DE841605C - High performance buffers, especially for rail vehicles, with the destruction of abnormal impacts by friction members - Google Patents

Description

Puffer großer Leistung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit Vernichtung übernormaler Stöße durch Reibglieder 1>ie Erfindung bezieht sich auf einen Puffer großer Leistung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, und bezweckt, die Fahrzeuge bei über die normalen Rangier- und Fahrstöße hinausgehenden Beanspruchungen vor plastischen Verformungen zu schützen. Es sind bereits den Puffern nachgeschaltete Deformationsrohre bekannt, die sich bei Überbeanspruchungen zusammenfalten, wobei die Verfortnungsarbeit zur Stoßvernichtung nutzbar gemacht wird. Weiter wurde vorgeschlagen, die Kopfpartien der Schienenfahrzeuge deformationsfähig zu bauen. E=in Vorschlag sieht um die Pufferhülse Herum angeordnete konische Ringe vor, in welche die. konisch gestaltete Spitze des Pufferstößels eintritt. weitere Ausführung bedient sich eines am Pufferteller angeordneten Keils, der über Reibschtilie auf einen von der Pufferhülse geführten Reibkörper wirkt. Alle diese Vorschläge haben keinen Eingang in die Praxis gefunden, da sie teils zu teuer sind, teils eine ungenügende Stoßaufnahme besitzen und teils in ihrer Wirkungsweise zu unübersichtlich sind und Fahrzeug und Fahrgäste gefährden.High performance buffers, especially for rail vehicles, with destruction Abnormal impacts by friction members 1> The invention relates to a buffer great performance, especially for rail vehicles, and aims to make the vehicles in the case of stresses that go beyond normal maneuvering and driving jolts to protect plastic deformations. There are already downstream of the buffers Known deformation tubes that fold up when overloaded, wherein the expansion work is made usable for shock destruction. It was also suggested to build the head sections of the rail vehicles deformable. E = on proposal provides conical rings arranged around the buffer sleeve into which the. conical shaped tip of the buffer plunger enters. further execution makes use of one on the buffer plate arranged wedge, which over Reibschtilie on one of the buffer sleeve guided friction body acts. None of these suggestions have any practical application found because they are partly too expensive, partly have insufficient shock absorption and sometimes the way they work is too confusing and the vehicle and passengers are too confusing endanger.

Die Erfindung bedient sich der an sich bekannten stoßverzehrenden Vorrichtungen; bei denen offene oder geschlossene, ringförmige Druckkörper beim Durchführen durch ein Rohr oder beim Überschieben über ein Rohr eine elastische Formänderung innerhalb ihrer Streckgrenze erfahren. Erfindungsgemäß schiebt sich der Puffer nach Erschöpfung der Feder-, arheit der normalen Betriebsfeder durch eine Aussparung im Kopfträger des Wagens, wobei gegen den Widerstand auf einer Hülse angeordneter ringartiger Druckkörper hohe Bewegungsenergien gebunden werden. Die ringartigen Druckkörper können auf oder in der Hülse angeordnet sein. Auch kann die Anordnung so getroffen werden, daß die Druckkörper sich vor dem Kopfträger abstützen und die Pufferhülse selbst als ihr Träger und als Reibhülse dient. Die Hülse und die auf ihr angeordneten Reibringe arbeiten nach einem weiteren Gedanken der Erfindung zum Schutz gegen atmosphärische Ein, Wirkungen unter vollkommener Abdichtung und sind mit einem zähen, hohen Flächendrücken widerstehenden Fett geschmiert.The invention makes use of the per se known shock-absorbing Devices; in which open or closed, ring-shaped pressure bodies at Passed through a pipe or, when pushed over a pipe, an elastic one Experience change in shape within their yield point. According to the invention pushes the buffer after exhaustion of the spring, arheit of the normal operating spring through a recess in the head support of the carriage, being against the resistance on a sleeve arranged ring-like pressure body high kinetic energies are bound. the ring-like pressure body can arranged on or in the sleeve be. The arrangement can also be made so that the pressure body is in front support the head carrier and the buffer sleeve itself as its carrier and as a friction sleeve serves. The sleeve and the friction rings arranged on it work according to another Thoughts of the invention for protection against atmospheric ingress, effects under perfect Sealing and are lubricated with a tough, high surface pressure withstanding grease.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform in Abb. i im Schnitt dargestellt.In the drawing, the subject matter of the invention is in an exemplary manner Embodiment shown in Fig. I in section.

Abb. a zeigt ein Arbeitsdiagramm eines Puffers nach der Erfindung.Figure a shows a working diagram of a buffer according to the invention.

Der in seinen Außenabmessungen den Normalien der Deutschen Bundesbahn entsprechende Pufferstößel a schließt in bekannter Weise die aus geschlossenen Außenringen b, geschlossenen Innenringen c und geschlitzten Innenringen d bestehende Ringfeder ein, die unter Verwendung einer Spannschraube e, eines Drucktopfes f und einer Spannplatte g zu einer Federpatrone zusammengespannt sind. Nach Zurücklegung des beispielsweise für Personenwagenpuffer zwischen i io und 150 mm betragenden Federweges stößt der Pufferstößel a gegen die Druckplatte h, die mit der Pufferhülse i verschweißt oder sonstwie starr verbunden ist und sich gegen ein aus vergütetem Stahl gefertigtes Rohr k abstützt. Auf das Rohr k sind Stahlringe m, gleichfalls vergütet, mit hoher Flächenpressung aufgebracht. Sie liegen mit ihren Stirnflächen gegeneinander, und der letzte Ring in stützt sich gegen einen Bund n des durch eine Aussparung u im Kopfträger z, des Fahrzeugs glesteckten Druck- und Schutzrohres o, das mit einem Bund zc, am Kopfträger v des Fahrzeugs anliegt und die vom Puffer aufgenommene Kraft über den Bund zu auf den Kopfträger v leitet. Im weiteren Verlauf der Zusammendrückung des Puffers, nach Erschöpfung des Federweges der Normalfeder b., c, d und ihrer Blockierung, wandert der gesamte Puffer a bis i durch die Aussparung u im Kopfträger v des Fahrzeugs in Richtung des Untergestells und schiebt dabei die Hülse k unter Überwindung des Reibwiderstandes zwischen Hülse k und Stahlringen m vor sich her. Dabei werden in der Hülse k hohe Druckbeanspruchungen und in den Ringen in hohe Zugbeanspruchungen erzeugt. Ihre Dimensionierung ist so getroffen, daß ihre Verschiebung gegeneinander innerhalb der Elastizitätsgrenze unter Ausnutzung der zulässigen Zug- und Druckdauerfestigkeiten erfolgt. Da die Inanspruchnahme des Reibaggregates k, in nur bei abnormalen Auflaufstößen, Unglücksfällen od. dgl. erfolgt, ist seine Lebensdauer praktisch unbegrenzt Ist der Puffer durch eine Gewalteinwirkung so zusammengedrückt, daß sich die Ringe m auf der Hülse k verschoben haben, so muß das Reibaggregat k, in ausgewechselt werden. Das ausgewechselte Aggregat kann aber ohne weiteres wieder in seinen alten Zustand versetzt werden, indem die Ringe in in ihre Ausgangsstellung zurückverschoben werden, was mit einfachen Mitteln möglich ist. Die Lagerhaltung bei den Hauptwerkstätten der Eisenbatrien kann sich daher auf wenige Stücke beschränken.The outer dimensions of the buffer tappet a, which corresponds to the standards of the German Federal Railroad, includes in a known manner the ring spring consisting of closed outer rings b, closed inner rings c and slotted inner rings d, which using a clamping screw e, a pressure pot f and a clamping plate g to form a spring cartridge are clamped together. After covering the spring travel, for example for passenger car buffers between i io and 150 mm, the buffer plunger a strikes the pressure plate h, which is welded or otherwise rigidly connected to the buffer sleeve i and is supported against a tube k made of tempered steel. Steel rings m, also tempered, are applied to the tube k with high surface pressure. They lie with their end faces against one another, and the last ring in is supported against a collar n of the pressure and protective tube o glesteckten through a recess u in the head carrier z of the vehicle, which rests with a collar zc on the head carrier v of the vehicle and the The force absorbed by the buffer passes through the collar to the head support v. In the further course of the compression of the buffer, after exhaustion of the spring travel of the normal spring b., C, d and its blocking, the entire buffer a to i migrates through the recess u in the head support v of the vehicle in the direction of the underframe and pushes the sleeve k overcoming the frictional resistance between sleeve k and steel rings m in front of you. In the process, high compressive loads are generated in the sleeve k and high tensile loads are generated in the rings. They are dimensioned in such a way that they are shifted against one another within the elastic limit using the permissible tensile and compressive fatigue strengths. Since the use of the friction unit k only occurs in the event of abnormal impacts, accidents or the like, its service life is practically unlimited k, to be exchanged in. But the replaced unit can be returned to its original state easily again by the rings are shifted back to their original position, which is possible with simple means. The storage in the main workshops of the iron baths can therefore be limited to a few pieces.

Die Reibringe m und das Reibrohr k arbeiten unter intensiver Schmierung gegeneinander, wobei für die Schthierung ein sehr zähes Fett verwendet wird, das hohen Flächendrücken widersteht. Zwar wird durch die Schmierung der Reibungskoeffizient herabgesetzt, doch läßt sich dies durch entsprechend starke Dimensionierung der reibenden Teile bzw. ihre stärkere Verformung wieder ausgleichen. Die Schmierung hat aber den besonderen Vorteil; die Reibung stabil zu halten, d. h. daß sowohl bei kleineren als auch bei großen Reibgeschwindigkeiten die Reibungsarbeit ungefähr gleidhbleibt. Bei trockenen Reibflächen ist dagegen die Reibung der Ruhe weit größer als die der Bewegung,-und auch die Reibung der Bewegung ist in trockenem Zustand von der Reibgeschwindigkeit insofern abhängig, als mit zunehmender Geschwindigkeit der Reibeffekt erheblich absinkt:. Diese Tatsachen machen die Reibung für die Stoßaufnahme wenig geeignet, zumal bei hohen Reibgeschwindigkeiten auch die aufzunehmende .Stoßarbeit bedeutend größer ist als bei kleinen Geschwindigkeiten, da diese Arbeit mit dem Quadrat der Geschwindigkeit steigt. Die Ursache dieser Erscheinung erklärt man mit dem Einwandern von Luftpartikelchen zwischen die Reibflächen, die .bei der hohen Erwärmung durch die Reibung expandieren und damit den Reibeffekt wesentlich herabsetzen. Bei geschmierten Flächen kann man diesen Nachteil beseitigen bzw. erheblich einschränken. Um aber auf längere Zeit das Schmiermittel vor Staub und sonstigen schädigenden Einflüssen zu schützen, wird die Reibvorridhtung vollständig durch das Schutzrohr o eingekleidet, das, wie bereits erwähnt, gleichzeitig die Aufgabe der Druckübertragung auf den Kopfträger v des Fahrzeugs übernimmt.The friction rings m and the friction tube k work against one another under intensive lubrication, a very viscous grease being used for the lubrication, which withstands high surface pressures. Although the coefficient of friction is reduced by the lubrication, this can be compensated for by correspondingly large dimensions of the friction parts or their greater deformation. The lubrication has the particular advantage; to keep the friction stable, ie that the work of friction remains approximately the same at both lower and higher friction speeds. In the case of dry friction surfaces, on the other hand, the friction of rest is far greater than that of movement, and the friction of movement is also dependent on the friction speed in the dry state, insofar as the friction effect decreases significantly with increasing speed. These facts make the friction unsuitable for shock absorption, especially since at high friction speeds the shock work to be absorbed is significantly greater than at low speeds, since this work increases with the square of the speed. The cause of this phenomenon is explained by the migration of air particles between the friction surfaces, which expand during the high temperature caused by friction and thus significantly reduce the friction effect. With lubricated surfaces, this disadvantage can be eliminated or reduced considerably. However, in order to protect the lubricant from dust and other damaging influences for a long time, the friction device is completely covered by the protective tube o, which, as already mentioned, simultaneously takes on the task of transmitting pressure to the head carrier v of the vehicle.

Zur Erläuterung des in Abb. a dargestellten Arbeitsdiagramms sei folgendes bemerkt: Die Ringfedersäule b, c, d besitzt eine weiche Anfangsfederung p bis q, nach deren Zurücklegung sich die Schlitze der Schlitzringe d geschlossen haben und diese als geschlosseneRingfederringeweiterarbeiten. Im Verlauf der weiteren Zusammendrückung der Ringfeder bis zu ihrer Blockierung wird der Punkt r des Diagramms erreicht. Durch Auftreffen des Pufferstößels a auf die Druckplatte h ist die Feder vor Überlastung geschützt. Bei einer weiteren Kraftsteigerung bis zum Punkt s des Diagramms findet keine Federung statt, wenn man von der geringfügigen Stauchung der Hülse k absieht. Nunmehr wird die Hülse k unter der Wirkung der auf den Pufferstößel a ausgeübten Kraft einschließlich der Druckplatte h in das Fahrzeuguntergestell gegen den Reibwiderstand zwischen Hülse k und Stahlringen m unterhoher Kraftwirkung um den Weg s bis t verschoben. Die dadurch aufgenommene kinetische Energie errechnet sich nach der Endkraft der Ring. feder b, c, d, der Pressung zwischen der Hülse k und den Reibringen m und 'dem für die Hülse k zur Verfügung stehenden Weg. Die im Diagramm unten wiedergegebene strichpunktierte Linie zeigt den Rücklauf der Ringfeder in ihre Ausgangsstellung an.To explain the working diagram shown in Fig. A, the following should be noted: The annular spring column b, c, d has a soft initial spring p to q, after which the slots of the slotted rings d have closed and these continue to work as closed annular spring rings. As the ring spring is further compressed until it is blocked, point r of the diagram is reached. When the buffer plunger a strikes the pressure plate h, the spring is protected from overload. If the force increases further up to point s in the diagram, there is no resilience, if one disregards the slight compression of the sleeve k. Now the sleeve k is moved under the action of the force exerted on the buffer plunger a, including the pressure plate h, into the vehicle underframe against the frictional resistance between the sleeve k and the steel rings m under the action of high force by the distance s to t. The kinetic energy absorbed in this way is calculated according to the end force of the ring. spring b, c, d, the pressure between the sleeve k and the friction rings m and 'the path available for the sleeve k. The dash-dotted line shown in the diagram below shows the return of the ring spring to its starting position.

Durchentsprechende Dimensionierung sowohl der Pufferfeder b, c, d als auch der Hülse k mit den Reibringen m ist es möglich. jede gewünschte Charakteristik des Federdiagramms zu erhalten. Im Rahmen der Erfindung ist es ferner gegeben, die Reibringe in vor dem Kopfträger v anzuordnen und der Pufferhülse i die Aufgaben des elastischen Rohres k zuzuordnen. Ferner ist es möglich, die Reibringe m. in der Hülse k anzuordnen, wodurch die Reibringe auf Druck und die Hülse auf Zug beansprucht werden.It is possible by appropriately dimensioning both the buffer spring b, c, d and the sleeve k with the friction rings m. to obtain any desired characteristic of the spring diagram. In the context of the invention it is also given to arrange the friction rings in front of the head carrier v and to assign the tasks of the elastic tube k to the buffer sleeve i. It is also possible to arrange the friction rings m. In the sleeve k, whereby the friction rings are subjected to compression and the sleeve to tension.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Puffer großer Leistung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit Vernichtung übernormaler Stöße durch Reibglieder, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Puffer nach Zusamtnendrückung der normalen Pufferfeder (b, c, d) unter Überwindung des zwischen einer Hülse (k) und Reibringen (m) durch eine Ausnehmung (u) im Kopfträger (v) des Fahrzeugs in das Untergestell hineinschiebt. z. Puffer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB die Reibringe (m) vor dem Kopfträger (v) des Fahrzeugs angeordnet sind und die Pufferhülse (i) als Reibhülse (k) ausgebildet ist. 3. Puffer nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibringe (m) in der Hülse (k) angeordnet sind, so daß die Reibringe auf Druck und die Hülse auf Zug beansprucht werden, ,4. Puffer nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibvorrichtung (k, m) unter Dauerschmierung mit konsistentem Fett steht und durch ein Schutzrohr (ö) eingekleidet ist.PATENT CLAIMS: i. Buffer large capacity, in particular for rail vehicles, above normal with destructive collisions by friction members, characterized in that the buffer after Zusamtnendrückung the normal buffer spring is (b, c, d) by overcoming the between a sleeve (k) and friction rings (m) by a Push the recess (u) in the headrest (v) of the vehicle into the undercarriage. z. Buffer according to claim i, characterized in that the friction rings (m) are arranged in front of the head carrier (v) of the vehicle and the buffer sleeve (i) is designed as a friction sleeve (k) . 3. Buffer according to claims i and a, characterized in that the friction rings (m) are arranged in the sleeve (k) so that the friction rings are subjected to pressure and the sleeve to train, 4. Buffer according to Claims i to 3, characterized in that the friction device (k, m) is permanently lubricated with consistent grease and is encased in a protective tube (ö).