DE2148860A1

DE2148860A1 - Reibungs-Zugkupplung,insbesondere fuer Eisenbahnwagen

Info

Publication number: DE2148860A1
Application number: DE19712148860
Authority: DE
Inventors: Anderson David George
Original assignee: Miner Enterprises Inc
Current assignee: Miner Enterprises Inc
Priority date: 1971-06-22
Filing date: 1971-09-30
Publication date: 1972-12-28
Also published as: TR16933A; DD95589A5; BR7204010D0; AU449304B2; AU4343072A; FR2143323A1; US3741406A; CH564447A5; BE785184A; AR192371A1; GB1402143A; ZA723706B; ATA880971A; ES403801A1; FR2143323B1; HU164474B; IT958465B; NL7113917A; PL72521B1; RO60408A

Description

Dr. rer. nal. DIi TFR LOUi"
DipL-Phys. CLAUS TtJHLAl/
DipUng. FRANZ LOHRENTZ

8500NURNBERg 12347/48 20/H

MINER ENTERPRISES INCORPORATION, Chicago, Illinois, USA

Reibungs-Zugkupplung, insbesondere für Eisenbahnwagen

Die Erfindung betrifft eine Reibungs-Zugkupplung, insbesondere für Eisenbahnwagen, mit einem Gehäuse und in dem Gehäuse angeordneten Reibelementen, die gegen im Gehäuse befindliche Federglieder bewegbar und durch Keilwirkung an die Innenwand des Gehäuses andrückbar sind. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Reibkupplung oder einem sogenannten Reib-Verzuggetriebe, das in den KupplungsJochen von Eisenbahnwagen zum Einsatz gelangt und dazu dient, den Hauptanteil der Stoßkräfte zu absorbieren, die im normalen Fährbetrieb, induesondere aber beim laufenlassen der Wagen über den Ablaufberg oder bei Rangieroperationen auftreten. Dadurch sollen die Wagenaufbauten geschützt und Ladungsschäden innerhalb des Eisenbahnwagens verringert werden_e

Die im Handel und mit Erfolg im Einsatz befindlichen Reibungs-Zugkupplungen,' die gegenwärtig in der Eisenbahnindustrie eingesetzt werden, sind in praktisch allen Fällen gekennzeichnet durch ein schweres Gußgehäuse, das entweder eine feste oder

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lösbare Rückwand an einem Ende enthält und eine nach innen zu kegelartig zulaufende Reibungsbohrung am offenen Ende besitzt. Innerhalb des Gehäuses sind Federglieder in Form von Spiralfedern, Gummipolstern, Hydraulikeinheiten od.dgl. sowie eine Reihe von metallischen Reibschuhen oder Reibplatten angeordnet« Die Reibschuhe oder Reibplatten sind gegen die'Federglieder bei der Betätigung der Zugkupplung verstellbar, wobei ein Keilelement vorgesehen ist, das die zu er- ψ wartenden Stöße und Schläge, durch die hohe Kräfte ausgelöst werden, auffängto Dieses Keilelement befindet si ^h mit den Reibschuhen oder -platten in Reib verbindung, t>o ^«.i„ auf letztere sowohl axiale als auch radiale Kräfte ausgeübt werden.

Bei den bekannten Reibungs-Zugkupplungen dieser Art stellt sich eine Reibcharakteristik als Ergebnis der zwischen den Metallschuhen und der kegelartig zulaufenden Reibbohrung auftretenden Reibkräfte ein, die einer während des Stoßvorganges allmählich ansteigenden Arbeitskurve oder -funktion - gesehen im Kraft-Weg-Schaubild - entspricht» Eine derart tige Charakteristik ist jedoch als Arbeitskurve nicht so wirkungsvoll, wie dies erwünscht wäre«

Ein'weiteres, mit den bekannten Reibungs-Zugkupplungen verbundenes Problem liegt in der " Gl eit-G-re if-Wirkung" der metallischen Reibschuhe oder -platten gegenüber der kegelförmig zulaufenden Reibungsbohrung_o Diese Wirkung resultiert in dem unerwünschten Rattern der Zugkupplungen während deren Betätigung, Es sind bereits zahlreiche Versuche unternommen worden, um dieses Problem zu lösen, wobei auch eine "Schmierung" der Re^ungsbohrung durch Vorsehen einer dünnen

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Schicht weichen Metalls, beispielsweise von Blei, zwischen der Bohrung und den Reibschuhen in Erwägung gezogen wurde. Diese Versuchslösung hat sich jedoch nicht als voll zufriedenstellend erwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die vorstehend geschilderten Nachteile zu beheben, was erfindungsgemäß bei einer Reibungs-Zugkupplung der eingangs geschilderten Art dadurch erzielt wird,, daß das Gehäuse- länglich und an einem Ende, an dem sich die Federglieder abstützen, geschlossen ist, daß die am Innenumfang des offenen Gehäuseendes angeordneten Reibelemente bei ihrer Verschiebung in Richtung auf die Federglieder radial nach außen durch einen Stoßkräfte aufnehmenden Keil aufweitbar gelagert sind und daß zwischen den Reibelementen und der Gehäuseinnenwand ein nicht metallischer Reibbelag angeordnet ist, wobei Mittel zum Zusammenhalten der Einzelteile der Kupplung vorgesehen sind.

Die Erfindung befaßt sich somit mit einer Reibungs-Zugkupplung der allgemeinen Art, in der die Reibungsbohrung keine Verjüngung aufzuweisen braucht und in der die Oberflächen der Reibschuhe, die an der Reibungsbohrung anliegen, aus nichtmetallischem Reibmaterial bestehen« Insbesondere bestehen diese nichtmetallischen Reibflächen der Reibschuhe erfindungsgemäß aus einem hochkomprimierten imprägnierten Asbest-Stoff-Gewebe. Die Reibschuhe können entweder vollständig aus diesem Reibmaterial bestehen oder Beläge daraus an ihren Außenflächen tragen·

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Bei der erfindungsgemäßen Reibungs-Zugkupplung baut sich die Kraft nahezu augenblicklich nach der Einwirkung eines Stoßes auf, mit dem Ergebnis, daß die Kraft-Weg-Charakteristik oder die Arbeitskurve im wesentlichen rechteckig im Sinne einer Rechteckwelle ist. Daraus ergibt sich ein erheblich erhöhter Wirkungsgrad der erfxndungsgemäßen Reibungs-Zugkupplung gegenüber den bekannten Kupplungen dieser Art.

Die zwischen den nichtmetallischen Reibflächen der Reibschuhe und der sich nicht verjüngenden Reibungsbohrung entwickelten Reibkräfte wirken weitgehend kontinuierlich und sind im Vergleich zu der "Gleit-Greif-Wirkung", die bisher bei den bekannten Reibungs-Zugkupplungen aufgetreten ist, konstant» Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Reibungs-Zugkupplung eliminiert somit das unangenehme Problem des Ratterns der Kupplung während deren Betrieb. Es kann daher im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Zugkupplung von einer Zugkupplung mit "konstanter Reibung" gesprochen werden.

Wenn eine größere Stoßabsorber-Kapazität erwünscht ist, kön- W nen in der Reibungsbohrung zwei oder mehr in axialem 'Abstand voneinander angeardnete Sätze von Reibschuhen mit nichtmetallischen Reibflächen angeordnet werden«

Der Gedanke der vorliegenden Erfindung, die Reibungsbohrung der Reibungs-Zugkupplung ohne Verjüngung auszubilden, steht im Gegensatz au all den bekannten Lehren und Praktiken auf dem Gebiet der Reibungs-Zugkupplungen. Denn da war man jahrelang der Ansicht, daß zur Erzielung einer richtigen Wirkungsweise des eigentlichen Reibkupplungsteiles der Zugkupplung

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es absolut notwendig ist, zumindest eine geringfügige Verjüngung in Richtung auf das Bohrungsende des Gehäuses vorzusehen. Die Ausführung ohne Verjüngung erlaubt aber die Herstellung einer Reibungs-Zugkupplung mit hohem Wirkungsgrad und hoher Aufnahmefähigkeit für Stöße, die erheblich wirtschaftlicher ist, als dies bei den bisher bekannten Reibungs-Zugkupplungen und -Zuggetrieben möglich war. In der Vergangenheit war es Praxis, die Gehäuse für derartige Kupplungen und Getriebe im Gießverfahren herzustellen, wobei' relativ kompliziert gestaltete Gießformen und entsprechende Kerne zur Anwendung gelangen mußten, um die sich verjüngende Reibungsbohrung mit Sechskant-, Vierkant- oder Kreisquerschnitt auszubilden. Durch Realisierung des Gedankens, die Verjüngung wegfallen zu lassen, erhält man ein Gehäuse für eine Reibungs-Zugkupplung oder ein -Getriebe mit einer kreisförmigen, sich nicht verjüngenden Reibungsbohrung, das sich ' in wirtschaftlicher Weise durch einfaches Aufschweißen einer Stirn- oder Rückplatte auf ein Ende eines Stück Stahlrohres mit gewünschtem Durchmesser, Dicke und Länge herstellen läßt. Es ist dann nur noch erforderlich, in diesem Gehäuse die entsprechenden gewünschten Federglieder (Spiralfedern, Gummipuffer odedgle) sowie bei Bedarf eine Folge- oder Schiebeplatte, weiterhin einen oder mehrere Sätze von Reibschuhen mit nichtmetallischen Reibflächen, einen Keil und schließlich eine zentrale Schraube oder einen Bolzen oder entsprechende Einrichtungen vorzusehen, durch die die Reibungs-Zugkupplung in montiertem Zustand gehalten wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen_o

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Es zeigen:

Mg. 1 eine Draufsicht, teilweise horizontal geschnitten, einer ersten Ausführungsform einer erfindungsge-· mäßen Reibungs-Zugkupplung oder eines Reibungs-Verzuggetriebes; · " ·

Pig. 2 eine Stirnansicht der Reibungs-Zugkupplung gemäß I;

ψ Pig· 3 einen Horizontalschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungs-Zugkupplung oder eines Reibungs-Verzuggetriebes;

Pig. 4 eine perspektivische Darstellung in vergrößertem Maßstab, teilweise vertikal geschnitten, eines Reibschuhes ähnlich den in Pig, 1 und 3 gezeigten, wo der Schuh aus Metall besteht und an seiner Außenfläche einen'nichtmetallischen Reibbelag aufweist;

Pig. 5 eine Draufsicht, teilweise horizontal geschnitten, einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungs-Zugkupplung oder eines Reibungs-Verzuggetriebes;

Pig· 6 eine perspektivische Darstellung in vergrößertem Maßstab, teilweise vertikal geschnitten, eines Reibschuhes ähnlich dem in Pig. 5 gezeigten, wo jedoch der Schuh vollständig aus nichtmetallischem Reibmaterial besteht;

Pig. 7 ein Kraft~Weg-Schaubild, aus dem die bei der Reibungs-Zugkupplung gemäß Pig« 1 erzielbare Arbeitscharakteristik während des Stoßes ersichtlich ist, und

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Pig. 8 ein Kraft-Weg-Schaubild, aus dem die typische . Arbeitscharakteristik während des Stoßes von · "bisher "bekannten Reibungs-Zugkupplungen hervorgeht·

Die Figuren 1, 3 und 5 zeigen drei verschiedene Ausführungsformen einer Reibungs-Zugkupplung oder eines Reibungs-Verzuggetriebes, jeweils im Ganzen mit 10, 40 "bzw. 70 "bezeichnet, in denen der Gedanke der vorliegenden Erfindung verwirklicht ist.

Die Reibungs-Zugkupplung 10 umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 12 mit einer festen Rückwand 14, die ein Ende des Gehäuses abschließt. Das offene Ende des Gehäuses 12 weist ein Paar außen liegender Nasen 16 auf, die radial nach außen abstehen und zur Ankopplung eines kurzen Joches dienen, das in der einschlägigen Technik hinreichend bekannt ist» Es handelt sich dabei z.B. um ein Standardjoch, das in bekannter Weise um die Rückwand 14 herum verläuft.

Das Gehäuse 12 besitzt eine Innenbohrung 18, die im Querschnitt kreisförmig vom offenen Ende des Gehäuses 12 bis zu deren Rückwand 14 hin verläuft. Im Gehäuse 12 sind unter Abstützung gegen die Rückwand 14 Federglieder in Form eines Stapels von kreisförmigen Gummi- oder gummiähnlichen Puffern 20 bekannter Art vorgesehen. Die Puffer 20 weisen zentrale öffnungen 22 auf, die einem nachfolgend noch näher erläuterten Zweck dienen. Bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform handelt es sich um einen Stapel von acht Puffern 20.

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An dem äußeren Ende des Puff er stapeis stützt sich, eine 'kreisförmige Schiebeplatte 24 ab, die ebenfalls eine zentrale Öffnung 26 aufweist, welche mit den entsprechenden Öffnungen 22 in dem Pufferstapel fluchtet.

Der eigentliche Reibkupplungsteil der Zugkupplung 10 gemäß den Figuren 1 und 2 ist gekennzeichnet durch eine Reibungsbohrung 28 am offenen Ende des Gehäuses 12, sowie durch eine W Reihe oder einen Satz von Reibschuhen 30, die auf dem Umfang der Reibungsbohrung 28 angeordnet sind und mit ihren inneren Enden sich an der äußeren Stirnfläche der Schiebeplatte 24 abstützen. Weiterhin stehen sie in Reibschluß mit einem napfartigen Keilelement 31, das eine geneigte oder auch eine konische Außenfläche 32 besitzt, die an entsprechend geneig~ ten Innenflächen 33 der Reibschuhe 30 in bekannter Weise anliegt.

Die ganze Reibungs-Zugkupplung 10 wird in dem in Figur 1 gezeigten montierten Zustand durch einen zentralen Zuganker 34 gehalten, der durch die öffnungen 22 in den Puffern 20, die öffnung 26 in der Schiebeplatte 24 und durch eine zentrale öffnung 35 am inneren Ende des Keilelementes 31 hindurch verläuft. Ein Ende des Halte- oder Zugankers 34 ist bei 36 in die Rückwand 14 eingeschraubt, während das gegenüberliegende Ende eine Schraubenmutter 37 trägt, die sich auf der Innenfläche des inneren Endes des Keilelementes 31 abstützt.

Bisher ist es, wie vorstehend schon erwähnt, als notwendig betrachtet worden, daß zur Erzielung einer entsprechenden Wirkungsweise einer Reibungs-Zugkupplung deren Reibungsbohrung sich nach innen zu, d.h₀ in Richtung auf die Gehäu-

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seachse und in Richtung auf die rückseitige Stirnwand, 'sich zumindest um einige wenige Winkelgrade verjüngt. Die Reibungsbohrung 28 der in den Figuren 1' und 2 dargestellten Reibungs-Zugkupplung 10 ist jedoch im Querschnitt kreisförmig und weist einen Verlauf relativ zur Längsachse "des Gehäuses 12 ohne Verjüngung auf.

Obwohl in dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel acht Reibschuhe 30 dargestellt sind, kann selbstverständlich bei Bedarf eine größere oder geringere Anzahl davon eingesetzt werden.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung eines im wesentlichen nichtmetallischen Reibmaterials zwischen der Reibungsbohrung des Kupplungsgehäuses und den Reibschuhen, die relativ dazu beweglich sind. Dieses Merkmal kann in der Weise ausgestaltet werden, daß entweder die Reibungsbohrung mit einem Belag eines solchen Reibmaterials ausgekleidet wird und dementsprechend ganz aus Metall bestehende Reibschuhe zum Einsatz gelangen, oder daß die Reibschuhe selbst vollständig aus einem derartigen Reibmaterial bestehen und die Reibungsbohrung rein metallisch ist (vglo Figuren 5 und 6)„ Es kann aber auch durch Klebung oder eine sonstige Art der Befestigung ein Belag von solchem Reibmaterial auf die Außenflächen der metallischen Reibschuhe aufgebracht werden, die sich in Gleit- oder Reibschluß mit einer dann ebenfalls metallischen Reibungsbohrung befinden (vgl« Figuren 1, 3 und 4)β

Ein bestimmter Werkstoff hat sich für derartiges Reibmaterial .als besonders zufriedenstellend erwiesen«· Es handelt sich da-

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bei um ein im Handel erhältliches Produkt der Firma Raybestos-Manhattan Inc. und trägt die Katalognummer U.S.-6232 dieser Firma. Dieses'spezielle Heizmaterial ist ein hochkomprimiertes imprägniertes Asbest-Stoff-Gewebe, das durch einen Trockenformungsprozeß hergestellt wird. Die verwebten Asbestgarne in diesem Material sind relativ lang und enthalten einen beträchtlichen Anteil an Kupfer, wodurch das Endprodukt einen Trockenreibkoeffizienten in der Größenordnung von 0,48 erhält und extrem standfest isto

Bei der Reibungs-Zugkupplung 10 gemäß den Figuren 1 und 2 sind die Reib schuhe 30 jeweils mit einem Belag 38 aus einem weitgehend nichtmetallischen Reibmaterial, z„B_o dem der vorstehend erläuterten Art, versehen. Die Reibbeläge 38 sind an den Außenflächen der Reibschuhe 30 durch entsprechende Vorkehrungen, beispielsweise durch Klebung mit einem geeigneten Epoxy-Harz, befestigt und liegen in Reibschluß mit der metallischen, sich nicht verjüngenden Reibungsbohrung 28 des Gehäuses 12. Die äußeren Enden der Reibschuhe 30 können mit einem leicht nach außen gezogenen Bund 39 versehen sein, an dem sich die äußeren Enden der Beläge 38 abstützen.

Im Betrieb arbeitet die Reibungs-Zugkupplung 10 gemäß den Figuren 1 und 2 in einer dem Betrieb der herkömmlichen Reibungs-Zugkupplungen sehr ähnlichen Weise. Wenn durch einen Stoß oder Schlag das Keilelement 31 in Richtung des Gehäuseinneren verschoben wird, so werden in die Reibschuhe 30 auf Grund der Keilwirkung sowohl axiale als. auch radiale Kraftkomponenten aufgeprägt, wobei sich der Einwärtsbewegung der Reibschuhe 30 die Puffer 20 widersetzen. Ein erheblicher An-

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teil der eingespeisten Energie wird in Form der entstehenden Reibungswärme dissipiert, während ein weiterer Anteil der

eingespeisten Energie in den zusammengedrückten Puffern gespeichert wird und zur Rückführung der Einzelteile der Reibungs- Zugkupplung in d.eren Ausgangsposition nach Abklingen der Schlagkraft dient. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Zugkupplungen lassen sich jedoch auf Grund der sich nicht verjüngenden Reibungsbohrung und der Verwendung von nichtmetallischem Reibmaterial zwischen den Reibschuhen und der Reibungsbohrung Resultate erzielen, die an im Handel befindlichen, als brauchbar betrachteten Reibungs-Zugkupplungen nicht erzielbar waren. Denn durch die erfindungsgemä.ße Reibungs-Zugkupplung mit den vorstehend erläuterten Merkmalen wird das sehr unerwünschte Rattern, das sich häufig beim Betrieb der bekannten Reibungs-Zugkupplungen mit Metall-Reibschuhen und metallischer, konisch zulaufender Reibungsbohrung einstellt,, weitgehend vermieden» Dieses Rattern ergibt sich auf Grund der erwähnten "Gleit- und Greif-Wirkung" der Metallschuhe in der metallischen konischen Reibungsbohrung. Die erfindungsgemäße Reibungs-Zugkupplung kann deshalb als sogenannte "kontinuierliche" oder "Konstant-Reibungskupplung" bezeichnet werden.

Weiterhin ergeben die bisher bekannten Reibungs-Zugkupplungen eine Arbeitscharakteristik im Betrieb, die einen nur allmählich ansteigenden Verlauf der Reaktionskraft bei der Einwärtsbewegung des Keiles erkennen läßt, wie sich aus Meßergebnissen mittels Oszilloscopen oder sonstigen Meßinstrumenten ergibt.' Eine typische Arbeitscharakteristik a für im Handel befindliche Reibungs-Zugkupplungen ist in dem Schaubild in Figur 8 eingezeichnet, in dem die Reaktionskraft

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längs der Ordinate lind der vom Zeil zurückgelegte Weg längs der Abszisse aufgetragen isto Im Vergleich dazu zeigt das Schaubild in Figur 7 eine Arbeitscharakteristik b, die als Ergebnis eines Fallhammer-Versuches an einer Reibungs-Zugkuppluhg 10 gemäß den Figuren 1 und 2 ermittelt wurde. Dabei ist bemerkenswert, daß sich in diesem Versuch die Reaktionskraft fast augenblicklich aufbaut und man eine Arbeitskurve in Form einer Rechteckwelle erhält. Aus einem Vergleich der von den Kurven a und b umschlossenen Fläche, die der im Betrieb der Reibungs-Zugkupplung dissipierten Stoßenergie entspricht, ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Reibungs-Zugkupplung erheblich wirksamer als die bisher bekannte ist, Figur 7 zeigt das Ergebnis eines Versuches, bei dem ein Fallhammer mit einem Gewicht von 12 200 kp aus einer Höhe von 56 cm auf die Reibungs-Zugkupplung 10 gemäß den Figuren 1 und 2 fallengelassen wurde. Die Kurve b kennzeichnet dabei eine Stoßabsorber-Kapazität von angenähert 8 100 mkp bei einer Reaktionskraft von 157 500 kp und einem Keril-· . ■ angenähert 11 cm.

Bei der Herstellung der bekannten Reibungs-Zugkupplungen war es üblich, die Gehäuse mit den sich verjüngenden Reibungsbohrungen zu gießen,, Als weiterer Vorteil des Vorschlages, die Verjüngung wegfallen zu lassen, können jetzt die Gehäuse der Reibungs-Zugkupplungen erheblich wirtschaftlicher entweder im Gießverfahren, jedoch mit weniger komplizierten Gießformen und -kernen, oder durch einfache Metallbearbeitung hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Gehäuse für eine erfindungsgemäße Reibungs-Zugkupplung mit einer im Querschnitt kreisförmigen, sich nicht verjüngenden Bohrung in wirtschaftlicher Weise durch einfaches Aufschweißen oder andersartiges Befestigen einer Stirnplatte oder Rückwand

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an einem Ende eines Stahlrohres mit erwünschtem Durchmesser, Dicke und Länge hergestellt werden.

Die Reibungs-Zugkupplung 40 gemäß Figur 3 ist der Reibungs-Zugkupplung 10 gemäß den Figuren 1 und 2 dahingehend ähnlich, daß sie ebenfalls die sich nicht verjüngende Reibungsbohrung und die nichtmetallischen Reibbeläge auf den Reibschuhen aufweist. Jedoch besitzt die Reibungs-Zugkupplung 40 einen zweistufigen, hintereinander geschalteten Kupplungsteil, der eine größere Stoßabsorber-Kapazität ergibt₀

Wie die Figur 3 zeigt, umfaßt die Kupplung 40 ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 42 mit einer Innenbohrung 44, deren eines Ende durch eine Rückwand 46 verschlossen ist_o Eine sich nicht verjüngende Reibungsbohrung 48 am offenen Ende des Gehäuses 42 beinhaltet einen ersten Satz von Reibschuhen 50, die längs ihrem Umfang angeordnet sind und von denen jeder auf seiner Außenfläche einen nichtmetallischen Reibbelag 52 aufgeklebt oder sonstwie befestigt trägt, der in Reibschluß mit der Reibungsbohrung 48 steht. Die Beläge 52 stützen sich gegen Schultern 53 ab, die am äußeren Ende der Schuhe'50 ausgebildet sind (Figur 4)ο Ein Keilelement

54 ist außerhalb der Reibschuhe 50 angeordnet und wirkt mit seiner Keilfläche auf komplementär gestaltete Reibflächen

55 der Schuhe 50«

Die inneren Enden der Schuhe 50 liegen an einer Folge- oder Schiebeplatte 56 an, die in Reib- und Formschluß mit einem zweiten Satz von Reibschuhen 57 steht, welohe auf dem Umfang der Reibungsbohrung 48 angeordnet sind, jedoch einen axialen Abstand nach innen zu von der ersten Reibstufe mit

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den Schuhen 50 einhalten. Die Schiebeplatte 56 und die 'Schuhe 58 der zweiten Reib stufe weisen komplementär zueinander gestaltete Reibflächen 58 auf. Di'e Reibschuhe 58 der zweiten Reibstufe besitzen ebenfalls nichtmetallische Reibbeläge 59> die an ihren Außenflächen aufgeklebt sind und sich gegen Schultern 69 abstützen.

Die inneren Enden der Reibschuhe 57 der zweiten Reibstufe ™ liegen an der äußeren Stirnseite einer ringförmigen Schiebeplatte 60 an, zwischen deren innerer Stirnseite und der Rückwand 46 sich ein Paar von Spiralfedern 62 und 63 abstützt. Eine zentrale Spiralfeder 61 ist zwischen der inneren Stirnseite der keilförmigen Schiebeplatte 56 und der Rückwand 46 aufgespannt. Die gesamte Reibungs-Zugkupplung 40 wird in dem dargestellten montierten Zustand durch einen axial verlaufenden Halte- oder Zuganker 64 gehalten, dessen eines Ende in die Rückwand 46 bei 67 eingeschraubt ist, der sich außerdem durch die zentrale Spiralfeder 61, die ringförmige Schiebeplatte 60, die zentrale Öffnung 66 in der keilförmigen Schiebeplatte 56 und durch eine zentrale Off-) nung 65 in dem Keilelement 54 hindurch erstreckt und der an seinem anderen Ende eine Schraubenmutter 68 trägt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Reibschuhe 30, 50 und 57 gemäß den Figuren 1 und 3 ebenfalls vollständig aus dem im wesentlichen nichtmetallischen Reibmaterial bestehen können, das vorstehend erwähnt worden ist, und daß der Querschnitt der Reibungsbohrungen 28 und 48 genausogut quadratisch, rechteckig, sechseckig od„dgl_e sein kann. Es ist selbstverständlich, daß in letzterem Falle die Reibschuhe eine komplementäre Querschnittsgestaltung aufweisen wurden.

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Obwohl das Betriebsverhalten möglicherweise nicht gleich gut wäre und sich nicht der gleiche Wirkungsgrad wie bei den Reibungs-Zugkupplungen 10 und 40 gemäß den Figuren 1, 2 und 3 erzielen läßt, sei hier festgehalten, daß die Verwendung der nichtmetallischen Reibschuhe ebenfalls in einer herkömmlichen, also sich leicht verjüngenden Bohrung möglich wäre. So zeigt z.B. die Figur 5 eine Reibungs-Zugkupplung mit einer solchen Bohrung, bei der außerdem eine Kaskade von fünf aufeinanderfolgenden Reibstufen vorgesehen ist.

Die Reibungs-Zugkupplung 70 gemäß der Figur 5 umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 72 mit einer Rückwand 74, die mittels Schrauben 76 und Halteaugen 78 an einem Ende des Gehäuses befestigt ist. Die Halteaugen 78 sind an der Außenfläche des Gehäuses 72 fixiert. Die Rückwand 74 könnte auch an das Ende des Gehäuses 72 angeschweißt sein«, Das innere Ende des Gehäuses 72 ist mit einer sich nicht verjüngenden Bohrung 80 versehen, während jedoch das äußere Ende des Gehäuses eine nach innen zu sich verjüngende Reibungsbohrung 82 aufweist, wie dies von herkömmlichen Reibungs-Zugkupplungen her bekannt ist.

Weiterhin besitzt die Reibungs-Zugkupplung 70 einen ersten Satz von Reibschuhen 84 und vier darauffolgende Sätze von in axialem Abstand voneinander angeordneten sekundären Reibschuhen 85, 86, 87 und 88.-Wie sich am besten aus Figur 6 ergibt, bestehen alle Reibschuhe 84 bis 88 vollständig aus einem weitgehend nichtmetallischen Reibmaterial, z.B_o demjenigen, das vorstehend näher erläutert worden ist.

Die ersten Reibschuhe 84 werden im Betrieb durch ein Keilelement 89 beaufschlagt, während die übrigen Sätze von Reib-

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schuhen 85 bis 88 voneinander getrennt jeweils durch keilförmige Ringschiebeplatten 90, 91, 92 und 93 betätigt werden. Der Einwärtsbewegung der vorstehenden Keilelemente und Reibschuhe widersetzt sich eine konzentrische Anordnung von Spiralfedern 94, 95, 96, 97 und 98 in bekannter Weise. Ein axial angeordneter Halte- oder Zuganker 99 mit einem sich in der Rückwand 74 abstützenden Kopf und einer an seit nem gegenüberliegenden Ende angezogenen Mut 101, die an dem Keilelement 89 anliegt, dient dazu, die Reibungs-Zugkupplung 70 in dem dargestellten montierten Zustand zu halten.

Die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Reibungs-Zugkupplung bestehen somit darin, daß sie ein an einem Ende geschlossenes Gehäuse aufweist, in dem Federglieder und an seinem offenen Ende ein Reibkupplungsteil angeordnet sind, die in ihrem Zusammenwirken sowohl eine relativ glatte oder konstante Reibwirkung als auch eine hochwirksame, weitgehend rechteckige Arbeitscharakteristik entfalten. Der Reibkupplungsteil besitzt eine Reibungsbohrung mit einem Verlauf zur Gehäuseachse, der entweder parallel zur Achse sein kann, ψ oder um wenige Winkelgrade sich nach innen verjüngte Außerdem ist mindestens ein Satz von Reibschuhen auf dem Umfang der Reibungsbohrung angeordnet und es befindet sich ein nichtmetallisches Reibmaterial zwischen den Reibschuhen und der Reibungsbohrung. Die Reibschuhe werden schließlich von einem Keilelement beaufschlagt, das an den Reibschuhen zur Anlage gelangt und die eingeprägten Stoßkräfte überträgt.

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Claims

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Patent- (Schutz-) Ansprüche

XL· JReibungs~Zugkupplung, insbesondere für Eisenbahnwagen, mit —einem Gehäuse und in dem Gehäuse angeordneten Reibelementen, die gegen im Gehäuse befindliche Federglieder bewegbar und durch Keilwirkung an die Innenwand des Gehäuses andrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12, 42, 72) länglich und an einem Ende, an dem sich die Federglieder
abstützen, geschlossen ist, daß die am Innenumfang des offenen Gehäuseendes angeordneten Reibelemente (30, 5.0, 84 bis 88) bei ihrer Verschiebung in Richtung auf die Federglieder radial nach außen durch einen Stoßkräfte aufnehmenden Keil (311 54, 89) aufweitbar gelagert sind und daß zwischen den Reibelementen und der Gehäuseinnenwand ein nichtmetallischer Reibbelag angeordnet ist, wobei Mittel (34, 64, 99) zum Zusammenhalten der Einzelteile der Kupplung vorgesehen sind.

2_# Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet',
daß das Gehäuse (12, 42, 72) im wesentlichen zylindrisch
ausgebildet ist, daß sich am äußeren Ende der Federglieder eine Schiebeplatte (24, 60) abstützt, auf der wiederum die Reibelemente (30, 50) aufsitzen, und daß die Reibelemente
mit im wesentlichen nichtmetallischen Außenflächen mit der Innenbohrung des Gehäuses (12, 42, 72) in Reibschluß stehen.

3· Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibelemente (84) vollständig aus einem
hochkomprimierten imprägnierten Asbest-Stoff-Gewebe bestehen*

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4· Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hochkomprimierte imprägnierte Asbest-Stoff-Gewebe in einem Trockenform-Verfahren hergestellt ist und relativ lange Asbestfasern mit einem merklichen Anteil von Kupfer enthält·

5β Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibelemente (30, 50) aus Metall bestehen und Reibbeläge (38, 52) aus hochkomprimiertem imprägniertem Asbest-Stoff-Gewebe tragen, die auf die Außenflächen der Reibelemente (30, 50) aufgeklebt sind,

6_e Reibungskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (18, 44, 82) am offenen Ende des Gehäuses (12, 42, 72) im Querschnitt kreisförmig ist und sich in Richtung auf das geschlossene Ende des Gehäuses nicht oder nur um wenige Winkelgrade verjüngt.

7β Reibungskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1s bx3 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Sätze von in axialem Abstand voneinander befindlichen Reibelementen (50, 57; 84, 85 bis 88) im Gehäuse (42, 72) angeordnet sind, zwischen denen jeweils eine keilförmige Schiebeplatte (56, 90 bis 93) angeordnet ist, welche mit ihren Stirnflächen in Kontakt mit den anliegenden Reibelementen steht.

8, Reibungskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federglieder aus einem Stapel elastomerer Puffer (20) bestehen.

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9. Reibungskupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffer (2Q), die Schiebeplatte (24, 56, 60, 90 bis 93) und das Keilelement (31, 54, 89) miteinander in Achsrichtung fluchtende Öffnungen (26, 35, 65, 66) aufweisen und daß die Mittel zum Zusammenhalten der Einzelteile der Kupplung aus einem axial verlaufenden Zuganker (34, 64, 99) bestehen, der am geschlossenen Ende des Gehäuses (12, 42, 72) fixiert ist und sich durch die Öffnungen (26, 35, 65, 66) hindurch erstreckt.

10. Reibungskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federglieder aus einer oder mehreren Spiralfedern (61 bis 63; 94 bis 97) bestehen.

11« Reibungskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilelement (31, 54, 89) außerhalb der Reibelemente (30, 50, 84) angeordnet ist, mit deren Innenflächen in Kontakt steht und mit dem Gehäuse (12, 42, 72) so verbunden ist, daß die Reibungskupplung im' Betrieb in montiertem Zustand verbleibt»

12ο Reibungskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmige Schiebeplatte (56, 90 bis 93) mit ihrer dem Gehäuseinneren zugewendeten Keilfläche auf eine entsprechende Keilfläche des anliegenden Reibelementes (57, 85 bis 88) wirkt.

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214?860

13« Reibungskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche" 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12, 42) aus einem Stück eines zylindrischen Metallrohres "besteht, dessen eines Ende durch eine daran "befestigte Metallplatte verschlossen ist,

14· Reibungskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff d'es Reibbelages einen merklichen Anteil von Kupfer in einem Asbestgarngewebe enthält und einen Trockenreibkoeffizienten in der Größenordnung von 0,48 aufweist,

15« Reibungskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14f dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag an der Innenwand der Reibungsbohrung angeordnet ist.

16« Reibkupplungssatz, bestehend aus einem Satz von Reibelemen·- ten, der mit Reibschluß am äußeren Ende einer in einem einseitig geschlossenen Gehäuse vorgesehenen Bohrung angeordnet ist und mit einem durch Stoßkräfte beaufschlagten Keilelement in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß seine Kraft-Weg-Charakteristik (Arbeitskurve b) während des Stoßvorganges Rechteckform besitzt,

17. Reibkupplungssatz nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibelemente aus Metall bestehen und einen Reibbelag aus einem hochkomprimierten imprägnierten Asbest-Stoff-Gewebe tragen, das auf die Außenfläche der Reibelemente aufgeklebt ist, und daß die mit den Reibelementen zusammenwirkende Wand der Bohrung zylindrisch ist.

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18. Reibkupplungssatz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Reibbelages einen merklichen Anteil von Kupfer in dem Asbestgarngewebe enthält und einen Trockenreibkoeffizienten in der Größenordnung von 0,48 besitzt.

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