Kupplungskopf einer automatischen Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge nach Art einer Willison-Kupplung mit der Willison-Kontur

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Kupplungskopf (20) mit einer automatischen Mittelpufferkupplung (100) für Schienenfahrzeuge nach Art einer Willison-Kupplung mit der Willison-Kontur, der stimseitig zwei Kupplungsklauen, nämlich den kleinen Zahn (27) und den großen Zahn (9), und dazwischen eine Kupplungstasche (18) aufweist, wobei zur horizontalen Ausrichtung beim Kuppeln am Kupplungskopf (20) im wesentlichen senkrecht angeordnete Zentrier-und Eingleitflächen der Willison-Kontur vorgesehen sind und bei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen (20) eine Spiel mit einer Längsebene und/oder Querebene der Mittelpufferkupplung gegeben sein kann. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine derartig gestaltete Kupplungskontur eines Kupplungskopfs zu schaffen, das sehr geringe Spiele in Kupplungslängs- und Kupplungsquerrichtung erzeugt, jedoch gleichzeitig das Kuppeln und Entkuppeln gleichartiger Kupplungen gewährleistet und auch die Kompatibilität zu den bestehenden Kupplungen mit einer Standardkontur umsetzt, wozu vorgeschlagen wird, dass durch geeignete von der standardisierten Willison-Kontur nach UIC-Merkblatt 523 abweichende Dimensionierung der Teile der Mittelpufferkupplung und der Druckkontur (13), der Zugkontur (14), der Abstützfläche (12) und/oder des Kupplungstaschenbodens (10), insbesondere durch Erhöhung mindestens einer der Flächen des Kupplungsprofils (19), das Spiel bei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen, insbesondere im Neuzustand der Kupplungsköpfe nahezu Null, insbesondere weniger als 4 mm, beträgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kupplungskopf einer automatischen Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge nach Art einer Willison-Kupplung mit der Willison-Kontur (auch Willison-Profil genannt) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Willison-Kupplungen sind z. B. aus der DE-OS 15 30175 und der DE-OS 14 55 242 bekannt.

[0003] Es sind selbsttätige Kupplungen mit der standardisierten Kontur nach dem UIC-Merkblatt 523 bekannt, die als gegossene Kupplungen gefertigt werden und im unbearbeiteten Zustand mit großem Konturspiel verwendet werden. Derartige spielbehaftete Kupplungen werden in Güterwagen eingesetzt, wobei die Spiele zu Rucken und Zerrungen führen, jedoch hingenommen werden. Für Spezialtransporte, z. B. Autotransporte, führen derartige Spiele zu Verschiebungen des Ladeguts und Schäden. Für Reisezugwagen werden zur Einhaltung der Laufgüte der Wagen zusätzliche federnde Puffer neben den Kupplungen eingebaut, die das freie Spiel in den Kupplungen abfedern.

[0004] Weiterhin sind nach der DD-PS 111,145 Kupplungen bekannt, deren Kupplungskontur eine besonders gestaltete Druckkontur zur besseren Kraftübertragung hoher Druckkräfte aufweist. Diese Kupplungen haben jedoch ein vorbeschriebenes großes Spiel in der Kontur.

[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine derartig gestaltete Kupplungskontur eines Kupplungskopfs der eingangs genannten Art zu schaffen, das sehr geringe Spiele in Kupplungslängs- und Kupplungsquerrichtung erzeugt, jedoch gleichzeitig das Kuppeln und Entkuppeln gleichartiger Kupplungen gewährleistet und auch die Kompatibilität zu den bestehenden Kupplungen mit der Standardkontur umsetzt.

[0006] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine selbsttätige Kupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0007] Kern der Erfindung ist, die erprobte und erfolgreiche Dimensionierung der standardisierten Willison-Kontur dahingehend zu verändern, dass die Kupplungs- und Lastübertragungseigenschaften erhalten und nur das bisher bei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen auftretende Spiel minimiert wird. Hierzu ist vorgesehen mindestens eine der Führungs-, Zentrier-, Eingleit- und/oder Abstützflächen gegenüber der bekannten Kontur, beispielsweise durch eine gleichmäßig aufgebrachte Auflageschicht oder durch entsprechende Bemaßung bei der Endbearbeitung so zu erhöhen, dass das Spiel insbesondere im Neuzustand der beiden miteinander gekuppelten Kupplungsköpfe nahezu Null, insbesondere weniger als 4 mm beträgt.

[0008] Die Erfindung erlaubt ein klemmfreies Kuppeln und Entkuppeln mit den besonders dimensionierten erhöhten bearbeitbaren Anlageflächen der Zugkontur und den quer zur Kupplungslängsachse liegenden Anlageflächen außen am kleinen Zahn und innen im großen Zahn der Kupplung sowie der besonders gestalteten Druckkontur in der Kupplungstasche. Als Zugkontur werden die Flächen der Willisonkontur bezeichnet, die am kleinen und großen Zahn bei Zugkraftübertagung zur Anlage kommen. Als Druckkontur werden die Flächen der Willisonkontur bezeichnet, die am kleinen Zahn und in der Kupplungstasche an der druckseitigen Innenkontur bei Druckkraftübertragung zur Anlage kommen.

[0009] Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass nur spezielle Flächen anders gestaltet werden. Diese planen Flächen sind dabei für eine mechanische Bearbeitung mit Standardwerkzeugen zugänglich, ohne dass der Fertigungsprozess durch die Notwendigkeit des Einsatzes von Sonderwerkzeugen verteuert wird.

[0010] Die sehr geringen Spiele bleiben beim Einsatz als Starrkupplung über einen langen Betriebseinsatzzeitraum erhalten. Dadurch wird der Einsatz standardisierter Elektrokupplungen mit größerer Kontaktzahl möglich.

[0011] Weiterhin fallen mit der spielarmen Kupplung die bei den spielbehafteten Willison-Kupplungen notwendigen federnden Zusatzpuffer weg, so dass der Einbauraum am Fahrzeugende von Reisezugwagen entsprechend der Anordnung druckertüchtigter Hochgeschwindigkeitszüge gestaltet werden kann.

[0012] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die druckseitige Innenkontur der Kupplungskontur vom Kupplungspunkt des Schnittpunktes der Kupplungslängsachse mit der Kuppelebenenschnittlinie parallel zu einer Geraden durch den Kupplungspunkt annähernd in einem Winkel zur Kupplungslängsachse in Richtung der Druckkontur liegend von ca. 62° und vorzugsweise in einem konstanten Abstand von ca. 35 mm bis zum Ausrundungsradius im großen Zahn verläuft, wobei die horizontal quer zur Kupplungslängsachse anliegende Innenkontur im großen Zahn gegenüber der standardisierten Kontur eine um ca. 3 mm parallel erhöhte plane Fläche nach innen zum Kupplungspunkt hin aufweist, die zur korrespondierenden, hierzu parallelen Fläche des kleinen Zahnes, die gegenüber der standardisierten Kontur eine um ca. 3 mm nach außen erhöhte plane Fläche aufweist. Hierdurch wird eine besonders vorteilhafte Anpassung der miteinander korrespondierenden Konturen erreicht, so dass das Einkuppeln und das Auskuppeln problemlos ohne Klemmen oder dergleichen erfolgt und im eingekoppelten Zustand eine optimale Anlage der Zug- bzw. Druckflächen erreicht wird.

[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1

in einer Draufsicht den erfindungsgemäßen Kupplungskopf mit der spielarmen Kupplungskontur, und

Fig. 2

einen Querschnitt A-A nach Fig. 1 durch den Kupplungskopf.

[0014] Der Kupplungskopf 20 einer automatischen Mittelpufferkupplung 100 gemäß Fig. 1 und 2 hat die an sich bekannte Willison-Kontur mit einem kleinen Kupplungszahn 27 und einem großen Kupplungszahn 9 entsprechend zugehörigen Führungsflächen der Druckkontur 13, der Zugkontur 14, der Abstützfläche 12 und des Kupplungstaschenbodens 10. An dem großen Kupplungszahn 9 (auch große Kupplungsklaue genannt) ist ein in Fahrtrichtung vorstehendes in Verlängerung des großen Kupplungszahnes 9 nach vorne gerichtetes und innerhalb der Breite des großen Kupplungszahnes sich erstreichendes Horn 28 angeordnet, dass beim Kuppeln in eine auf gleicher Höhe liegende Ausnehmung 29 des baugleichen Gegenkuppelkopfes eingeführt wird, Mit dieser Konstruktion wird auf einfache Weise die Kupplungsverbindung "starr gemacht", d. h., eine Relativbewegung der beiden ineinander greifenden Kupplungsköpfe 20 in vertikaler Richtung wird hierdurch auf das erforderliche Minimum reduziert.

[0015] Der kleine Kupplungszahn 27 (auch kleine Kupplungsklaue genannt) weist zwei zueinander annähernd parallele Führungsflächen der Druckkontur 13 und der Zugkontur 14 und eine unter einem Winkel stehende Abstützfläche 12 auf. Die Kupplungstasche 18 weist ebenfalls zwei zueinander annähernd parallele Führungsflächen der Druckkontur 13 und der Zugkontur 14 auf, die den Führungsflächen der Druckkontur 13 und der Zugkontur 14 des kleinen Kupplungszahnes 27 zugeordnet sind, sowie einen Kupplungstaschenboden 10, der entsprechend der Abstützfläche 12 ausgerichtet ist.

[0016] Die Kupplungskontur 19 nach Fig. 1 ist an den Anlageflächen der Zugkontur 14 gegenüber der standardisierten Willison-Kontur nach UIC-Merkblatt 523, Anlage 1, um ca. 2 - 4 mm erhöht gestaltet und weist an dem quer zur Kupplungslängsachse 3 liegenden Kupplungstaschenboden 10 im großen Zahn 9 sowie der korrespondierenden Fläche des kleinen Zahns 12 eine erhöhte Kontur auf, wobei die druckseitige Innenkontur 1 des Kupplungsprofils 19 vom Kupplungspunkt 2 des Schnittpunktes der der Kupplungslängsachse 3 mit der Kuppelebenenschnittlinie 4 parallel zu einer Geraden 5 durch den Kupplungspunkt 2 annähernd in einem Winkel zur Kupplungslängsachse 3 in Richtung der Druckkontur 13 liegend von ca. 62° und vorzugsweise in einem konstanten Abstand 7 von ca. 35 mm bis zum Ausrundungsradius 8 im großen Zahn 9 verläuft.

[0017] Fig. 2 zeigt die plane Gestaltung der Anlagefläche des quer zur Kupplungslängsachse 3 liegenden Kupplungstaschenboden 10 im großen Zahn 9.

[0018] Mit der planen Fläche 21 des Kupplungstaschertbodens 10 im großen Zahn 9 ist das Kuppeln nichtstarrer Kupplungen mit der Standardkontur nach UIC-Merkblatt 523 ohne Verhaken der Kupplungen gewährleistet.

Bezugszeichenliste

[0019] 

100

Selbsttätige Kupplung einer spielarmen Wittison-Kontur mit Riegel

1

druckseitige Innenkontur

2

Kupplungspunkt

3

Kupplungslängsachse

4

Kuppelebenenschnittlinie

5

Gerade durch den Kupplungspunkt

6

Winkel zur Kupplungslängsachse

7

konstanter Abstand

8

Ausrundungsradius

9

großer Zahn

10

Kupplungstaschenboden

12

Abstützfläche

13

Druckkontur

14

Zugkontur

15

im Winkel liegende Fläche

16

korrespondierende Fläche der Zugkontur des kleinen Zahnes

17

Riegel

18

Kupplungstasche

19

Kupplungskontur

20

Kupplungskopf

21, 22, 23, 24

plane Fläche

25

Längsspiel

26

Querspiel

27

kleiner Zahn

28

Horn

29

Ausnehmung

L

Längsebene des Riegelsystems

KA

Kupplungslängsachse

KE

Kupplungsebene

Ansprüche

1. Kupplungskopf (20) einer automatischen Mittelpufferkupplung (100) für Schienenfahrzeuge nach Art einer Willison-Kupplung mit der Willison-Kontur, der stirnseitig zwei Kupplungsklauen, nämlich den kleinen Zahn (27) und den großen Zahn (9), und dazwischen eine Kupplungstasche (18) aufweist, die sich zwischen der Oberseite und der Unterseite des Kupplungskopfes (20) erstrecken, deren Querschnitt dem Querschnitt des kleinen Zahnes (27) angepasst ist, wobei die Kupplungstasche (18) zwei zueinander annähernd parallele Führungsflächen der Druckkontur (13) und der Zugkontur (14) hat und zugeordnete Führungsflächen der Druckkontur (13) und der Zugkontur (14) des kleinen Zahnes (27) besitzt sowie einen Kupplungstaschenboden (10) als Widerlager für eine Abstützfläche (12) des kleinen Zahnes (27) aufweist, wobei in der Kupplungstasche (18) ein beweglicher Riegel (17) angeordnet ist, der sich bei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen am Riegel (17) des anderen Kupplungskopfes abstützt und dabei einen kleinen Zahn (27) des anderen Kupplungskopfes (20) in der Kupplungstasche mit dem großen Zahn (9) hält, wobei der Riegel (17) sich von der Oberseite oder der Unterseite des Kupplungskopfes (20) in die Kupplungstasche (18) erstreckt und in Richtung der Erstreckung der Kupplungstasche (18) bewegbar ist, und zur horizontalen Ausrichtung beim Kuppeln am Kupplungskopf (20) im wesentlichen senkrecht angeordnete Zentrier- und Eingleitflächen der Willison-Kontur besitzt, wobei bei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen (20) ein Spiel in einer Längsebene und/oder Querebene der Mittelpufferkupplung gegeben sein kann,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch geeignete von der standardisierten Willison-Kontur nach UIC-Merkblatt 523 abweichende Dimensionierung der Teile der Mittelpufferkupplung und der Druckkontur (13), der Zugkontur (14), der Abstützfläche (12) und/oder des Kupplungstaschenbodens (10), insbesondere durch Erhöhung mindestens einer der Flächen des Kupplungsprofils (19), das Spiel bei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen, insbesondere im Neuzustand der Kupplungsköpfe nahezu Null, insbesondere weniger als 4 mm, beträgt.

2. Kupplungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fläche der Druckkontur (13), der Zugkontur (14), der Abstützfläche (12) und/oder des Kupplungstaschenbodens (10) der Kupplungskopfkontur (19) gegenüber einer standardisierten Willison-Kontur nach UIC-Merkblatt 523 um einen Betrag, insbesondere um 2 4 mm, parallel versetzt, insbesondere erhöht, ausgebildet ist.

3. Kupplungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass mindestens eine auf der Kupplungskontur (19) aufgebrachte erhöhte plane Fläche nicht auf einer Zugkontur (14) der Kupplungskontur (19), sondern auf einer Druckkontur (13) der-Kupplungskontur (19) aufgebracht wird.

4. Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die druckseitige innenkontur (1) des Kupplungsprofils vom Kupplungspunkt (2) des Schnittpunktes der Kupplungslängsachse (3) mit der Kuppelebenenschnittlinie (4) parallel zu einer Geraden (5) durch den Kupplungspunkt (2) annähernd in einem Winkel zur Kupplungslängsachse in Richtung der Druckkontur (13) liegend von ca. 62° und vorzugsweise in einem konstanten Abstand (7) von ca. 35 mm bis zum Ausrundungsradius (8) im großen Zahn (9) verläuft, wobei die horizontal quer zur Kupplungslängsachse (3) anliegende Innenkontur (1) im großen Zahn (9) gegenüber der standardisierten Kontur nach dem UIC-Merkblatt 523 eine um ca. 3 mm parallel erhöhte plane Fläche (21) nach innen zum Kupplungspunkt (2) hin aufweist, die zur korrespondierenden, hierzu parallelen Abstützfläche (12) des kleinen Zahnes (27), die gegenüber der standardisierten Kontur nach dem UIC-Merkblatt 523 eine um ca. 3 mm nach außen erhöhte plane Fläche (22) aufweist.

5. Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal im Winkel (6) unter annähernd 62° zur Kupplungslängsachse (3) liegende Fläche (15) der Zugkontur (14) im großen Zahn (9) gegenüber der standardisierten Kontur nach dem UIC-Merkblatt 523 eine um ca. 3 mm parallele erhöhte plane Fläche (23) nach innen zum Kupplungspunkt (2) hin bildet, die parallel zur korrespondierenden Fläche (24) der Zugkontur (14) des kleinen Zahnes (27) verläuft und die eine gegenüber der standardisierten Kontur um ca. 3 mm nach außen erhöhte plane Fläche (26) aufweist.

6. Kupplungskopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen (21, 22 und 23, 24) zueinander und zum Kupplungspunkt (2) Toleranzen im Bereich einer mechanischen Bearbeitung haben.

7. Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ferner die derart ausgebildete Kupplungskontur (19) ineinander gesteckt, d. h. bei zwei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen (20), ein Längsspiel (25) kleiner als 2 mm in Richtung der Kupplungslängsachse (3) und ein Querspiel (26) in der quer zu der Kupplungslängsachse (3) liegenden Richtung kleiner als 2 mm aufweisen,

Zeichnung