DE2918095A1

DE2918095A1 - Vorrichtung zur federnden aufnahme von kraeften, insbesondere fuer eine mittelpufferkupplung von schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2918095A1
Application number: DE19792918095
Authority: DE
Inventors: Harry Jansen; Christian Dr Ing Stiefel
Original assignee: Ringfeder GmbH
Current assignee: Ringfeder GmbH
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1980-11-13
Also published as: US4260142A; CA1106322A

Description

Ringfeder G.b.m.H. M.

4150 Krefeld-Uerdingen

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

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

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

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

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

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federsäule als Reibungsfeder mit konischen, unter Einsatz eines Schmiermittels zusammenwirkenden Außen- und Innenringen ausgebildet ist, wobei zur gekapselten Aufnahme dieser Federsäule zwei teleskopartig ineinandergreifende, zueinander abgedichtete Gehäusetöpfe vorgesehen sind, von denen mindestens der äußere Gehäusetopf einen in bezug auf den im Bereich des offenen Endes des Gehäuses gegebenen eingeschränkten lichten Durchmesser dieses Gehäuses größeren Außendurchmesser aufweist und aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, vorzugsweise aus Kunststoff, besteht. Es liegt im Rahmen der vorbezeichneten Lösung, auch den inneren Gehäusetopf in entsprechender Weise aus-

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zuführen; dabei sind allerdings dem gegenüber dem lichten Durchmesser des Gehäuses größeren Außendurchmesser des inneren Gehäusetopfes im Hinblick auf den äußeren Durchmesser der Außenringe der in diesem Topf einliegenden Reibungsfeder insoweit Grenzen gesetzt, als noch eine elastische Verformung des inneren Gehäusetopfes bei seinem Einführen in das Gehäuse möglich sein muß.

Um das Verformen des äußeren Gehäusetopfes zu erleichtern, ist es gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der äußere Gehäusetopf in seinem Boden eine Bohrung aufweist, und über den an die Bohrung grenzenden Rand - in gehäuseseitig eingesetzter Lage des Gehäusetopfes - mit einem nach außen weisenden Flansch eines Drucktopfes einer die Reibungsfeder unter Vorspannung haltenden Spanneinrichtung formschlüssig zusammenwirkt. Auch hier ist es möglich, den inneren Gehäusetopf entsprechend zu gestalten und mit der Spanneinrichtung zu verbinden. Durch die gekennzeichnete Ausgestaltung wird weiter vorteilhaft die Reibungsfeder ohne Beteiligung des äußeren, aus relativ elastischem Werkstoff bestehenden Gehäusetopfes und ggf. des inneren Gehäusetopfes mit den bei Zug- oder Druckbeanspruchung der Vorrichtung in Längsrichtung ihres Gehäuses wirkenden Kräften beaufschlagt.

Im Hinblick auf den gleichen genannten Zweck und erzielbaren Vorteil besteht eine alternative Gestaltung der Erfindung, bei der - wie hiervor - der äußere Gehäusetopf in seinem Boden eine Bohrung aufweist, darin, daß der an die Bohrung grenzende Rand dieses Gehäusetopfes und einer der im Bereich der Enden der Reibungsfeder befindlichen Innenringe formschlüssig gekuppelt sind.

Zum Erzielen einer Zentrierung der beiden Gehäusetöpfe und damit der darin einliegenden Reibungsfeder sieht ein nächstes Merkmal der Erfindung vor, daß der äußere Gehäu-

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setopf seine äußere Mantelfläche überragende Rippen aufweist, die gegen die Innenwandung des Gehäuses im Sinne einer Längsführung anliegen, wobei die Rippen in Umfangsrichtung der Mantelfläche des äußeren Gehäusetopfes biegsam ausgebildet sind.

Im Hinblick auf eine größtmögliche Abdichtung und außerdem für ein leichtgängiges Verschieben der beiden Gehäusetöpfe zueinander besteht eine weitere Ausführungsform der Erfindung darin, daß im Bereich der sich teleskopartig überdeckenden Wandungen des inneren und des äußeren Gehäuse topfes eine mit Dichtungsmittel, z.B. Fett, gefüllte Kammer gebildet ist.

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

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

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

Fig. 2 die Gehäusetöpfe der Vorrichtung nach Fig. 1, im vergrößerten Maßstab, teilweise und im Schnitt dargestellt,

Fig. 3 eine alternative Ausbildung der Gehäusetöpfe einer anderen Federvorrichtung nach der Erfindung, darstellungsmäßig entsprechend Fig. 2,

Fig. 4 ausgehend von Fig. 3> jeweils unterschiedliche und 5 Gestaltungen des Anschlusses für die Gehäusetöpfe, hier am äußeren Gehäusetopf dargestellt,

Fig. 6 einen äußeren Gehäusetopf mit zusätzlichen Führungselementen, in der Draufsicht,

Fig. 7 eine Ansicht des offenen Endes des in Fig. 1 gezeigten Gehäuses.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung hat ein Gehäuse 4 mit einer rechteckförmigen Grundplatte 4b, die biegesteif an dem Gehäuse 4 angeschlossen ist. Am offenen Ende des Gehäuses 4 ist eine Reibeinrichtung 7 angeordnet, die aus einem zentralen Keilstück 7a und mit diesem über Keilflächen 7c zusammenwirkenden Reibschuhen 7b besteht, die gegen Reibflächen 4c an der Innenwandung 4a des Gehäuses 4 und gegen eine Platte 7d anliegen. Für eine Begrenzung des Verschiebeweges der Reibeinrichtung 7 zum offenen Ende des Gehäuses 4 hin weist das Keilstück 7a äußere Nocken 7e auf,

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die einwärts gerichtete Anschlagnocken 4d des Gehäuses hintergreifen.

Die Abstützung der Heizeinrichtung 7 zum Gehäuseinneren hin erfolgt durch eine zwischen der Platte 7d und der Grundplatte 4h des Gehäuses 4 angeordnete Reibungsfeder Gemäß Fig. 1 und 2 ist die Reibungsfeder 1 aus doppelkonischen Außen- und Innenringen la bzw. lh gebildet, die unter Verwendung eines geeigneten Schmiermittels, z.B. Fett, über ihre konischen Flächen gegeneinander geführt sind. Weiter sind die Ringe la und Ib der Reibungsfeder mittels einer, aus Drucktöpfen 5 und einer Zugschraube 5l> bestehenden Spannvorrichtung unter Vorspannung gehalten, so daß eine einbaufertige Einheit vorliegt. Um die Reibungsfeder 1 gegenüber Schmutz und Feuchtigkeit, die in das Gehäuse 4 eindringen können, zu schützen und um ein Einwirken des Schmiermittels auf die Reibflächen 4c des Gehäuses 4 zu verhindern - dies würde sonst das Arbeitsvermögen der Reibeinrichtung 7 stark herabsetzen -, ist die Reibungsfeder 1 von zwei teleskopartig zusammenwirkenden, zueinander abgedichteten Gehäusetöpfen 2 und 3 umgeben. Von diesen Gehäusetöpfen - siehe Fig. 1 - liegen der innere 2 gegen die Platte 7d und der äußere 3 gegen die Grundplatte 4b des Gehäuses 4 an. Falls der Boden 2b des inneren Gehäusetopfes 2 eine ausreichende Dicke aufweist, kann auf die separate Platte 7d verzichtet werden. Es ist auch möglich, den inneren Gehäusetopf 2 aus einem Rohr zu bilden, das durch Schweißen an eine vorhandene Platte 7d angeschlossen ist.

Wie aus Fig. 1 und 7 ersichtlich, ist das zwischen den Anschlagnocken 4d am offenen Ende des Gehäuses 4 vorliegende eingeschränkte Öffnungsmaß bestimmend für die Abmessungen, insbesondere den Durchmesser, in das Gehäuse 4 einzuführender Körper. Dementsprechend und außerdem im Hinblick auf eine möglichst hohe Arbeitsaufnahme der Reibungsfeder

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ist der Außendurchmesser des inneren Gehäusetopfes 2 diesem Öffnungsmaß angeglichen, so daß - unter Abzug der nur geringen Dicke der Wandung 2a dieses inneren Gehäusetopfes 2 - der Reibungsfeder 1 ein besonders großer Durchmesser gegeben ist.

Der äußere Gehäusetopf 3 (siehe Fig. 2) hat in bezug auf den eingeschränkten lichten Durchmesser im Bereich des offenen Endes des Gehäuses 4 einen größeren Außendurehmesser und bestellt aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, z.B. aus Kunststoff, so daß dieser äußere Gehäusetopf 3 an den Anschlagnocken 4d vorbei in das Gehäuse 4 eingebracht werden kann. Im Zuge des weiteren Zusammenbaues der Federvorrichtung erfolgt das Einsetzen der durch die Spanneinrichtung - Drucktöpfe 5 und Zugschraube 5b vorgespannten Reibungsfeder 1 sowie des inneren Gehäusetopfes 2 in den im Gehäuse 4 befindlichen äußeren Gehäusetopf 3. Im Bereich der sich teleskopartig überdeckenden Wandungen 2a des inneren Gehäusetopfes 2 und 3e des äußeren Gehäusetopfes 3 ist eine Kammer 6 gebildet, die ein Fett enthält und so einer größtmöglichen Abdichtung sowie einem leichtgängigen Verschieben der beiden Gehäusetöpfe und 3 zueinander dient.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform entspricht im wesentlichen dem Aufbau nach Fig. 2. Unterschiedlich dazu weist der äußere Gehäusetopf 5 in. seinem Boden 3a eine Bohrung Jb auf. Nach Einbringen des äußeren Gehäusetopfes und der Reibungsfeder 1 in das Gehäuse 4 wirkt der an die Bohrung 3b grenzende Rand 3c des äußeren Gehäusetopfes 3 mit dem Flansch 5a des Drucktopfes 5 der Spanneinrichtung für die Reibungsfeder 1 formschlüssig zusammen. In gleicher Weise ist - wie ohne weiteres ersichtlich - der innere Gehäusetopf 2 mit dem anderen Drucktopf 5 der Spanneinrichtung verbunden.

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Die Figuren 4 und 5 zeigen weitere Anschlüßmögliehkeiten für den jeweils äußeren Gehäusetopf 3» wobei nach Fig. 4 dieser Gehäusetopf 3 und der Innenring Ib der Reibungsfeder 1 miteinander verbunden sind; gemäß Fig. 5 liegt eine Verbindung des äußeren Gehäusetopfes 3 mit dem Innenring Ib der Reibungsfeder 1 sowie dem Drucktopf 5 der Spanneinrichtung vor. Es versteht sich, entsprechende Gestaltungen auch in bezug auf einen Anschluß des inneren Gehäusetopfes 2 vorzusehen.

Um in besonders einfacher Weise eine gegebenenfalls bestehende Forderung nach einer Zentrierung der Gehäusetöpfe 2 und 3 und damit auch der einliegenden Reibungsfeder 1 innerhalb des Gehäuses 4 zu erfüllen, besteht für alle hier gezeigten Ausführungen die Möglichkeit, den äußeren Gehäusetopf 3 mit Rippen 3d - siehe Fig. 6 - zu versehen. Diese Rippen 3d sind in Umfangsrichtung der Mantelfläche des äußeren Gehäusetopfes 3 biegsam ausgebildet, damit dessen Einführen in das Gehäuse 4 nicht behindert wird. Im eingesetzten Zustand des äußeren Gehäusetopfes 3 liegen die Rippen 3d gegen die Innenwandung 4a des Gehäuses 4 an.

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Claims

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Patentansprüche:

l. Vorrichtung zur federnden Aufnahme von Kräften, insbesondere für eine Mittelpufferkupplung von Schienenfahrzeugen, mit einem einseitig geschlossenen, eine zylindrische Federsäule aufnehmenden Gehäuse, das im Bereich seines offenen Endes eine mit der Federsäule in Reihe zusammenwirkende Reibeinrichtung enthält und ein gegenüber seinem im Bereich der Federsäule liegen den Abschnitt eingeschränktes Öffnungsmaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federsäule als Reibungsfeder (l) mit konischen, unter Einsatz eines Schmiermittels zusammenwirkenden Außen- und Innenringen (la bzw. Ib) ausgebildet ist, wobei zur gekapselten Aufnahme dieser Federsäule zwei teleskopartig ineinandergreifende, zueinander abgedichtete Gehäusetöpfe (2 und 3) vorgesehen sind, von denen mindestens der äußere Gehäusetopf (3) einen in bezug auf den im Bereich des offenen Endes des Gehäuses (k) gegebenen eingeschränkten lichten Durchmesser dieses Gehäuses (4) größeren Außendurchmesser aufweist und aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, vorzugsweise aus Kunststoff, besteht.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gehäusetopf (3) in seinem Boden (3a) eine Bohrung (3b) aufweist, und über den an die Bohrung (3b) grenzenden Rand (3c) - in gehäuseseitig ein gesetzter Lage des Gehäusetopfes (3) - mit einem nach außen weisenden Flansch (5a) eines Drucktopfes (5) einer die Reibungsfeder (l) unter Vorspannung haltenden Spanneinrichtung formschlüssig zusammenwirkt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und dem Merkmal nach Anspruch 2, wonach der äußere Gehäusetopf in seinem Boden eine Bohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Bohrung (3b) grenzende Rand (3c) dieses Gehäusetopfes (3) und einer der im Bereich der Enden der Reibungsfeder (l) befindlichen Innenringe (lib) formschlüssig gekuppelt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3> dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gehäusetopf (3) seine äußere Mantelfläche überragende Rippen (3d) aufweist, die gegen die Innenwandung (4a) des Gehäuses (4) im Sinne einer Längsführung anliegen, wobei die Rippen (3d) in Umfangsrichtung der Mantelfläche des äußeren Gehäusetopfes (3) biegsam ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der sich teleskopartig überdeckenden Wandungen (2a und 3e) des inneren und des äußeren Gehäusetopfes (2 bzw. 3) eine mit Dichtungsmittel, z.B. Fett, gefüllte Kammer (6) gebildet ist ο

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