Federnde Schwenklagerung für eine Mittelpufferkupplung an Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung für eine Mittelpufferkupplung an Schienenfahrzeugen., die ein Verschwenken der federnd abgestützten Kupp lung gestattet.
Mittelpufferkupplungen müssen am Fahrzeugrah men sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung schwenkbar gelagert sein. Zur gedämpften Aufnahme der grossen auftretenden Zug- und Stoss- kräfte soll die Abstützung der Kupplung gegen die Lagerstelle federnd gestaltet sein. Bei bekannten Mit telpufferkupplungen ist eine solche Federung am Kuppelkopfarm zwischen dem Kuppelkopf und der Anlenkstelle des Kuppelkopfarmes am Fahrzeugrah men vorgesehen. Das hierzu verwendete Federele ment beansprucht auch quer zur Fahrzeuglängsachse sehr viel Raum. Dieser Raum ist durch den Wagen boden, das Wagengestänge und die im Brustträger vorgesehene Durchtrittsöffnung begrenzt.
Die Not wendigkeit, dass das Federelement die lotrechte Schwenkbewegung des Kuppelkopfarmes mitmachen muss, erhöht noch den Raumbedarf in vertikaler Richtung. Um bei dem zur Verfügung stehenden be grenzten Raum den geforderten Schwenkbereich zu gewährleisten, mussten schwächere Federn verwendet werden, wodurch aber wieder die Dämpfungswirkung herabgesetzt wird.
Die den Gegenstand der Erfindung bildende fe dernde Schwenklagerung weist diese Mängel der bis her ausgeführten Lagerungen nicht auf und ist so ge staltet, dass der Kuppelkopfarm zwischen zwei Fed ergehäusen mit parallel zu ihm wirksamen Federn um einen waagrechten, an den Federn abgestützten, pa rallel zu den Gehäuseachsen verschiebbar geführten Achsbolzen frei schwenkbar gelagert ist und die Feder gehäuse mit dem Kuppelkopfarm als bauliche Ein- heit am Wagenuntergestell um eine lotrechte Achse frei schwenkbar gelagert sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die kraftübertragende Verbindung des Achsbolzens des Kuppelkopfarmes mit einem An schlagteil so ausgeführt ist, dass dieser bei über- schreiten eines festgelegten Maximalwertes der Stoss- belastung an der Stirnfläche der Federgehäuse zur Anlage gelangt.
Zweckmässig ist, den in den Federgehäusen un tergebrachten, vorzugsweise mit einer Reibungsdämp fung ausgestatteten Federn eine gegenüber letzteren schwächere Federung, vorzugsweise ohne zusätzliche Dämpfung, vorzuschalten, die zwischen den beiden aneinander längsbeweglichen Teilen eines zweiteili gen Kuppelkopfarmes eingesetzt ist.
Die Erfindung ist anhand der in den Zeichnun gen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläu tert, ohne sich darauf zu beschränken.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine schematische Darstel lung der Schwenklagerung in der Seitenansicht bzw. in der Draufsicht. Die Fig. 3 und 4 zeigen eine kon struktive Ausführung der Schwenklagerung in Teil schnitten in der Seitenansicht bzw. in der Draufsicht. Ferner zeigen Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig.4 und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie C-D der Fig.4 in vergrösserter Darstellung. Eine andere Ausführungsart der Schwenklagerung zeigt Fig. 7 in der Draufsicht, teilweise geschnitten und Fig. 8 in einem vergrösserten Längsschnitt durch einen zweiteiligen Kuppelkopfarm.
Wie Fig. 1 und 2 in vereinfachter Darstellung er kennen lassen, umfasst die Schwenklagerung zwei im Abstand parallel zueinander horizontal angeordnete Federgehäuse 1, welche durch ein horizontales Quer- joch 10 starr miteinander verbunden sind. Dieses Querjoch trägt in der Mitte eine Lagerbohrung für den lotrechten, Achsbolzen 9 des Fahrzeugrahmens. In den Federgehäusen 1 sitzen die Federelemente 2, z. B. Schraubenfedern.
Der teilweise zwischen den beiden Federgehäusen 1 angeordnete Kuppelkopfarm 3, der in seiner Mittelstellung zu den Achsen der Federgehäuse etwa parallel liegt, sitzt auf einem hori zontalen Achsbolzen 4, der zwischen den Federge häusen 1 parallel zu deren Achsen 14 verschiebbar geführt ist. Zu diesem Zwecke ist der Achsbolzen 4 in Lageraugen 5 am inneren Ende eines zwischen den Federgehäusen 1 längsverschiebbar geführten Schlit tens 7 gelagert, dessen äusseres Ende mit einer quer stehenden Anschlagplatte 11 starr verbunden ist.
Die Federn 2 sind mit ihren Enden zwischen je zwei Fe dertellern 18 abgestützt, wovon der eine Federteller am Ende einer Zugstange 17 starr befestigt ist und der andere Federteller an der Zugstange längsver schiebbar gelagert ist. Die beiden Zugstangen 17 hängen verschiebbar an der Anschlagplatte 11 und werden nur bei Zugbeanspruchungen von dieser mit genommen.
Die gesamte, aus den Federgehäusen 1 mit dem Querjoch 10 und dem Kuppelkopfarm 3 bestehende Einheit ist um den Achsbolzen 9 in horizontaler Richtung frei schwenkbar, wobei der Schwenkbereich 13 durch die genügend lang bemessene Ausnehmung im Brustträger begrenzt ist.
In jeder horizontalen Schwenklage der Einheit ist der Kuppelkopfarm 3 für sich allein in vertikaler Richtung in einem Bereich 12 frei schwenkbar, der durch eine an der Ausschlag platte 11 ausgebildete Anschlagkulisse 15 (Fig.6) begrenzt ist. Da die Federn 2 und Federgehäuse 1 die vertikale Schwenkbewegung nicht mitmachen, können die Federn auch für stärkere Beanspruchun gen hinreichend stark bemessen werden und es ist der im Fahrzeugrahmen zur Verfügung stehende Raum in vertikaler Richtung für die Schwenkbewegung des Kuppelkopfarmes 3 unbeschränkt ausnutzbar.
Zufolge der Anordnung der Lagerung des Kup pelkopfarmes 3 zwischen den Federgehäusen 1 erhält der Kuppelkopfarm eine hinreichend bemessene Länge, so dass die betriebsmässig auftretenden verti kalen Schwenkwinkel verhältnismässig klein bleiben und die bei starken Stössen sich an den Lagerstellen ergebenden vertikalen Komponenten nicht so gross ausfallen, dass sie durch allzu grosse Entlastung der Radsätze Entgleisungen verursachen könnten.
In der konstruktiv durchgebildeten Ausführungs form nach Fig.3 und 4 ist die Lagerung des den Kuppelkopf 6 tragenden Kuppelkopfarmes 3 am Schlitten 7 und in Fig. 5 die Schlittenführung 8 deut lich zu erkennen. Bei dieser Ausführungsform ist den Pufferfedern 2 eine an sich bekannte Einrichtung 16, 20 zur Dämpfung der Stossbeanspruchungen durch Reibung vorgeschaltet, wobei diese Reibung durch radial an die Zylinderinnenwand angepresste Konus- Segmente 16 hervorgerufen wird.
Fig. 6 zeigt in der Stirnansicht den Brustträger 21 des Fahrzeugrahmens mit der Ausnehmung 22 für den Durchtritt des Kup- pelkopfarmes 3 sowie die an der Anschlagplatte 11 ausgebildete Anschlagkulisse 15 mit dem vertikalen Langloch 19, welches den vertikalen Schwenkbereich 12 des Kuppelkopfarmes begrenzt.
Bei einer weiteren Ausbildung der erfindungsge- mässen Schwenklagerung gemäss Fig. 7 und 8 ist den starken Pufferfedern 2 eine schwächere Federung vorgeschaltet, die an einem zweiteiligen Kuppelkopf arm in an sich bekannter Weise angeordnet ist. Die Ausbildung der Federgehäuse 1 mit den starken Fe dern 2 und der Reibungsdämpfung 16, 20 sowie der Schlitten 7, die Schlittenführung 8 und die Anschlag platte 11 entsprechen der Ausführung nach Fig. 3 bis 6 und diese Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Die beiden Teile 23 und 24 des Kuppelkopf- armes sind teleskopartig ineinander verschiebbar und zwischen diesen Teilen ist eine Schraubenfeder eingesetzt.
Im einfachsten Falle braucht die Feder lediglich Druckstösse aufzunehmen, wogegen Zugbe anspruchungen unmittelbar von den Teilen 23 und 24 übertragen werden.
In der aus Fig. 8 ersichtlichen Ausführungsform ist die zusätzliche Federung so eingerichtet, dass sie Druck- und Zugbeanspruchung aufnehmen kann. Die beiden ineinandergreifenden Enden der Teile 23, 24 sind zur Aufnahme einer Schraubenfeder 25 als Hohlzylinder ausgebildet. Die Schraubenfeder 25 stützt sich an den Federtellern 26 und 27 ab, die ver schiebbar auf einer Zugstange 28 des Teiles 24 sit zen. Die Zugstange 28 trägt am Ende einen Kopf 29 und der Federteller 27 ist mit zwei diametral abste henden Bolzen 30 ausgestattet, die in korrespondie renden Langschlitzen 31 und 32 der Teile 23, 24 gleiten. Eine Zentralbohrung 33 des Teiles 23 gestat tet die Bewegung der Zugstange 28 mit dem Kopf 29 bei Druckstössen.
Der Federteller 26 stützt sich bei Einwirkung von Druckkräften am Grunde des Hohl raumes des Teiles 23 ab und der Federteller 27 drückt die Feder zusammen, wobei die Absatzfläche 34 des Teiles 24 den Hub begrenzt.
Bei Zugbeanspruchungen stützt sich der Feder teller 27 mit den Bolzen 30 am äusseren Ende der Langschlitze 31 ab und der Federteller 26 drückt die Feder unter der Einwirkung des Kopfes 29 zusam men. Eine Hubbegrenzung kann in diesem Falle durch entsprechende Bemessung der Länge der Schlitze 32 bewirkt werden.
Es besteht die Möglichkeit, auch die zusätzliche Federung mit einer Reibungsdämpfung zu versehen. Grundsätzlich wird die zusätzliche Feder 25 schwä cher bemessen, als die Federn 2. Die Feder 25 über nimmt dann lediglich die Dämpfung der beim Fahren im Zugsverband normalerweise auftretenden Bean spruchungen. Erst bei Auftreten abnormal starker Stösse treten die Federn 2 in Aktion, wobei inzwi schen noch die Reibungsdämpfung 16, 20 zur Wir kung gelangt. Beim Fahren in geraden Gleisstrecken schwingt lediglich der Kuppelkopfarm 3 bei Ände rung des Gefälles in einer Vertikalebene, wogegen die übrigen Teile der Schwenklagerung mit grösserer Masse in Ruhe bleiben.
Hiedurch wird der Ver- schleiss vermindert und werden die Beanspruchungen der Kupplungsteile, der Lagerung und des Fahrzeug rahmens quer zur Fahrzeuglängsachse gleichfalls herabgesetzt. Zufolge der schwächeren Bemessung der Zusatzfederung ist der vertikale Schwenkbereich des Kuppelkopfarmes nicht beeinträchtigt.
Im Rahmen der Erfindung können verschiedene Federelemente ausser den genannten Schraubenfe dern verwendet werden.
Spring-loaded pivot mounting for a central buffer coupling on rail vehicles The invention relates to a mounting for a central buffer coupling on rail vehicles. That allows pivoting of the resiliently supported coupling.
Central buffer couplings must be pivoted on the vehicle frame in both the horizontal and vertical directions. The support of the coupling against the bearing point should be designed to be resilient in order to absorb the large tensile and impact forces that occur in a damped manner. In known with telpufferkupplungen such a suspension on the coupling head arm between the coupling head and the articulation point of the coupling head arm is provided on the Fahrzeugrah men. The Federele used for this purpose also takes up a lot of space transversely to the longitudinal axis of the vehicle. This space is limited by the car floor, the carriage linkage and the opening provided in the chest support.
The need for the spring element to take part in the vertical pivoting movement of the coupling head arm increases the space required in the vertical direction. In order to guarantee the required swivel range in the limited space available, weaker springs had to be used, which again reduces the damping effect.
The spring pivot bearing forming the subject of the invention does not have these shortcomings of the bearings carried out up to now and is so ge staltet that the coupling head arm between two springs ergehäusen with springs acting parallel to it to a horizontal, supported on the springs, parallel to Axle bolts guided displaceably on the housing axes are mounted freely pivotable and the spring housing with the coupling head arm as a structural unit on the car underframe are mounted freely pivotable about a vertical axis.
One embodiment of the invention is that the force-transmitting connection of the axle bolt of the coupling head arm with a stop part is designed in such a way that it comes to rest on the end face of the spring housing when a specified maximum value of the impact load is exceeded.
It is expedient to connect the springs, which are housed in the spring housings and are preferably equipped with a friction damping, with a weaker suspension than the latter, preferably without additional damping, which is inserted between the two longitudinally movable parts of a two-part coupling head arm.
The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings, without being limited thereto.
1 and 2 show a schematic presen- tation of the pivot bearing in side view and in plan view. 3 and 4 show a constructive version of the pivot bearing in part cut in the side view and in the plan view. Furthermore, FIG. 5 shows a section along the line A-B of FIG. 4 and FIG. 6 shows a section along the line C-D of FIG. 4 in an enlarged representation. Another embodiment of the swivel mounting is shown in FIG. 7 in a plan view, partially in section, and FIG. 8 in an enlarged longitudinal section through a two-part coupling head arm.
As shown in a simplified representation of FIGS. 1 and 2, the pivot bearing comprises two spring housings 1 which are arranged horizontally at a distance from one another and parallel to one another and which are rigidly connected to one another by a horizontal cross yoke. This cross yoke has a bearing hole in the middle for the vertical axle pin 9 of the vehicle frame. In the spring housing 1, the spring elements 2, for. B. coil springs.
The partially arranged between the two spring housings 1 coupling head arm 3, which is approximately parallel to the axes of the spring housing in its central position, sits on a hori zontal axle bolt 4, which is slidably guided between the Federge housings 1 parallel to their axes 14. For this purpose, the axle bolt 4 is mounted in bearing eyes 5 at the inner end of a slide 7 which is longitudinally displaceable between the spring housings 1 and whose outer end is rigidly connected to a transverse stop plate 11.
The springs 2 are supported with their ends between two Fe dertellern 18, one of which is a spring plate at the end of a pull rod 17 is rigidly attached and the other spring plate is mounted on the pull rod longitudinally slidable. The two tie rods 17 hang displaceably on the stop plate 11 and are only taken along by the latter in the event of tensile loads.
The entire unit consisting of the spring housing 1 with the cross yoke 10 and the coupling head arm 3 is freely pivotable about the axle pin 9 in the horizontal direction, the pivoting area 13 being limited by the sufficiently long recess in the chest support.
In each horizontal pivot position of the unit, the coupling head arm 3 is freely pivotable by itself in the vertical direction in an area 12 which is limited by a plate 11 formed on the rash stop link 15 (Figure 6). Since the springs 2 and spring housing 1 do not take part in the vertical pivoting movement, the springs can be dimensioned sufficiently strong even for stronger demands and the space available in the vehicle frame in the vertical direction for the pivoting movement of the coupling head arm 3 can be used without restriction.
As a result of the arrangement of the mounting of the Kup pelkopfarmes 3 between the spring housings 1, the coupling head arm is given a sufficient length so that the verti cal pivot angles that occur during operation remain relatively small and the vertical components resulting from strong impacts at the bearing points are not so large that they could cause derailments by relieving the wheel sets too much.
3 and 4, the mounting of the coupling head arm 3 carrying the coupling head 6 on the carriage 7 and in FIG. 5 the carriage guide 8 can be seen clearly. In this embodiment, the buffer springs 2 are preceded by a device 16, 20 known per se for damping the shock loads by friction, this friction being caused by cone segments 16 pressed radially onto the inner wall of the cylinder.
6 shows in the front view the chest support 21 of the vehicle frame with the recess 22 for the passage of the coupling head arm 3 and the stop link 15 formed on the stop plate 11 with the vertical slot 19 which limits the vertical pivoting range 12 of the coupling head arm.
In a further embodiment of the pivot bearing according to the invention according to FIGS. 7 and 8, the strong buffer springs 2 are preceded by a weaker suspension which is arranged on a two-part coupling head in a manner known per se. The design of the spring housing 1 with the strong Fe countries 2 and the friction damping 16, 20 and the carriage 7, the carriage guide 8 and the stop plate 11 correspond to the embodiment of FIGS. 3 to 6 and these parts are provided with the same reference numerals. The two parts 23 and 24 of the coupling head arm can be telescoped into one another and a helical spring is inserted between these parts.
In the simplest case, the spring only needs to absorb pressure surges, whereas Zugbe claims are transmitted directly from the parts 23 and 24.
In the embodiment shown in FIG. 8, the additional suspension is set up such that it can absorb compressive and tensile loads. The two intermeshing ends of the parts 23, 24 are designed as hollow cylinders to accommodate a helical spring 25. The coil spring 25 is supported on the spring plates 26 and 27, the ver slidable on a tie rod 28 of the part 24 sit zen. The pull rod 28 carries at the end a head 29 and the spring plate 27 is equipped with two diametrically abste existing bolts 30 which slide in corresponding elongated slots 31 and 32 of the parts 23, 24. A central bore 33 of the part 23 gestat tet the movement of the pull rod 28 with the head 29 in the event of pressure surges.
The spring plate 26 is supported by the action of compressive forces at the bottom of the hollow space of the part 23 and the spring plate 27 compresses the spring, the shoulder surface 34 of the part 24 limiting the stroke.
In the event of tensile loads, the spring plate 27 is supported with the bolts 30 at the outer end of the elongated slots 31 and the spring plate 26 presses the spring together under the action of the head 29 men. In this case, the stroke can be limited by appropriate dimensioning of the length of the slots 32.
It is possible to provide the additional suspension with friction damping. In principle, the additional spring 25 is dimensioned weaker than the springs 2. The spring 25 then only takes on the damping of the stresses that normally occur when driving in a train set. Only when abnormally strong shocks occur, the springs 2 come into action, in the meantime still the friction damping 16, 20 comes into effect. When driving on straight tracks, only the coupling head arm 3 swings when changing the slope in a vertical plane, while the other parts of the pivot bearing remain at rest with a greater mass.
As a result, wear is reduced and the stresses on the coupling parts, the bearing and the vehicle frame transverse to the vehicle's longitudinal axis are also reduced. As a result of the weaker dimensioning of the additional suspension, the vertical swivel range of the coupling head arm is not impaired.
In the context of the invention, various spring elements can be used in addition to the aforementioned screw springs.