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Eisenbahnwagen traditioneller Bauart tragen an ihren Enden jeweils zwei Puffer als Stoss- einrichtungen, deren Abmessungen und Lage durch international gültige Vorschriften vorgege- ben sind und die in der Regel mit den Puffern anderer Wagen zusammenarbeiten.
Zur Ermöglichung der von der Fahrbahn aufgezwungenen Dreh- und Verschiebebewegungen sind die Puffer mit unterschiedlichen Oberflächen ausgebildet : Der-vom Wagen aus gesehen - linke Puffer weist eine ebene Fläche auf, der rechte eine nach aussen bombierte Fläche.
Sowohl der Verschleiss als auch vor allem die Wirkung der Kupplung wird durch die Vor- spannung der in der Mitte der Wagen-Stirnfläche angeordneten Zugvorrichtung bestimmt. Durch straffes Kuppeln ist es möglich, die Längsdynamik eines Zuges zu beeinflussen. Schnellfahrende
Züge werden daher straff gekuppelt.
Um den Verschleiss gering zu halten, müssen Eisenbahnpuffer geschmiert werden. Dies ist auch nötig, um bei straffer Kupplung die erwünschten Dämpfungen der Fahrzeugbewegungen zu erhalten.
Das Verschieben der Pufferteller gegeneinander führt z. B. beim Durchfahren von Weichen naturgemäss zu quergerichteten Kräften, die vom Fahrwerk auf das Gleis übertragen werden.
Im allgemeinen können diese Kräfte problemlos übernommen werden.
Es gibt jedoch Sonderfälle, wo durch straffe Kupplung eine hohe Reibungskraft entsteht, die besonders bei der Bogenfahrt durch die Winkelstellung der Fahrzeuge und die dadurch beding- te Zusammendrückung der Pufferfedern noch erhöht wird bzw. wo eine Schmierung der Puffer- teller nicht unter allen Umständen sichergestellt werden kann und wo die entstehenden Reibungs- kräfte auf ein aus andern Gründen in seinem Führungsvermögen hochbeanspruchtes Laufwerk einwirken und einen Beitrag zur Erhöhung der Entgleisungswahrscheinlichkeit zu leisten vermögen.
Hiebei kann angemerkt werden, dass die Kupplung zweier Eisenbahnfahrzeuge - abgesehen von der Übertragung von Längskräften - zwei Wirkungen hat : Ein Moment um die Hochachse, das die Wagen in einer gestreckten Lage halten will und die von den Radsätzen nach aussen übertragenen Kräfte reduziert und eine Kraft horizontal-quer, die bei Relativ-Verschiebungen in Querrichtung wirksam wird und die die horizontalen Spurführungskräfte verringert oder erhöht.
Als Aufgabe, die der zu beschreibenden Erfindung zugrunde liegt, kann der Abbau der Kräfte in Richtung horizontal-quer zwischen den Pufferflächen und damit die Vermeidung einer Erhöhung der spurführungstechnischen Horizontalkräfte angegeben werden, wobei jedoch gleichzeitig die Wirkung der Kupplung in Längsrichtung und die geschilderte Momentenwirkung aufrecht bleiben soll.
Für die dargestellte Aufgabe wurde bereits eine Lösung vorgeschlagen. Die FR-PS Nr. 2.348. 840 stellt eine besondere Ausbildung der Pufferstossfläche dar, die durch eine leicht horizontal-quer verschiebbare Platte gekennzeichnet ist. Die Berührungsfläche zwischen dem Pufferkörper und der diesem zugeordneten beweglichen Stossfläche kann einerseits konstruktiv gestaltet werden, so dass die Reibung durch Schmierung oder Rollkörper gezielt reduziert wird. Dabei ist die Grösse der gegenseitigen Horizontalverschiebung der sich berührenden Körper auf die Breite der Körper beschränkt. Die angeführten Probleme der zusätzlichen Belastung bereits kritischer Laufzustände treten besonders bei starken Krümmungsänderungen auf, die grosse Seitverschiebungen zwischen den Puffern bewirken.
Im Gegensatz hiezu wird in der hier beschriebenen Erfindung eine Lösung erreicht, indem der Puffer auf geeignete Weise um seine Längsachse drehbar ausgeführt wird, wobei die inneren Reibungswiderstände gegen die Rotation klein sein sollen und die bombierte Pufferfläche gegen eine geringfügig um eine Querachse geneigte ebene Fläche (4 bis 100) arbeitet.
Drehbare Pufferteller sind an sich bekannt. Die DE-PS Nr. 384577 sieht eine Pufferausbildung vor, bei der lediglich die Pufferscheibe getrennt gelöst werden kann, um auf einfache Art die Pufferfeder austauschen zu können. Obwohl die Konstruktion eine Drehung des Puffers um seine Längsachse ermöglicht, ist dies in keiner Weise eine bevorzugte oder gar konstruktiv beabsichtigte Bewegung. Die zufällig eintretenden Veränderungen der Winkellage (z. B. durch schräge Stösse wie angeführt) tragen zu einem gleichmässigeren Verschleiss bei. Derartige Pufferformen-wenn auch ohne die erfindungsgemässe Lösemöglichkeit des Puffertellers - sind heute
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allgemein üblich.
Ebensolches ist zur DE-PS Nr. 356347 auszuführen. Auch hier hat die Drehbarkeit einzig den Vorteil zur Folge, dass der Pufferteller sich gleichmässiger abnutzt, weil gelegentlich geringe
Pufferteller-Drehungen eintreten werden. Eine planmässige Drehbewegung um die Längsachse kann schon deswegen nicht eintreten, weil die innere Konstruktion viel zu grosse Reibungen aufweist.
Gegenüber diesen angeführten Stand der Technik weist die Erfindung eine anders geartete
Wirkungsweise auf, die sich aus der Nutzbarmachung eines räumlichen Kräftespiels ergibt. Dieses entsteht durch die Kombination eines drehbaren Puffertellers mit einer leicht geneigten, nicht drehbaren Gegenplatte. Diese kann gefedert oder starr am Nachbarwagen angebracht sein.
Durch diese Kombination wird der Berührungspunkt zwischen dem bombierten Pufferteller und der zumindest näherungsweisen ebenen, aber geneigten Gegenplatte ausserhalb der Längsachse des Puffers zu liegen kommen, wodurch sich bei einer Relativbewegung ein durch die gegen die Verschiebungsbewegung gerichtete Reibungskraft und den Abstand des Berührungspunktes normal zur Verschiebungsrichtung gebildetes Drehmoment um die Puffer-Längsachse ergibt.
Gegenstand der Erfindung ist also eine Stossvorrichtung für Eisenbahnwagen, bestehend aus der Kombination eines gefederten (Federung --1--) Pufferkörpers --2-- mit bombierter Stossfläche --4-- und einer zumindest annähernd ebenen Gegenplatte, wobei der Pufferkörper --2- um seine Längsachse, beispielsweise mit Hilfe eines Spurlagers --3--, drehbar ausgeführt und an einem Fahrzeug befestigt ist und seine Stossfläche --4-- mit einer geringfügig geneigten Gegenfläche --5--, die am andern Fahrzeug nicht drehbar befestigt ist, in Berührung steht.
Dieser Grundgedanke lässt sich einerseits durch die Auswahl der Lage der Gegenplatte für eine bestimmte Bewegungsrichtung besonders wirksam gestalten. So wird für eine Schwenkung der Gegenplatte um wenige Winkelgrade um eine Horizontalachse ein grösster Hebelarm für eine
Querverschiebung erreicht, während dieser für die Vertikalbewegung unverändert und gleich
0 bleibt.
Anderseits kann durch konstruktive Reduzierung der Reibungswiderstände gegen eine Drehbewegung um die Pufferlängsachse, die in dem geschlossenen Gehäuse leicht möglich ist, erreicht werden, dass dieses Moment zu einem "Abwälzen" der Pufferstirnfläche an dem geringfügig geneigten Gegenstück führt. Es zeigt sich, dass durch dieses Abrollen die bei einer Gleitbewegung zwischen starren Pufferflächen entstehenden Reibungskräfte weit unterschritten werden und damit das gestellte Ziel erreicht wird.
Dieser Effekt kann durch eine besondere Ausbildung der Form der Pufferstirnfläche noch verstärkt werden. Wird beispielsweise die Stossfläche wulstartig gestaltet (Fig. 2), so wird der Berührpunkt zwischen Stossfläche und Gegenplatte weit exzentrisch liegen und damit ein grosses Drehmoment erreicht. Da diese Wirkungsweise lediglich von der relativen Zuordnung von Puffer und Gegenfläche abhängt, kann-um die senkrechte Anordnung der Gegenplatte beizubehalten - auch der Puffer um einen kleinen Winkel schräg gestellt werden (Fig. 3), womit diese Anordnung für vorhandene Fahrzeuge kompatibel und daher freizügig einsetzbar wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stossvorrichtung für Eisenbahnwagen, bestehend aus einem gefederten Pufferkörper mit bombierter Stossfläche und einer ebenen Gegenplatte, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferkörper (2) in an sich bekannter Weise um seine Längsachse drehbar an einem Fahrzeug angeordnet ist und seine Stossfläche (4) mit einer zumindest annähernd ebenen, jedoch geringfügig geneigten Gegenfläche (5), die am andern Fahrzeug nicht drehbar angeordnet ist, in Berührung steht.
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