Zentriervorrichtung für selbsttätige Kupplungen von Schienenfahrzeugen

Abstract

 Die Zentriervorrichtung für selbsttätige Kupplungen von Schienenfahrzeugen weist auf das Fahrzeug und den Kupplungsarm (1) verteilt eine Führungsbahn (7) und ein an diese angedrücktes, nockenartiges Teil (Federstab 5) auf. In der Zentrierlage der Kupplung rastet das nockenartige Teil (5) in eine Rastnut (6) der Führungsbahn (7) ein. Die Rastnut (6) weist steil ansteigende Seitenwandungen (8) auf, an welchen das nockenartige Teil 5 nur bei relativ hohen, auf die Kupplung wirkenden Auslenkkräften hochzusteigen vermag. An die Seitenwandungen (8) schließen sich zur Seite hin parallel zur Auslenkrichtung oder höchstens flach abfallend verlaufende Abschnitte (9) der Führungsbahn (7) an. Sobald während Auslenkbewegungen das nockenartige Teil (5) die Abschnitte (9) der Führungsbahn (7) erreicht, sind zur weiteren Auslenkung nur geringe Auslenkkräfte erforderlich. Das Rückstellen kann durch geringe Rückstellkräfte bis zum Einrasten des nockenartigen Teiles (5) in die Rastnut (6) erfolgen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtung für aus einer Zentrierlage entgegen einer Rückstellkraft auslenkbare, selbsttätige Kupplungen von Schienenfahrzeugen, mit einer in der Zentrierlage elastisch einrastenden Rastiervorrichtung sowie mit den weiteren Merkmalen gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Eine derartige Zentriervorrichtung ist aus der DE-OS 1 780 402 bekannt. Hiernach ist ein die Kupplung tragender Kupplungsarm ausschließlich zur horizontalen Zentrierung fest mit einem eine Führungsbahn aufweisenden Teil verbunden, das mittig eine keilartige Rastnut mit spitzem Keilwinkel aufweist, an welche sich seitlich mit stumpfen Keilwinkel ansteigende Abschnitte der Führungsbahn anschließen. Der Nocken ist als Wälzkörper ausgebildet, welcher unter der Schwerkraft der Kupplung mit Kupplungsarm oder unter Federkraft an die Führungsbahn angedrückt ist. Bei Anlage des Wälzkörpers an einem der mit stumpfen Keilwinkel ansteigenden Abschnitte der Führungsbahn ergibt sich unter der Andrückkraft eine Rückstellkraft, welche die Kupplung in ihre Zentrierlage zurückzustellen sucht. Unmittelbar vor Erreichen der Zentrierlage gelangt der Wälzkörper in den Bereich der mit spitzwinkligen Keilflächen als Seitenwandung ausgebildeten Rastnut, wobei sich die Zentrierkraft wesentlich steigert; in der Zentrierlage schließlich liegt der Wälzkörper an den beiden steil verlaufenden Keilflächen der Rastnut an und hält die Kupplung somit exakt in ihrer Zentrierlage. Zum Auslenken der Kupplung aus dieser Zentrierlage ist anfänglich eine hohe Auslenkkraft erforderlich, um den Wälzkörper entgegen seiner Andrückkraft entlang der steilen Seitenwandungen der Rastnut zurückzudrücken; sobald der Wälzkörper in den Bereich eines seitlichen, nur flach entgegen der Andrückkraft ansteigenden Abschnittes der Führungsbahn gelangt, genügt eine wesentlich geringere Auslenkkraft zur weiteren Auslenkung der Kupplung. Durch die flach und stark geneigt ansteigenden Abschnitte der Führungsbahn beansprucht diese eine relativ große Bauhöhe in Richtung der Andrückkraft und der Nocken muß über einen großen Hubweg elastisch rückfederbar gehaltert sein. Diese beiden Erfordernisse können in der Praxis insbesondere aus Einbauraumgründen Schwierigkeiten bereiten. Außerdem kann es wünschenswert sein, daß die Rückstellkraft für die Kupplung nicht durch das Zusammenwirken eines Nockens mit einer Führungsbahn, sondern durch eine der in vielen Ausführungen bekannten, zumeist mit Federn, mitunter auch mit Schwerkraft arbeitenden Rückstellvorrichtungen zu erzeugen.

[0003] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zentriervorrichtung der vorstehend genannten Art derart auszugestalten, daß bei beliebiger Erzeugung der Rückstellkraft eine elastisch verrastete Halterung der Kupplung exakt in deren Zentrierstellung erzielt wird, wobei die Zentriervorrichtung jedoch in Richtung der Andrückkraft nur eine geringe Einbauhöhe erfordert. Außerdem soll die Zentriervorrichtung geeignet sein, derart ausgebildet zu werden, daß sie sowohl bei honrizontalem wie bei vertikalem Auslenken der Kupplung wirksam ist.

[0004] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung für eine Zentriervorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sich seitlich an die Seitenwandungen der Rastnut anschließende Abschnitte der Führungsbahn zur Seite rechtwinklig zur Andrückkraft laufend bis höchstens flach abfallen ausgebildet sind.

[0005] Die nach der weiteren Erfindung zweckmäßige Ausgestaltung einer derartigen Zentriervorrichtung kann den Unteransprüchen entnommen werden.

[0006] In der Zeichnung sind schematische Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig.1 und 2 eine Stirnansicht bzw. Aufsicht einer ersten Ausführungsform der Zentriervorrichtung,

Fig.3 die wesentlichen Teile einer zweiten Ausführungsform und

Fig.4 und 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches sowohl in horizontaler wie vertikaler Richtung wirksam ist, in Seitenansicht und Aufsicht.

[0007] Aus den Fig.1 und 2 ist ein Kupplungsarm 1 ersichtlich, der nahe seines rückwärtigen Endes vermittels eines Vertikalbolzens 2 in einer Horizontalebene schwenkbar an einem nicht dargestellten Schienenfahrzeugrahmen bzw. dessen Kupplungsfederungseinrichtung angelenkt ist. An seinem Vorderende trägt der Kupplungsarm 1 eine selbsttätige Kupplung 3, mittels welcher das den Kupplungsarm 1 tragende Schienenfahrzeug mit einem weiteren Schienenfahrzeug kuppelbar ist; die Kupplung 3 kann beliebiger Bauart sein, sie kann eine selbsttätige Zug- und Druckkupplung oder auch eine einfache Zugkupplung sein. Unterhalb des KLupplungsarmes 1 ist an diesem nahe des Vertikalbolzens 2 vermittels einer Halterung 4 ein Federstab 5 nahe seines rückwärtigen Endes gehaltert; der Federstab 5 erstreckt sich von der Halterung 4 in Kupplungslängsrichtung, also im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Kuppelarmes 1 unterhalb desselben nach vorne bis nahe der Kupplung 3. In der dargestellten Zentrierlage greift das Vorderende des Federstabes 5 in eine Rastnut 6 ein, welche sich in einer Führungsbahn 7 befindet, die im wesentlichen horizontal und quer zur Längsrichtung des Kupplungsarmes 1 verläuft. Die Rastnut 6 weist steil ansteigende Seitenwandungen 8 auf, an deren oberen Ende sich jeweils zur Seite hin waagrecht verlaufende, oder, wie in Fig.1 dargestellt, zur Seite flach abfallend verlaufende Abschnitte 9 der Führungsbahn 7 anschließen. Weiterhin ist noch eine nicht dargestellte Vorrichtung üblicher Bauart vorgesehen, welche den Kupplungsarm 1 bei einem Auslenken um den Vertikalbolzen 2 vermittels einer elastischen Kraft in eine dargestellte Zentrierlage zurückzudrehen sucht.

[0008] Ausgehend von der in Fig.1 und 2 dargestellten Zentrierlage muß am Federstab 5 und damit am Kupplugnsarm 1 bzw. an der Kupplung 3 eine relativ große, zur Seite gerichtete Kraft aufgebracht werden, um die Kupplung 3 unter Drehen des Kupplugnsarmes 1 um den Vertikalbolzen 2 zur Seite auslenken zu können: Zu Beginn des Auslenkvorganges muß das Vorderende des Federstabes 5 an der in Auslenkrichtung liegenden, steilen Seitenwandung der Rastnut 6 entgegen dessen Elastizität hochgedrückt werden, bis es über das obere Ende der Seitenwandung 8 auf den Abschnitt 9 der Führungsbahn 7 gelangt. Anschließend genügt eine geringe Auslenkkraft, um die Kupplung 3 weiter zu Seite auszulenken, das Vorderende des Federstabes 5 gleitet dabei allein entgegen einem gewissen Reibungswiderstand auf dem ebenen, horizontalen Abschnitt 9 zur Seite; bei zur Seite schwach abfallend geneigtem Verlauf des Abschnittes 9 gemäß Fig.1 wird diese Bewegung unterstützt durch eine aus der Auflagekraft des Federstabes 5 auf dem geneigten Abschnitt 9 resultierende Seitenkraftkomponente. Nach Freigabe der Kupplung 3 und damit Abklingen der Auslenkkraft vermag die erwähnte, nicht dargestellte Rückstellvorrichtung die Kupplung 3 mitsamt dem Kupplungsarm 1 in Richtung zur Zentrierstellung zurückzudrehen, wobei die Rückstellbewegung bei horizontalem Abschnitt 9 allein gegen die Reibung des Federstabes 5 auf diesem oder, bei der dargestellten, geneigten Anordnung des Abschnittes 9, zusätzlich gegen die erwähnte Seitenkraftkomponente erfolgt. Bei Erreichen der Zentrierstellung fällt bzw. schnappt der Federstab 5 unter seiner Eigenspannung in die Rastnut 6 ein und hält die Kupplung 3 in ihrer Zentrierlage.

[0009] Im Ergebnis wird die Kupplung 3 also sicher in ihrer Zentrierlage gehalten, sie ist nur unter Aufwand einer beachtlichen Auslenkkraft aus dieser Zentrierlage zur Seite auslenkbar, nach Beginn der Auslenkbewegung ist jedoch ein weiteres Auslenken mit einer nur sehr geringen Auslenkkraft möglich. Das Rückstellen der Kupplung 3 kann mittels einer relativ kleinen Kraft einer Rückstellvorrichtung erfolgen, in der Zentrierlage rastet die Kupplung 3 vermittel s des Federstabes 5 in ihre Zentrierlage ein.

[0010] Es ist ersichtlich, daß die Zentriervorrichtung eine nur geringe Bauhöhe erfordert, insbesondere muß das die Führungsbahn 7 mit Rastnut 6 aufweisende, fahrzeugfest gehaltene Teil 10 eine nur geringe, die Tiefe der Rastnut 6 um ein kleines Maß überschreitende Bauhöhe aufweisen. Der Federstab 5 erfährt entsprechend geringe Vertikalauslenkungen, befindet sich an einer von anderen Bauteilen freien Stelle und erfordert somit ebenfalls nur eine geringe Bauhöhe. Insgesamt ergibt sich also eine Zentriervorrichtung, welche, nur wenig Einbauraum erfordert, welche, bezogen auf andere Bauteile, günstig anzuordnen ist und welche mit einer Rückstellfederung beliebiger Bauart zusammenzuwirken vermag.

[0011] Gemäß Fig.3 kann die Führungsbahn 7′ auch durch zwei Federblätter 11,12 gebildet werden, welche zu einer vertikalen Mittellängsebene durch die Rastnut 6′ sich spiegelbildlich zur Seite erstreckend angeordnet sind. Die beiden Federblätter 11 und 12 sind an ihren seitlich äußeren Enden in fahrzeugfesten Halterungen 13 befestigt und erstrecken sich leicht ansteigend in Richtung zur Rastnut 6′. Im gegenseitigen Abstand der Weite der Rastnut 6′ sind die beiden Federblätter 11,12 nach unten abgekröpft, ihre Abkröpfenden 14 bzw. 15 verlaufen stark geneigt nach unten und bilden so die Seitenwandungen der Öffnung der Rastnut 6′. In der Zentrierlage der Kupplung rastet der Kupplungsarm 1 in der aus Fig.3 ersichtlichen Weise zwischen die steil abfallen Abkröpfenden 14 und 15 der Federblätter 11 und 12 ein und wird so eingerastet in seiner Zentrierstellung gehalten. Zum seitlichen Auslenken ist anfänglich eine hohe Seitenkraft erforderlich, welche ausreicht, das in Auslenkrichtung liegende Federblatt 11 bzw. 12 durch Auflaufen des Kupplungsarmes 1 auf das steile Abkröpfende 14 bzw. 15 nach unten durchzufedern; sobald der Kupplungsarm 1 das Abkröpfende 14 bzw. 15 verläßt, genügt eine geringe Seitenkraft zum weiteren, seitlichen Auslenken des Kupplungsarmes 1. Das Rückstellen des Kupplungsarmes 1 nach Abklingen der Auslenkkraft kann wiederum insgesamt durch eine geringe Kraft erfolgen, bei Erreichen der Zentrierlage gelangt der Kupplungsarm 1 zur Anlage an dem in Rückstellrichtung liegenden Abkröpfende 15 bzw. 14, während das entgegen der Rückstellrichtung liegende Federblatt 11 bzw. 12 unter Entlanggleiten seines Abkröpfendes 14 bzw. 15 an der Seitenwandung des Kupplungsarmes 1 in seine Ausgangslage hochfedert. Im Ergebnis entspricht die Funktion also derjenigen der Zentriervorrichtung nach Fig.1 und 2, die Bauausführung ist ebenfalls sehr einfach und raumsparend.

[0012] Die vorstehend beschriebenen Zentriervorrichtungen sind für Kupplungen geeignet, welche nur in einer Ebene, meist der Horizontalebene, auslenkbar sind. Für Kupplungen, welche sowohl horizontal wie vertikal auslenkbar sind, sind Zentriervorrichtungen gemäß Fig.4 und 5 geeignet.

[0013] Nach Fig.4 und 5 trägt der Kupplungsarm 1 nahe der Kupplung 3 an seiner Unterseite einen Federarm 16, der nach rückwärts abgebogen ist und mit einem nach rückwärts weisenden Nocken 17 endet. In der dargestellten Zentrierlage greift der Nocken 17 federnd in eine Rastnut 18 ein, deren Seitenwandung 19 als steiler Kegelstumpfmantel ausgebildet ist; der Nocken 17 weist eine zur Rastnut 18 komplementäre Form auf. An die Seitenwandung 90 schließt sich nach außen ein Abschnitt 20 der Führungsbahn 21 an, der als flacher Kegelstumpfmantel ausgebildet ist, wobei die Kegelachsen des Abschnittes 20 und der Seitenwandung 19 koaxial in Kupplungslängsrichtung laufen. Das die Führungsbahn 21 aufweisende Teil 22 ist unterhalb des Kupplungsarmes 1 fahrzeugfest gehaltert.

[0014] Die Funktionsweise der Zentriervorrichtung nach Fig. 4 und 5 entspricht weitgehend derjenigen nach Fig.1 und 2, wobei zum Ausheben des Nockens 17 aus der Rastnut 18 der Nocken 17 ausfedert. Die Auslenkung der Kupplung 3 und des Kupplungsarmes 1 kann bei der Ausführung nach Fig.4 und 5 jedoch nicht nur in einer, beispielsweise horizontalen Ebene, sondern auch in beliebigem Winkel zu dieser Ebene, beispielsweise vertikal, mit gleicher Funktionsweise erfolgen.

[0015] Selbstverständlich ist es auch bei der Ausführung nach Fig.4 und 5 möglich, die Halterung des Nockens 17 bzw. Teiles 22, bezogen auf den Kupplungsarm 1 bzw. das Fahrzeug, zu vertauschen: Der Nocken 17 ist dann fahrzeugfest und die Führungsbahn 21 am Kupplungsarm gehaltert.

Kurzfassung:

[0016] Die Zentriervorrichtung für selbsttätige Kupplungen von Schienenfahrzeugen weist auf das Fahrzeug und den Kupplungsarm (1) verteilt eine Führungsbahn (7) und ein an diese angedrücktes, nockenartiges Teil (Federstab 5) auf. In der Zentrierlage der Kupplung rastet das nockenartige Teil (5) in eine Rastnut (6) der Führungsbahn (7) ein. Die Rastnut (6) weist steil ansteigende Seitenwandungen (8) auf, an welchen das nockenartige Teil 5 nur bei relativ hohen, auf die Kupplung wirkenden Auslenkkräften hochzusteigen vermag. An die Seitenwandungen (8) schließen sich zur Seite hin parallel zur Auslenkrichtung oder höchstens flach abfallend verlaufende Abschnitte (9) der Führungsbahn (7) an. Sobald während Auslenkbewegungen das nockenartige Teil (5) die Abschnitte (9) der Führungsbahn (7) erreicht, sind zur weiteren Auslenkung nur geringe Auslenkkräfte erforderlich. Das Rückstellen kann durch geringe Rückstellkräfte bis zum Einrasten des nockenartigen Teiles (5) in die Rastnut (6) erfolgen.

Bezugszeichenliste

[0017] 

1 Kupplungsarm

2 Vertikalbolzen

3 Kupplung

4 Halterung

5 Federstab

6 Rastnut

7 Führungsbahn

8 Seitenwandung

9 Abschnitt

10 Teil

11 Federblatt

12 Federblatt

13 Halterung

14 Abkröpfende

15 Abkröpfende

16 Federarm

17 Nocken

18 Rastnut

19 Seitenwandung

20 Abschnitt

21 Führungsbahn

22 Teil

Ansprüche

1. Zentriervorrichtung für aus einer Zentrierlage entgegen einer Rückstellkraft auslenkbare, selbsttätige Kupplungen (3) von Schienenfahrzeugen, mit einer in der Zentrierlage elastisch einrastenden Rastiervorrichtung, mit einem nockenartigen Teil (Federstab 5; Nocken 17) und einem eine in Auslenkrichtung verlaufende Führungsbahn (7;7′;21) aufweisenden Teil, deren eines Teil an der Kupplung (3) und deren anderes Teil fahrzeugfest gehaltert ist, wobei das nockenartige Teil unter einer elastischen Andrückkraft an der Führungsbahn anliegt und die Führungsbahn eine Rastnut (6;6′;18) aufweist, in welche das nockenartige Teil in Zentrierlage der Kupplung unter seiner Andrückkraft einrastet, wobei die Seitenwandungen (8;14,15;19) der Rastnut entgegen der Wirkrichtung der Andrückkraft steil ansteigend ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich seitlich an die Seitenwandungen (8;14 und 15;19) der Rastnut (6;6′;18) anschließende Abschnitte (9;11 und 12;20) der Führungsbahn (7;7′;21) zur Seite rechtwinklig zur Andrückkraft verlaufend bis höchstens flach abfallen ausgebildet sind.

2. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nockenartige Teil (5;17) und/oder das die Führungsbahn (7′) aufweisende Teil (11,12) federnd ausgebildet oder gehaltert ist.

3. Zentriervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nockenartige Teil als in Kupplungslängsrichtung verlaufender Federstab (5) ausgebildet ist, dessen eines Ende gehaltert ist und dessen anderes Ende quer zur Federstab-Längsrichtung in die Rastnut (6) einrastbar ist.

4. Zentriervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federstab (5) unterhalb eines die Kupplung (3) tragenden Kupplungsarmes (1) parallel zu diesem verlaufend angeordnet und mit seinem rückwärtigen Ende am Kupplungsarm (1) gehaltert ist.

5. Zentriervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (7′) aus zwei zu einer vertikalen Mittellängsebene durch die Rastnut (6′) sich spiegelbildlich zu Seite erstreckenden Federblättern (11,12) gebildet ist, die an ihren äußeren Enden gehaltert und an ihren einander gegenüberliegenden Enden im Abstand der Weite der Rastnut (6′) entsprechend deren Seitenwandungen abgekröpft sind.

6. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (21) als flacher Kegelstumpfmantel (Abschnitt 20) um eine in Kupplungslängsrichtung verlaufende Kegelachse mit anstelle der Kegelspitze befindlicher Rastnut (18) ausgebildet ist, wobei die Rastnut (18) eine als steiler, entgegengesetzt geneigter und koaxialer Kegelstumpfmantel ausgebildete Seitenwandung (19) aufweist, und daß der Nocken (17) eine der Seitenwandung entsprechende Gestalt aufweist.

7. Zentriervorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (7;7′;21) unterhalb eines die Kupplung (3) tragenden Kupplungsarmes (1) fahrzeugfest gehaltert ist.

Zeichnung