DE2209235C2

DE2209235C2 - Zug- und Stoßvorrichtung für eine Mittelpufferkupplung von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2209235C2
Application number: DE19722209235
Authority: DE
Inventors: Harry 4130 Moers Jansen
Original assignee: Ringfeder GmbH
Current assignee: Ringfeder GmbH
Priority date: 1972-02-26
Filing date: 1972-02-26
Publication date: 1982-09-02
Also published as: DD102116A1; FR2173224A1; PL82357B1; CH546665A; RO68463A; FR2173224B1; AT324416B; DE2209235A1; IT977482B

Description

Die Erfindung betrifft eine Zug- und Stoßvorrichtung für eine Mittelpufferkupplung von Schienenfahrzeugen, bestehend aus einer Federeinrichtung, die durch zwei teleskopartig gegen die Kraft einer Feder ineinander verschiebbare Gehäuseteile gebildet ist, und einem Zugbügel zum Verbinden der Federeinrichtung mit dem 'Kupplungsschaft der Mittelpufferkupplung, wobei der Zugbügel einerseits in einem einen Bestandteil des Zugbügels bildenden Kopfteil den Kupplung^schaft gelenkig aufnimmt und andererseits über zwei an das Kopfteil anschließende, einander gegenüberliegende to und zueinander divergierende U-förmige Bügelösen zwei seitlich am Umfang des äußeren Gehäuseteiles angebrachte Ansätze mit den durch die Bügelösen gebildeten Bügelstegen hintergreift, die in Längsrichtung der Federeinrichtung unter der Kraft der in den is Gehäuseteilen angeordneten Feder spielfrei gegen Anschlagflächen dieser Ansätze anliegen und angenähert parallel zur Längsrichtung der Federeinrichtung abgewinkelt sind.

Bei einer derartigen bekannten Zug- und Stoßvorrichtung nach der DE-OS 14 55 255 sind die Bügelösen des Zugbügels starr. Bei dem Zusammenbau dieser Zug-und Stoßvorrichtung werden die Bügelösen zwischen den Ansätzen des äußeren Gehäuseteiles liegen. Anschließend werden die Gehäuseteile gegen die Kraft der Feder so weit zusammengedrückt, daß die Bügelstege der Bügelösen hinter die Ansätze zu liegen kommen. Anschließend wird der Zugbügel um 90° gedreht, ro daß die Ansätze in den offenen Raum innerhalb der Bügelösen gelangen. Bei Entlastung der Feder legen sich dann die inneren Stirnflächen der Bügelstege spielfrei gegen die Anschlagflächen dieser Ansätze an. Da bei dem Zusammenbau der Zugbügel unter dem Druck einer Presse gegen die Kraft der Feder nicht nur in Längsrichtung bewegt, sondern auch einer Drehung von 90° unterworfen werden muß, gestaltet sich der Zusammenbau aufwendig. Dazu müssen die in Längsrichtung der Gehäuseteile verlaufenden Außenflächen der Ansätze eine zylindrische Hüilfläche aufweisen, da andernfalls ein Zusammenbau durch Drehen um 90" nicht möglich ist. Dies hat zur Folge, daß die gegen die Bügelstege anliegenden Anschlagflächen der Ansätze durch ihre in etwa nngsegmentförmige Gestaltung eine relativ schmale wirksame Fläche aufweisen und in Umfangsrichtung dementsprechend groß gestaltet werden müssen. Außerdem treten bei Verwendung der Zug- und Stoßvorrichtung im Zugbetrieb durch das Spiel zwischen den Bügelstcgen und dem äußeren Gehäuseteil relativ große Biegemomente in den Bügelösen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zug-und Stoßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in möglichst einfacher Weise zusammengebaut werden kann und bei geringem Materialverbrauch eine möglichst große wirksame Fläche für die Kraftübertragung zwischen den Anschlagflächen der Ansätze und den Bügelstegen aufweist, wobei die in den Bügelösen auftretenden Biegemomente kleiner als bei der bekannten Zug- und Stoßvorrichtung sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bügelstege der Bügelösen unter quer zur Längsrichtung der Federeinrichtung gerichteter elastischer Vorspannung durch Eigenfederung des Zugbügels gegen das äußere Gehäuseteil der Federeinrichtung bzw. entsprechende Anlageflächen der Ansätze spielfrei b5 anliegen.

Durch die erfindungsgemäße Lösung vereinfacht sich der Zusammenbau wesentlich, da der Zugbügel unter Druck mittels einer einfachen Vorrichtung nur noch

axial über die Ansätze zu schieben ist. Die sich gegenüberliegenden Bügelösen weiten sich im Verlauf dieses Längsverschiebens durch Eigenfederung des Zugbügels auf und kommen nach Passieren der Ansätze federnd zur Anlage. Für ein eventuelles Auseinanderbauen der Zug- und Stoßvorrichtung ist es lediglich erforderlich, die Bügelösen entgegen ihrer Vorspannung aufzuspreizen. Das Ablösen des Zugbügels erfolgt dann selbsttätig durch die Kraft der Federeinrichtu.-g. Das spielfreie Anliegen der Bügelstege am äußeren Gehäuseteil bzw. an den Anlageflächen der Ansätze hat eine Verringerung der Biegemomente in den Bügelösen zur Folge, was eine Material- und Fertigungsersparnis bedeutet

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die durch die Bügelösen gebildeten Bügelschenkel jeweils nach anfänglich im Bereich des Kopfteils des Zugbügels zueinander parallelem Verlauf in Richtung auf die Bügelstege zueinander konvergieren. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß der gegenseitige Abstand der einer jeweiligen Bügelöse zugehörigen Bügelschenkel in dem Bereich, in dem sie mit dem entsprechenden Bügelsteg verbunden sind, der Breite der Anschlagfläche des Ansatzes im wesentlichen entspricht. Hierdurch werden bei Verwendung der Zug-und Stoßvorrichtung im Zugbetrieb in den Bügelstegen die Biegemomente verringert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Anlageflächen der Ansätze eben und die zu diesen Anlageflächen senkrecht angeordneten Anschlagflächen der Ansätze etwa rechteckförmig ausgebildet sind, wobei die inneren Seitenflächen und die inneren Stirnflächen der Bügelstege entsprechend eben gestaltet sind. Durch das flächige Aufliegen bzw. Anliegen der Bügelstege an den Ansätzen wird eine Verringerung der spezifischen Flächenbelastung erreicht. Dies ermöglicht entweder bei vorgegebenen Abmessungen eine höhere Belastbarkeit oder aber bei vorgegebener Belastbarkeit eine Materialersparnis. Darüber hinaus bietet diese Gestaltung der Ansätze den Vorteil einfacher und preiswerter Herstellung. Außerdem ergibt sich durch die senkrecht zu den rechteckförmigen Anschlagflächen vorgesehene Anordnung der ebenen Anlageflächen für die inneren Seitenflächen der Bügelstege bei Zug- und Stoßvorrichtungen mit zylindrischen Gehäuseteilen ein Stabilisierungseffekt gegen axiales Verdrehen des äußeren Gehäuseteiies.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindun£ besteht darin, daß der Außenquerschnitt der Federeinrichtung rechteckförmig ist. Damit ist für die erfindungsgemäße Zug- und Stoßvorrichtung eine universellere Anwendung möglich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bügelstege der Bügelösen vor dem erstmaligen Anbau des Zugbügels an die Federeinrichtung in bezug auf das Außenmaß des äußeren Gehäuseteils bzw. das gegenseitige Abstandsmaß der ebenen Anlageflächen der Ansätze ein gegenseitiges Abstandsmaß mit einem Untermaß aufweisen, das beim Anbau des Zugbügels unter Längsverschieben über die bo Ansätze durch plastische Verformung im wesentlichen aufgehoben wird. Der mit dieser Maßnahme erzielbare Vorteil liegt darin, daß die im Betrieb der Zug- und Stoßvorrichtung unter der Einwirkung von Zugkräften in den Bügelösen wegen ihres zueinander divergierenden Verlaufs auftretenden Biegespannungen in ihrer Größe um den Betrag der in den Bügelösen aus der plastischen Verformung verbliebenen inneren Spannungen vermindert werden. Daraus folgt eine Vergrößerung der Dauerfestigkeit des Zugbügels.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. I eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Zug- und Stoßvorrichtung einer erfindungsgemäßen Zug- und Stoßvorrichtung in Seitenansicht;

Fig.2 die Zug- und Stoßvorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht, teilweise im Schnitt;

Fig.3 einen Schnitt gemäß der Linie 11I-I1I in Fjg. 2, in vergrößertem Maßstab;

F i g. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in F i g. 3;

F i g. 5 eine Darstellung gemäß F i g. 3, jedoch für ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Außenquerschnitt der Federeinrichtung rechteckförmig ist;

F i g. 6 einen Schnitt gemäß der Linie VI-Vl in F i g. 5;

F i g. 7 eine Darstellung des Zugbügels gemäß F i g. 2 als Einzelteil;

F i g. 8 eine schematische Darstellung der an der Stelle Z in F i g. 7 auftretenden Längenänderungen bei elastischer und plastischer Verformung, bezogen auf die Linie X-X;

Fig.9 ein Diagramm entsprechend Fig.8 mit den durch die plastische Verformung verbliebenen Spannungen;

Fig. 10 eine Darstellung gemäß Fig.8 und Fig.9, in der die während der Verwendung der Zug- und Stoßvorrichtung im Zugbetrieb auftretenden Spannungen an der Stelle Z entsprechend F i g. 7 schematisch aufgezeichnet sind.

Die Zug- und Stoßvorrichtung weist einen aus einem Kopfteil la und Bügelösen 2 und 3 mit Bügelstegen 2a bzw. 3a bestehenden Zugbügel 1 sowie eine aus einem äußeren Gehäuseteil 4a, einem inneren Gehäuseteil 4b und einer Feder 5 bestehende Federeinrichtung auf. Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich, liegt der Zugbügel 1 mit den Bügelstegen 2a und 3a gegen Ansätze 6 des äußeren Gehäuseteils 4a an. Das äußere Gehäuseteil 4a weist außerdem an seinem Ende einen Führungssteg 7 auf. Das innere Gehäuseteil 4b ist gegen eine Anschlagplatte 8 abgestützt, die in den Freiraum der Bügelösen 2 und 3 eingeführt und mit Abstand zu einem im Kopfteil la des Zugbügels 1 angeordneten Kupplungsbolzen 9 gehalten ist.

Die Zug- und Stoßvorrichtung wird in einen dafür im Untergestell eines Schienenfahrzeuges vorgesehenen Einbauraum eingesetzt. Dabei stützen sich einerseits das äußere Gehäuseteil 4a gegen ein hinteres Anschlagteil des Untergestells und andererseits die Anschlagplatte 8 gegen vordere Anschläge an mittleren Langträgern des Untergestells ab. Nach unten wird der Einbauraum durch ein abnehmbares Abdeckblech verschlossen. Auf diesem gleiten beim Zug- und Stoßhub die Bügelösen 2 und 3 sowie — nur beim Zughub — die untere Seite des Führungssteges 7 am äußeren Gehäuseteil 4a.

Die auf die Mittelpufferkupplung wirkenden Stoßkräfte werden über den mittels des Kupplungsbolzens 9 schwenkbar gelagerten Kupplungsschaft auf die Anschlagplatte 8 und von da aus über das innere Gehäuseteil 4b, die Feder 5 und das äußere Gehäuseteil 4a in das Untergestell geleitet. Zugkräfte werden über den Kupplungsbolzen 9, das Kopfteil 1 a, die Bügelösen 2 und j, die Bügelstege 2a und 3a, die Ansätze 6 am äußeren Gehäuseteil 4a, die Feder 5, das innere Gehäuseteil 4b, die Anschlagplatte 8 und die vorderen Anschläge ;tn den mittleren Langträgern in da·. UnuTj-'csteli <\?s Schienenfahrzeuges übcrtr.ü¹. -ι.

Die Ansätze 6 weisen zum Kopfteil la hin keilartige, ebene Schrägflächen 6c auf (Fig.4 und 6). Bei zylindrischer Gestaltung des äußeren Gehäuseteils 4a (F i g. 3 und 4) weisen die Ansätze 6 im Anschluß an die für die inneren Stirnflächen 2cbzw. 3cder Bügelstege 2a und 3a vorgesehenen Anschlagflächen 6b ebene Anschlagflächen 6a für die inneren Seitenflächen 2b bzw. 3b der Bügelstege 2a und 3a auf. Sofern das äußere Gehäuseteil 4a einen rechteckigen Außenquerschnitt aufweist (Fig. 5 und 6), ist es nicht erforderlich, die Anschläge 6 mit ebenen Anlageflächen 6a zu versehen, da die Funktion dieser Anlageflächen in diesem Fall durch die ebenen Wände des äußeren Gehäuseteils 4a übernommen wird.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die durch die Bügelösen 2 und 3 gebildeten Bügelschenkel jeweils nach anfänglich im Bereich des Kopf teils la des Zugbügels 1 zueinander parallelem Verlauf in Richtung auf die Bügelstege 2a bzw. 3a konvergierend ausgebildet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die mit den Ansätzen 6 zusammenwirkenden inneren Stirnflächen 2c und 3c der Bügelstege 2a bzw. 3a nur unwesentlich größer als die ebenen, etwa rechteckförmigen Anschlagflächen 6b der Ansätze 6 sind. Die Größe der Anschlagfläche 6b entspricht im wesentlichen der doppelten Querschnittsfläche eines Bügelschenkels der Bügelöse 2 bzw. 3. Durch die konvergierende Gestaltung der Bügelschenkel der Bügelösen 2 und 3 wird erreicht, daß die in den Bügelstegen 2a und 3a auftretenden Biegemomente bei Zugbelastung der M Zug- und Stoßvorrichtung relativ klein gehalten werden. In Fig.7 ist der Zugbügel I vor dem erstmaligen Anbau an die Federeinrichtung dargestellt. Das dabei zwischen den inneren Seitenflächen 2b und 3b der Bügelstege 2a bzw. 3a bestehende gegenseitige Abstandsmaß A weist in bezug auf das Außenmaß des äußeren Gehäuseteils 4a bzw. das gegenseitige Abstandsmaß der ebenen Anlageflächen 6a der Ansätze 6 ein Untermaß auf. Dieses Untermaß wird beim Anbau des Zugbügels 1 im Endabschnitt des Längsverschiebens über die keilartigen Schrägflächen 6c der Ansätze 6 durch plastische Verformung im wesentlichen aufgehoben. Nach Überschreiten der von jeder Anschlagfläche 66 gebildeten Kante federn die Bügelösen 2 und 3 um den Betrag ihrer elastischen Aufweitung zurück und liegen dann jeweils unter gegen die Anlagefläche 6a bzw. das äußere Gehäuseteil 4a gerichteter Vorspannung an. Diese Vorspannung kann in Abhängigkeit von Werkstoff und Dimensionierung angenähert Null sein.

In F i g. 8 sind die beim Anbau des Zugbügels 1 durch Aufspreizen der Bügelösen 2 und 3 bezogen auf die Linie X-X(Fig. 7) unter dem Einfluß der Spannungen auftretenden Längenänderungen dargestellt, und zwar für den Fall, daß das Aufspreizen der Bügelösen 2 und 3 über den elastischen Bereich hinaus erfolgt. Der elastische, grobschraffierte Bereich ist mit 10 bezeichnet, während der Bereich der plastischen Verformung (engschraffiert) mit 11 bezeichnet ist. Von der Nullinie ausgehend sind nach links die Längenänderungen aufgrund der Druck- und nach rechts die Längenänderungen aufgrund der Zugbeanspruchungen dargestellt. Nach dem Verschieben der Bügelstege 2a und 3a der Bügelösen 2 bzw. 3 über die Ansätze 6 sind diese Längenänderungen um den Betrag der elastischen Verformung gemindert; die plastische Verformung in den Kandzonen jeder Bügelöse 2 bzw. 3 bleibt jedoch erhalten. In Fig.9 sind die mit der plastischen Verformung verbundenen inneren Spannungen 11a und Wb dargestellt. Die im montierten Zustand des Zugbügels 1 weiter vorliegenden, gegen das äußere Gehäuseteil 4a bzw. die Anlageflächen 6a der Ansätze 6 gerichteten Restspannungen aus dem elastischen Bereich, die das spielfreie Anliegen der inneren Seitenflächen 2b und 3b der Bügelstege 2a bzw. 3a erbringen, sind klein und der besseren Übersicht wegen nicht eingetragen.

In Fig. 10 ist ein schematisches Diagramm der bei Einsatz der Zug- und Stoßvorrichtung im Zugbetrieb auftretenden Spannungen dargestellt. Diese Spannungen sind sowohl auf der Zug- als auch auf der Druckseite wesentlich geringer als die bei der Montage des Zugbügels 1 vorliegenden Spannungen. Die elastischen Spannungen im Zugbetrieb sind dementsprechend sowohl druck- als auch zugseitig mit 10a bezeichnet. Den Spannungen 10a überlagern sich die durch die plastische Verformung während des Aufweitens entstandenen inneren Spannungen Ha und 115. Da die Spannungen Ua den Spannungen 10a entgegen gerichtet sind, werden die an den Rändern vorhandenen Spannungsspitzen vermindert. In Fig. 10 ist dies dadurch angedeutet, daß die sonst — ohne eine vorherige plastische Verformung der Bügelösen 2 und 3 — auftretenden Spannungsspitzen in den Bereichen 12 aufgrund der Spannungsüberlagerung aus dieser Verformung nicht vorhanden sind Die höchstens während des Betriebes auftretenden Spannungen sind somit geringer, als wenn die Aufweitung lediglich im elastischen Bereich erfolgen würde.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zug- und Stoßvorrichtung für eine Mittelpufferkupplung von Schienenfahrzeugen, bestehend aus einer Federeinrichtung, die durch zwei teleskopartig gegen die Kraft einer Feder ineinander verschiebbare Gehäuseieile gebildet ist, und einem Zugbügel zum Verbinden der Federeinrichtung mit dem Kupplungsschaft der Mittelpufferkupplung, wobei der Zugbügel einerseits in einem einen Bestandteil des Zugbügels bildenden Kopfteil den Kupplungsschaft gelenkig aufnimmt und andererseits über zwei an das Kopfteil anschließende, einander gegenüberliegende und zueinander divergierende U-förmige Bügelösen zwei seitlich am Umfang des äußeren Gehäuseteiles angebrachte Ansätze mit den durch die Bügelösen gebildeten Bügelstegen hintergreift, die in Längsrichtung der Federeinrichtung unter der Kraft der in den Gehäuseteilen angeordneten Feder spielfrei gegen Anschlagflächen dieser Ansätze anliegen und angenähert parallel zur Längsrichtung der Federeinrichtung abgewinkelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügelstege (2a und 3a) der Bügelösen (2 bzw. 3) unter quer zur Längsrichtung der Federeinrichtung (Gehäuseteile 4a und 4b, Feder 5) gerichteter elastischer Vorspannung durch Eigenfederung des Zugbügels (1) gegen das äußere Gehäuseteil (4a^der Federeinrichtung bzw. entsprechende Anlageflächen (6a^der Ansätze (6) spielfrei anliegen.

2. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Bügelösen (2 und 3) gebildeten Bügelschenkel jeweils nach anfänglich im Bereich de.; Kopf teils (la) des Zugbügels (1) zueinander parallelem Verlauf in Richtung auf die BUgelstege (2a bzw. 3a^ zueinander konvergieren.

3. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (6a) der Ansätze (6) eben und die zu diesen Anlageflächen (6a) senkrecht angeordneten Anschlagflächen (6b)der Ansätze (6) etwa rechteckförmig ausgebildet sind, wobei die inneren Seitenflächen (2b und 3b)und die inneren Stirnflächen (2cund 3c) der Bügelstege (2a bzw. 3a) entsprechend eben gestaltet sind.

4. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenquerschnitt der Federeinrichtung (Gehäuseteile 4a und 4b, Feder 5) rechteckförmig ist.

5. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügelstege (2a und 3a) der Bügelösen (2 bzw. 3) vor dem erstmaligen Anbau des Zugbügels (1) an die Federeinrichtung (Gehäuseteile 4a und 4b, Feder 5) in bezug auf das Außenmaß des äußeren Gehäuseteils (4a) bzw. das gegenseitige Abstandsmaß der ebenen Anlageflächen (6a) der Ansätze (6) ein gegenseitiges Abstandsmaß (A) mit einem Untermaß aufweisen, das beim Anbau des Zugbügels (1) unter Längsverschieben über die Ansätze (6) durch plastische Verformung im wesentlichen aufgehoben wird.