DE8608541U1

DE8608541U1 - Hülsenpuffer zur federnden Aufnahme von Stoßkräften, insbesondere für Schienenfahrzeuge

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Publication number: DE8608541U1
Application number: DE19868608541
Authority: DE
Original assignee: Ringfeder GmbH
Current assignee: Ringfeder GmbH
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1987-08-27
Also published as: DE3610567A1

Description

Ringfeder GmbH M. 1127

Hülsenpuffer zur federnden Aufnahme von Stoßkräften, insbesondere für Schienenfahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen Hülsenpuffer zur federnden Aufnahme von Stoßkräften, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit zwei teleskopartig ineinander geführten, eine Pufferfeder aufnehmenden Gehäuseteilen, die an ihren der Pufferfeder zugewandten Enden jeweils mit einer Druckplatte versehen sind.

Hülsenpuffer der vorbezeichneten Art sind beispielsweise durch die Schrift der Anmelderin "Mitteilungen aus dem Konstruktionsbüro, 2/78" bekannt, wobei auf Seite 3 mit Bild 3 und 4 entsprechend der Gattung gebildete Puffergehäuse gezeigt sind, die bei diesen Beispielen jeweils aus einem in Stoßrichtung vorderen, äußeren Gehäuseteil (Pufferstößel mit Pufferteller) und einem inneren Gehäuseteil (Pufferhülse mit Grundplatte) bestehen. Auf Seite 4 sind mit beispielsweise Bild 7 und 8 zu derartigen Puffergehäusen verwendbare, aus doppelkonischen Ringen gebildete Pufferfedern dargestellt.

Bei derartigen Hülsenpuffern besteht im Falle von Überschreitungen der für den jeweiligen Federtyp maximal zulässigen Stoßenergie und des daraus folgenden, plötzlichen Kraftanstieges die Gefahr einer Beschädigung von Fahrzeug und Ladegut.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Puffer der gattungsgemäßen Art die zuvor zum Stand der tschnik aufgezeigte Gefahr zu verringern; es ist also ein Hülsenpuffer der gattungsgemäßen Art derart zu gestalten, daß er - neben seiner Funktionsfähigkeit im hörmalen Fahrbetrieb - geeignet ist, Fahrzeug Und Ladung soweit wie möglich auch dann noch zu schützen, wenn das Arbeitsvermögen der Pufferfeder gegenüber derartig überschüssiger Stoßenergie nicht ausreicht.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen einem Ende der Pufferfeder und der Innenfläche einer der beiden Druckplatten ein - bei Auftreten von das Arbeitsvermögen der Pufferfeder überschreitender Stoßenergie - radial im wesentlichen nur zur Längsmittenachse des Hülsenpuffers hin verformbares Deformationselement angeordnet ist.

Eine herstellungsmäßig einfache (spanlose Formgebung durch Walzen) und funktionell sichere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß das Deformationselement aus einem Ring besteht, dessen innere Umfängst"lache lsi zwei koiiische Teilflächeh mit zur Längsmittenachse des Hülsenpuffers hin gerichtetem Scheitelpunkt aufgeteilt ist und dessen äußere Umfangsflache eine halbkreisförmige Ausnehmung aufweist.

Um ein möglichst großes Arbeitsvermögen des Deformationselementes zu erzielen, sieht eine weitere Ausgestaltung >der Erfindung vor, daß das Deformationselement einen Aussendurchmesser hat, der dem Innendurchmesser des inneren Gehäuseteiles weitestgehend, unter Berücksichtigung eines - wegen einer geringfügigen radialen Aufweitung des Deformationselementes bei dessen Verformung - notwendigen Spieles angeglichen ist. Dieses in den Innenraum des inneren der beiden teleskopartig zusammenwirkenden Gehäuseteile hineinpasseude Deformationselement kann also bei

seiner Anordnung an der Druckplatte des äußeren Gehäuse-

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teiles beim Einhub des Hülsenpuffers von dem inneren Gehäuseteil überdeckt werden; daraus ergibt sich eine be~ sonders kompakte Baulänge für den Puffer.

Für ein schnelles/ exaktes Zusammenfügen von Deformations" element und Druckplatte sieht eine erfindungsgemäße Weiterbildung vor/ daß das Deformationselenient in eine zentrisch angeordnete Bettung der Innenfläche der Druckplatte eingreift. ..

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Eine leichte Austauschbarkeit des Deformationselementes wird nach einer nächsten Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt, daß das Deformationselement lösbar an der Druckplatte befestigt ist.

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Um für einen Austausch des Deformationselementes den Hülsenpuffer möglichst wenig zerlegen zu müssen, liegt es ferner im Wesen der Erfindung, daß das Deformationseleal
\ ment an der in Stoßrichtung vorderen, in an sich bekanh-

ter Weise lösbar mit dem entsprechenden Gehäuseteil verbundenen Druckplatte angebracht ist.

Zum Überbrücken gegebenenfalls unterschiedlicher Durchmesser von Pufferfeder und Deformationselement ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß gegen die von der Druckplatte abgewandte Seite des Deformationselementes eine Zwischenplatte anliegt, deren vom Deformationselement abgewandte Fläche der Abstützung der Pufferfeder dient.

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Für all die Fälle, in denen der Hülsenpuffer auch dann kein Längsspiel haben soll, wenn durch Überschreiten der für die Pufferfeder zulässigen Stoßenergie eine axiale Verkürzung des Deformationselementes eingetreten ist, ist nach einem nächsten erfindungsgemäßen Gedanken vorgesehen, daß gegen die dem Deformationselement abgewandte Fläche der Zwischenplatte - oder gegen die Innenfläche der nicht

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mit dem Deformationselement zusammenwirkenden Druckplatte eine der Pufferfeder vorgeschaltete Zusatzfeder abgestützt ist, die andererseits von einem in die Pufferfeder hineinragenden/ das entsprechende Ende der Pufferfeder hintergreifenden Topf gehalten ist, wobei der Vorspannweg der Zusatzfeder größer als der Arbeitsweg des Deformationselementes ausgelegt ist. _r

Eine ergänzende Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, g daß die Zwischenplatte an ihrer vom Deformationselement X abgewandten Fläche zum Zentrieren der Zusatzfeder einen zentrisch zur Längsmittenachse des Hülsenpuffers liegenden Ansatz aufweist. ;

Eine augenfällige, also ohne weiteres, insbesondere ohne ·

Zerlegen des Hülsenpuffers durchführbare Kontrolle, ob \

das Deformationselement eine axiale Verkürzung erlitten i

hat oder nicht, ist gemäß einer nächsten Ausführungsform |

der Erfindung dadurch gegeben, daß an der Wandung eines !

der beiden Gehäuseteile ein Anzeigeglied angebracht ist, \ das nach einem den vollen Arbeitsweg der Pufferfeder überschreitenden Einhub des Hülsenpuffers ein stetes Warnzei- \ chen auslöst.

Ein mit einfachen Mitteln herstellbares und an dem Hülsenpuffer gut anbringbares, in seiner Wirksamkeit leicht zu kontrollierendes Anzeigeglied erhält man nach einer < Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß das Anzeigeglied aus einem die Wandung des einen, in Stoßrichtung vorderen Gehäuseteils in einer Glattbohrung durchdringenden, in diesem Bereich für ein leichtes Abscheren ausgebildeten Gewindestift besteht, der über einen daran befindlichen, auf der Innenwandung dieses >-/wn Gehäuseteiles aufliegenden Kragen und ein außen ah diesem Gehäuseteil angreifendes _?> Befestigungsmittel, z.B. eine Mutter, verspannt sowie über %

ein an ihm und diesem einen Gehäuseteil angeschlossenes Ver~ J bindungsmittel, z.B. eine Kette, unverlierbar dann gehalten | ist, wenn der Kragen infolge des besagten Einhubes des HuI^ ||

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senpuffers durch dem Kragen entgegenstehende ortsfeste Teile, z.B. eine Paßfeder, des anderen Gehäuseteils abgeschert wird.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich das Arbeitsvermögen des Deformationselementes zum Arbeitsvermögen der eigentlichen Pufferfeder addiert und damit ein erhöhter Schutz für Fahrzeug und Ladung vorliegt. Dabei ist es bedeutsam, daß das Deformationselement durch die überschüssige Stoßenergie radial im wesentlichen nur zur Längsmittenachse des Hülsenpuffers hin verformt wird, so daß der Hülsenpuffer immer noch entsprechend dem Arbeitsvermögen der eigentlichen Pufferfeder funktionsfähig ist.

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

Fig. 1 einen ersten, von einer Stoßkraft freien Hülsenpuffer,

Fig. 2 einen weiteren, gleichfalls stoßkraftfreien Hülsenpuffer,

Fig. 3-5 Ergänzungen zu Fig&ldquor; 2, wobei der Hülsenpuffer

nach Fig. 2 gemäß

Fig. 3 unter einer Stoßkraft steht, die aber eben noch keine axiale Verkürzung eines Deformationselemen

tes bewirken kann,

Fig. 4 unter einer gegenüber dem Zustand bei Fig. 3 größeren Stoßkraft steht, die eine erhebliche axiale Verkürzung des Elementes bewirkt hat,

Fig* 5 von der zuvor bei Fig. 4 erwähnten Stoßkraft Wieder frei ist.

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Der Hülsenpuffar nach Fig. 1 und der Hülsenpuffer nach Fig. 2 bis 5 bestehen im wesentlichen jeweils aus einem äußeren Gehäuseteil 2 mit angeschraubter, rechteckförnuger Druckplatte 2a (Pufferstößel mit Pufferteller), einem inneren Gehäuseteil 3 mit einstückig angeformter Druckplatte 3a (Pufferhülse mit Grundplatte) sowie einer Pufferfeder 1. Die einstückig angeformte, gleichfalls rechteckförmige Druckplatte 3a ist mit außerhalb der Schnittebene angeordneten Bohrungen versehen, um den Hülsenpuffer z,B. an einem Schienenfahrzeug mittels Schrauben befestigen zu können.

Zum Bilden einer Verdrehsicherung für das äußere Gehäuseteil 2 weist dieses zwei Längsnuten 2d auf, in die 2wei in der Wandung des inneren Gehäuseteils 3 eingelassene Paßfedern 3c eingreifen. Außerdem niirant das innere Gehäuseteil 3 zur Aushubbegrenzung des äußeren Gehäuseteils 2 zwei Ringhälften 10 auf, die gegen einen Anschlagbund 2e des äußeren Gehäuseteils 2 entsprechend anliegen.

Als Pufferfeder 1 ist eine Reibungsfeder vorgesehen, deren über konische Berührungsflächen zusammenwirkende Innen- und Außenringe la bzw. Ib mittels einer Spannvorrichtung 9 im Sinne einer einbaufertigen Einheit gehalten sind, wobei diese Pufferfeder 1 unter Vorspannung steht. Die Spannvorrichtung 9 selbst besteht bei den beiden Ausführungsbeispielen gleichermaßen aus einer Zugstange 9a, die an ihrem hinteren Ende mit einem halbkugeiförmigen Topf 9b längeneinstellbar verbunden ist, der das hintere Ende der Pufferfeder 1 hintergreift. Das vordere, mit einem Kopf 9c versehene Ende der Zugstange 9a ist beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im Boden eines weiteren, gleichfalls halbkugelförmigen Topfes 9b, beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bis 5 dagegen im Böden eines zylindrisehen Topfes 7 geführt. Die beiden vorderen Töpfe 9b und &Iacgr; hintergreifen jeweils das vordere Ende der Pufferfeder

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Nach den Fig. 1 bis 5 ist an der Innenfläche 2b der lösbaren Druckplatte 2a ein Deformationselement 4 angeordnet, das aus einem Ring gebildet ist, dessen innere Umfangsflache zwei konische, mit ihrem Scheitelpunkt zur Längsmittenachse der Hülsenpuffer hin gerichtete Teilflächen 4a und dessen äußere Umfangsflache eine halbkreisförmige Ausnehmung 4b aufweist. Von den beiden wulstartigen Rändern 4c des Deformationselementes 4 greift der vordere in eine zentrisch in der Druckplatte 2a angeordnete Bettung 2c ein; der hintere Rand 4c bildet ein widerlager für eine an der Druckplatte 2a über eine Schraubverbindung 2f lösbar befestigte, das Deformationselement 4 haltende Zwischenplatte 5.

Unterschiedlich zum ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. weist der zweite Hülsenpuffer gemäß Fig. 2 bis 5 eine der Pufferfeder 1 vorgeschaltete, vorgespannte Zusatzfeder 6 auf, die gegen den Boden des zylindrischen Topfes 7 und gegen die dem Deformationselement 4 abgewandte Fläche 5a der Zwischenplatte 5 abgestützt ist. Zum Zentrieren der

Zusatzfeder 6 ist an dieser Fläche 5a der Zwischenplcitte ein Ansatz 5b vorhanden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht bei dem von einer Stoßkraft freien Hülsenpuffer zwischen der Vorderfläche des zylindrischen Topfes 7 und der Fläche 5a der Zwischenplatte 5 ein Längsabscand.

Bei Einwirken einer Stoßkraft auf den Hülsenpuffer nach Fig. 2 arbeitet - im Maße des zuvor genannten Längsabstandes - zunächst die gegenüber der Pufferfeder 1 weichere Zusatzfeder 6, wodurch ein entsprechend weicher Anhub für den Puffer erzielt wird. Die Aufnahme der Stoßkraft erfolgt im weiteren durch die sich dabei axial verkürzende Pufferfeder 1, und zwar bis zum Erreichen der in Fig. 3 gezeigten Blocklage der Ringe la und Ib. Zum Aufnehmen dann ggf. noch überschüssiger Stoßenergie wird das Deformationsülement 4, ebenso unter axialer Verkürzung, zur Längsmittenachse des Külsenpuffers hin plastisch verformt, siehe dazu Fig. 4.

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Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Belastungszustände gelten insoweit auch für das erste Ausführungsbeispiel des Hülsenpuffers nach Fig. 1.

Für den Hülsenpuffer nach Fig. 2 wird, wie beschrieben, über die Zusatzfeder 6 ein weicher Anhub erzielt. Wie äUs Fig. 5 erkennbar, liegt eine weitere Funktion dieser Feder 6 darin, bei verformten! Deformationselement 4 ein Langsspiel des Hülsenpuffers auszuschließen: dazu hat die Zulu satzfeder 6 einen Vorspannweg, der größer ausgelegt ist als der Arbeitsweg des Deformationselementes 4.

Der Hülsenpuffer nach Fig. 2 bis 5 und schließlich auch der nach Fig. 1 bleibt weiterhin entsprechend dem Arbeitsvermögen der Pufferfeder 1 funktionsfähig, weil das im wesentlichen nur nach innen hin verformte Deformationselement 4 bei Hubbewegungen nach wie vor von dem inneren Gehäuseteil 3 überdeckt werden kann, wie es die Fig. 3 und 4 zeigen.

über ein in allen Figuren gezeigtes Anzeigeglied 8 ist eine augenfällige Kontrolle möglich, ob das Deformationselement 4 eine axiale Verkürzung erlitten hat oder nicht. Bezüglich dieses Anzeigegliedes 8 darf der Einfachheit halber auf die nähere Spezifikation der ansprüche 10 und 11 sowie der zugehörigen Beschreibungseinleitung verwiesen werden.

Aus den Patentansprüchen ergeben sich im übrigen nichtdarstellungsbedürftige Möglichkeiten von erfindungsgemäßen Anordnungen, insbesondere des Deformationselementes 4, der Zusatzfeder 6 und der Zwischenplatte 5.

Claims

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Ringfeder GmbH M. 1127

Hülsenpuffer zur federnden Aufnahme von Stoßkräften, insbesondere für Schienenfahrzeuge

ansprüche:

1. Hülsenpuffer zur federnden Aufnahme von Stoßkräften, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit zwei teleskopartig ineinander geführten, eine Pufferfeder (1) aufnehmenden Gehäuseteilen (2, 3), die an ihren der Pufferfeder (1) zugewandten Enden jeweils mit einer Druckplatte (2a, 3a) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Ende der Pufferfeder (1) und der Innenfläche (2b, 2b) einer der beiden Druckplatten (2a, 3a) ein - bei Auftreten von das Arbeitsvermögen der Pufferfeder (1) überschreitender Stoßenergie - radial im wesentlichen nur zur Längsmitcena\.-hse des Hülsenpuffers hin verformbares Deformationselernen (4) angeordnet ist.

2. Hülsenpuffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (4) aus einem Ring besteht, dessen innere Umfangsflache in zwei konische Teilflächen (4a) mit zur Längsmittenachse des Hülsenpuffers hin gerichtetem Scheitelpunkt aufgeteilt ist und dessen äußere Umfangsflache eine halbkreisförmige Ausnehmung (4b) aufweist.

3« Hülsenpuffer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (4) einen Außendurchmesser hat, der dem Innendurchmesser des inneren Gehäuseteiles (3) weitestgehend, unter Berücksichtigung eines - wegen einer geringfügigen radialen Aufweitung des Deformationselementes (4) bei dessen Verformung - notwendigen Spieles angeglichen ist.

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4. Hülsenpuffer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch J gekennzeichnet/ daß das Deformationselement (4) in eine

*' zentrisch angeordnete Bettung (2c) der Innenfläche (2b)

der Druckplatte (2a) eingreift.

5. Hülsenpuffer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (4) lösbar an der Druckplatte (2a) befestigt ist.

6. Hülsenpuffer nach einem der Ansprüche 1 bis S₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (4) an der in Stoßrichtung vorderen, in an sich bekannter Weise lösbar mit dem entsprechenden Gehäuseteil (2) verbundenen Druckplatte (2a) angebracht ist.

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7. Hülsenpuffer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch f gekennzeichnet, daß gegen die von der Druckplatte (2a) abgewandte Seite des Deformationselementes (4) eine Zwischenplatte (5) anliegt, deren vom Deformationselement (4) ab-

: 20 gewandte Fläche (5a) der Abstützung der Pufferfeder (1* dient.

8. Hülsenpuffer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, vorzugsweise Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß gegen die dem Deformationselenent (4) abgewandte Fläche (5a) der Zwischenplatte (5) - oder gegen die Innenfläche der nicht mit deiti Deformationselement (4) zusammenwirkenden Druckplatte eine der Pufferfeder (1) vorgeschaltete Zusatzfeder (6) abgestützt ist, die andererseits von einem in die Pufferfeder (1) hineinragenden, das entsprechende Ende der Pufferfeder (1) hintergreifenden Topf (7) gehalten ist, wobei der Vorspannweg der Zusatzfeder (6) größer als der Arbeitsweg des Deformationselementes (4) ausgelegt ist.

t 35 9i Hülsenpuffer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

; dai? die Zwischenplatte (5) an ihrer vom Deformationsele-

ment £4) abgewandten Fläche (5a) zum Zentrieren der Zu-

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satzfeder (6) einen zentrisch zur Längsmittenachse des Hülsenpuffers liegenden Ansatz (5b) aufweist.

10. Hülsenpuffer nach einem der Ansprüche 1 bis 9/ da-

durch gekennzeichnet, daß an der Wandung eines der beiden Gehäuseteile (2, 3) ein Anzeigeglied (8) angebracht ist, das nach einem den vollen Arbeitsweg der Pufferfeder (1) überschreitenden Einhub des Hülsenpuffers ein stetes Warn^ zeichen auslöst.
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11. Hülsenpuffer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeglied (8) aus einem die Wandung des einen, in Stoßrichtung vorderen Gehauseteils (2) in einer Glattbohrung durchdringenden, in diesem Bereich für e:m leichtes Abscheren ausgebildeten Gewindestift (8a) besteht, der über einen daran befindlichen, auf der Innenwandung dieses einen Gehäuseteiles (2) aufliegenden Kragen (8b) und ein außen an diesem Gehäuseteil (2) angreifendes Befestigungsmittel (8c), z.B. eine Mutter, verspannt sowie über ein an ihm und diesem einen Gehäuseteil (2) angeschlossenes Verbindungsmittel (8d), z.B. eine Kette, unverlierbar dann gehalten ist, wenn der Kragen (8b) infolge des besagten Einhubes des Hülsenpuffers durch dem Kragen (8b) entgegenstehende ortsfeste Teile, z.B. eine Paßfeder (3c), des anderen Gehäuseteils (3) abgeschert wird.