Stahl ist.