[0001] Die Erfindung betrifft eine Kupplung, insbesondere zum mechanischen und/oder elektrischen
Kuppeln schienengebundener Fahrzeuge.
[0002] Eine derartige Kupplung, mit der sich Zug- und Druckkräfte aufnehmen lassen, ist
aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 87 07 485 bekannt. Damit sich die beim Kuppeln,
Anfahren und Bremsen von z.B. Eisenbahn-Triebwagen und/oder Waggons auftretenden sehr
großen Zug- und Stoßkräfte aufnehmen lassen sowie ein möglichst geräuschfreier Betrieb
erreichen läßt, weist diese bekannte Kupplung Energieverzehrelemente auf, wie Ringfedern
und/oder gashydraulische, vorzugsweise eine große Energieaufnahme gewährleistende
doppeltwirkende Stoßdämpfer. Eine Schwierigkeit dieser sich im praktischen Betrieb
ansonsten hervorragend bewährenden Kupplungen besteht darin, daß das An- und das
Entkuppeln manuelle Tätigkeiten außerhalb des Fahrzeugs erfordert. Außerdem ist
ein Entkuppeln unter großer Zugkraft, beispielsweise über 10 Tonnen, nicht möglich.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung bzw. Kupplungshälfte zu schaffen,
die ein Entkuppeln sowohl bei hohen Zug- als auch Druckkräften ermöglicht; außerdem
soll die Kupplung bedienungsfreundlich sein, insbesondere von oben, wie beispielsweise
vom Boden eines Eisenbahnwaggons aus, zugänglich sein.
[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch zumindest einen die Kupplungsköpfe zweier
Kupplungshälften miteinander verbindenden, vorzugsweise vertikalen Kegelbolzen gelöst,
der vorteilhaft eine mit einem Linksgewinde versehene Innenbohrung aufweist, in die
sich vorzugsweise eine einen Gewindeabschnitt besitzende Schraube mit einem Gewindezapfen
einschrauben läßt. Auf den Gewindeabschnitt ist eine Buchse geschraubt, die mit diametral
verlaufenden Schulterstücken in korrespondierende Ausnehmungen zweier Aufnahmeblöcke
ragt. Der die entsprechend angepaßten Bohrungen der in Eingriff befindlichen Befestigungsteile
der Kupplungsköpfe vertikal durchdringende Kegelbolzen erlaubt es einerseits, die
Kupplungshälften in einfacher Weise von oben miteinander zu verbinden und überträgt
andererseits die beim Bremsen und Anfahren auftretenden Druck- und Zugkräfte. Zum
Kuppeln bzw. Entkuppeln braucht eine Bedienungsperson lediglich einen Schlüssel,
beispielsweise eine Ratsche mit einem bestimmten Drehmoment, z.B. 300 Nm, auf den
Schlüsselkopf der in dem Kegelbolzen befindlichen Schraube aufzusetzen und diese
zum Kuppeln im bzw. Entkuppeln entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Die Ratsche bzw.
ein Drehmomentenschlüssel läßt sich alternativ unverlierbar auf dem Schraubenkopf
anordnen, dort beispielsweise festschweißen.
[0005] Beim Drehen der Schraube legen sich die Schulterstücke der vorzugsweise mit axialem
Spiel in den Ausnehmungen angeordneten und dort vorteilhaft durch zumindest einen
Bolzen verdrehsicher festgelegten Buchse gegen die die Ausnehmun gen oben oder unten
definierenden Begrenzungsflächen. Wegen der dann festen Lage der Buchse wandeln sich
beim weiteren Drehen der Schraube die Rotationsbewegungen in translatorische, den
Kegelbolzen entweder in die Bohrungen hineindrückende oder herausziehende Bewegungen
um.
[0006] Vorteilhaft besitzen die ineinandergreifenden Kupplungsköpfe stirnseitige Einführschrägen.
Diese gleichen beim Kuppeln einen eventuellen horizontalen und/oder vertikalen Versatz
aus, wobei die ineinandergreifenden Flächen ein geringes, das Entkuppeln auch unter
hohen Druckkräften ermöglichendes Spiel zueinander einhalten. Das Spiel ist dabei
so gewählt, daß in der gekuppelten Lage nur der bzw. die Kegelbolzen - und nicht die
ineinandergreifenden Flächen - die Druck- und Zugkräfte übertragen; zu diesem Zweck
reicht ein Spiel von ca. 0,1 mm aus.
[0007] Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind an den Kupplungsköpfen schwenkbewegliche,
die Kegelbolzen entlastende Kupplungshaken angeordnet. Aufgrund der ineinandergreifenden
Kupplungshaken zweier Kupplungshälften läßt sich die Kupplung auch bei großen Zugkräften
trennen, wie sie insbesondere bei Notbremsungen von nicht synchron wirkenden Bremsen
hervorgerufen werden.
[0008] Die Kupplungshaken sind vorteilhaft jeweils von einer Feder beaufschlagt. Die an
dem den Haken abgewandten Hebelende der Kupplungshaken angreifenden Federn halten
den Ineinandergriff der Haken aufrecht.
[0009] Vorzugsweise läßt sich ein die Kupplungshaken gegen die Kraft der Feder verschwenkbarer,
vorteilhaft einen Schraubenkopf aufweisender Verstellexzenter verwenden. Durch Auf
setzen eines Schlüssels auf den Schraubenkopf, der beispielsweise wie der Kopf der
Kegelbolzenschraube als Sechskant ausgebildet sein kann, und Verdrehen der Verstellexzenter
der beiden Kupplungshaken, werden die Haken auseinandergedrückt, um die Hakenverbindung
damit zu entkuppeln.
[0010] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung läßt sich der Kupplungskopf mit einer ein-
oder zweiteiligen, am oder im Kupplungskopf angeordneten Elektrokupplung kombinieren,
die vorzugsweise mittels eines Hebelgestänges mit einer Drehscheibe verbunden sein
kann, wobei sich bei zurückgezogener Elektrokupplung der Anlenkpunkt eines Hebels
des Hebelgestänges an der von der Elektrokupplung entfernten Peripherie der Drehscheibe
befindet. Aufgrund der in der Außerbetriebslage über die Mitte hinausgehenden Anlenkung
läßt sich erreichen, daß die in der zurückgezogenen Lage der Elektrokupplung bzw.
-kupplungen abgewinkelten Hebel des Hebelgestänges eine Strecklage einnehmen, wenn
die vorzugsweise einen Schraubenkopf aufweisende Drehscheibe nach dem Aufsetzen eines
Schlüssels auf den übereinstimmend mit den Köpfen der Kegelbolzenschraube und des
Verstellexzenters sechskantigen Schraubenkopf verdreht wird. Bei einer Richtungsumkehr
der Schraubbewegung des Schraubenkopfes der Drehscheibe wird bzw. werden die Elektrokupplungen
in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt, wobei die Hebel in ihren Gelenkpunkten einknicken.
[0011] Es empfiehlt sich, daß zumindest eine Druckfeder an dem Hebelgestänge angreift. Damit
läßt sich erreichen, daß sich die in der Strecklage des Hebelgestänges über die ideelle
Mitte hinausbewegten, gegenüberliegenden Kupplungen fest aneinanderlegen und dabei
selbsttätig eine Mittellage einnehmen, wobei die Federn entsprechend nachgeben. Das
feste Aufeinander- bzw. Aneinanderdrücken der Kupplungen verhindert, daß Wasser,
Schmutz oder andere Verunreinigungen in die Kupplung gelangen und dort die elektrischen
Kontakte beeinträchtigen.
[0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
des näheren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Seitenansicht eine einen erfindungsgemäßen Kupplungskopf für eine Kegelbolzenverbindung
und eine integrierte, zweiteilige Elektrokupplung aufweisende Kupplungshälfte,
Fig. 2 die Kupplungshälfte gemäß Fig. 1 in der Draufsicht,
Fig. 3 die Kupplungshälfte gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht von links gesehen,
Fig. 4 als Einzelheit eine Draufsicht auf die ineinanderrastenden, einen erfindungsgemäßen
Kegelbolzen aufnehmenden Bauteile eines Kupplungskopfes,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Kupplungskopf mit einer innerhalb des Kopfes angeordneten
Elektrokupplung und integriertem Kupplungshaken als Teilschnitt in einer Seitenansicht
dargestellt,
Fig. 7 den Kupplungskopf gemäß Fig. 6 in der Vorderansicht und
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
[0013] Eine Kupplungshälfte 1, z.B. einer sogenannten Kurzkupplung, d.h. manuell mit einer
zweiten Kupplungshälfte zu verbindende Kupplungshälfte, oder einer automatischen Kupplung,
lagert mit einer Gelenkstange 2 in einem Lager 3, das mittels eines Flansches 4 an
einem nicht dargestellten Triebwagen oder Waggon befestigt, beispielsweise angeschraubt
wird. Die Kupplungshälfte 1 nimmt in einem Gehäuse 5 Energieverzehrelemente auf, wie
Ringfedern und/oder gashydraulische Stoßdämpfer, und ist an dem dem Lager 3 abgewandten
Ende mit einem Kupplungskopf 6 versehen; dieser ist durch halbschalenartige Muffen
7 unter Zwischenschaltung eines Faltenbalges 8 mit dem Gehäuse 5 verbunden. Der Faltenbalg
8 paßt sich einerseits selbsttätig den bei Zug- oder Druckkräften bewirkten Längenänderungen
an und verhindert andererseits ein Eindringen von Schmutz in das rohrförmige Gehäuse
5.
[0014] Der Kupplungskopf 6 der Kupplungshälfte 1 gemäß Fig. 1 besitzt neben einem mechanischen
Kupplungsteil 9 eine zweiteilige Elektrokupplung 10, 11. Die Elektrokupplungen 10,
11 sind mittels eines mehrhebeligen Gestänges 12, 13, 14, 15 am Kupplungskopf 6 angelenkt.
Jeweils an dem Hebel 14 der in der in Fig. 2 dargestellten Außerbetriebslage der Kupplungen
10, 11 ein Kniegelenk bildenden Hebel 13, 14 greift eine Feder 16 an. Die Hebel 15
sind mit ihren von den Kupplungen 10, 11 entfernten Enden an der Peripherie einer
Drehscheibe 17 in den Punkten 18, 19 angelenkt. Die Drehscheibe weist einen sechskantigen
Schraubenkopf 20 auf und läßt sich mittels eines auf den Schraubenkopf 20 aufgesetzten
Schlüssels oder einer Ratsche um 180° verschwenken.
[0015] Aufgrund der peripheren Anlenkung der Hebel 15 in den Punkten 18, 19 ergibt sich
eine die Hebel 13, 14 in die Strecklage bringende Bewegung; die Elektrokupplungen
10, 11 werden dabei geringfügig über eine ideelle Mittellage 21 hinaus in Pfeilrichtung
22 bewegt. Die Kupplungen 10, 11 legen sich fest an korrespondierende Elektrokupplungen
einer ihnen fluchtend gegenüberliegenden, mit der Kupplungshälfte 1 identischen,
nicht dargestellten Kupplungshälfte 1 an. Durch die sich aufeinanderdrückenden Elektrokupplungen
justiert sich der Kupplungsverbund gegen die Kraft der Federn 16 selbsttätig in der
Mittellage 21 ein. Zur geradlinigen, parallel zur Mittelachse 23 der Kupplungshälfte
1 verlaufenden Führung der Elektrokupplungen 10, 11 sind diese an ihrer Unterseite
außerdem mit Führungshebeln 24 verbunden; die Hebel 24 lagern auf Vertikalachsen 25
des Kupplungskopfes 6 (vgl. Fig. 3).
[0016] Das im einzelnen in den Fig. 4 und 5 dargestellte mechanische Kupplungsteil 9 des
Kupplungskopfes 6 besteht aus zwei mit Abstand parallel übereinander angeordneten,
in Kupplungsrichtung 22 über die Mittellage 21 vorkragenden Platten 26, 27 und einer
demgegenüber zurückversetzten, in der Flucht des Freiraumes zwischen den Platten 26,
27 verlaufenden Einrastplatte 28. Die Ober- und die Unterplatte 26, 27 sowie die
Einrastplatte 28 sind mit sich von oben nach unten verjüngenden Durchgangsbohrungen
29 versehen. Nach dem Zusammenfahren - nicht dargestellt - der korrespondierend ausgebildeten,
einander gegenüberliegenden Kupplungshälften 1 schließen die Platten 26, 27 jeweils
die Einrastplatte 28 zwischen sich ein, wobei die Bohrungen 29 dann fluchtend übereinanderliegen.
Zum Ausgleich eines horizontalen und/oder vertikalen Versatzes beim Ineingriffbringen
der sich gegenüberliegenden Kupplungsköpfe 6 zweier Kupplungshälften 1 weisen die
Platten 26, 27, 28 Einführschrägen 30 auf. In der fluchtenden Lage der Durchgangsbohrungen
29 sichert ein von oben durch die Bohrungen 29 der Platten 26 bis 28 gesteckter Kegelbolzen
31 den Kupplungsverbund. Der Kupplungsverbund läßt sich auch dann erreichen, wenn
anstelle der Einrastplatte 28 eine in Fig. 5 alternativ dargestellte Augenschraube
55 der gegenüberliegenden Kupplungshälfte, die beispielsweise auch lediglich ein
starres Rohr sein kann, zwischen die Platten 26, 27 eingreift.
[0017] Der Kegelbolzen 31 weist in seiner in Einbaurichtung gesehen oberen, d.h. im Durchmesser
größeren Stirnfläche eine Innenbohrung 32 mit einem Linksgewinde 33 auf, in das der
Gewindezapfen 34 einer Schraube 35 eingeschraubt ist. Auf einen Gewindeabschnitt 36
der Schraube 35, etwa in der Mitte zwischen dem Zapfen 34 und einem sechskantigen
Schraubenkopf 37 der Schraube 35, ist eine Buchse 38 aufgeschraubt, die mit diametralen
Schulterstücken 39 in Ausnehmungen 40 eingreift. Die Ausnehmungen 40 sind in zwei
sich mit Abstand gegenüberliegenden, auf der Oberplatte 26 befestigten Aufnahmeblöcken
41 angeordnet. Die Schraube 35 samt Kegelbolzen 31 und Buchse 38 wird beim Kuppeln
zum Einsetzen des Kegelbolzens 31 in die fluchtend übereinander liegenden Bohrungen
29 der Platten 26, 27 und 28 bzw. der Augenschraube 31 zunächst zwischen die Aufnahmeblöcke
41 eingeführt. Die Buchse 38 nimmt dabei mit abgeflachten Außenflächen der Schulterstücke
39 eine zu den Aufnahmeblöcken 41 parallele Lage ein und wird anschließend durch
Drehen um 90° in die in Fig. 4 dargestellte Position gebracht, in der die Schulterstücke
39 in die Ausnehmungen 40 eingreifen. Beim Drehen der Schraube 35 im Uhrzeigersinn
wird der Kegelbolzen 31 zunehmend weiter nach unten, d.h. in Konusrichtung bewegt.
Die Buchse 38 wird durch einen an einer Kette 42 unverlierbar an dem Aufnahmeblock
4l befestigten Bolzen 43 in ihrer Lage gesichert; der Bolzen 43 wird zu diesem Zweck
durch Bohrungen 44, 45 des Halteblocks 41 bzw. des Schulterstückes 39 gesteckt. Zum
Entkuppeln wird die Schraube 35 gegen den Uhrzeigersinn verdreht und der Kegelbolzen
31 nach oben aus den Bohrungen 29 der Platten 26, 27, 28 heraus bewegt.
[0018] Der Kupplungskopf 6 gemäß den Fig. 6 bis 8 weist neben einer integrierten Elektrokupplung
46 und dem aus den Platten 26, 27 und 28 bestehenden mechanischen Kupplungsteil 9
für die Verbindung mittels des Kegelbolzens 31 außerdem einen um eine vertikale Drehachse
47 verschwenkbaren Kupplungshaken 48 auf. Die Elektrokupplung 46 wird - wie bei der
Ausführung gemäß den Fig. 1 bis 3 - mittels eines Hebelgestänges 12, 13, 14, 15
in Kupplungsrichtung gemäß Pfeil 22 aus ihrer in Fig. 6 dargestellten Außerbetriebslage
vorgerückt, indem der mit der Drehscheibe 17 in diesem Fall über einen Bolzen 49
verbundene Schraubenkopf 20 mittels eines Schraubenschlüssels verdreht und dabei die
das Kniegelenk bildenden Hebel 13, 14 in eine gestreckte Lage gebracht werden. Die
Anlenkpunkte der sowohl oben als auch unten an der Elektrokupplung 46 und der Vertikalachse
25 des Kupplungsteils 9 angelenkten Hebel 12 bis 15 bzw. 24 sind in der Draufsicht
gemäß Fig. 8 aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich als Kreise schematisch dargestellt.
[0019] Die der Elektrokupplung 46 und den Kegelbolzen 31 außerdem zugeordneten, ineinander
gerasteten Kupplungshaken 48 stehen an dem dem Hakenkopf abgewandten Ende unter der
Kraft der die ineinandergehakte Position aufrechterhaltenden Federn 50. Zum Entkuppeln
der Kupplungshaken 48 ist in einem Plattengehäuse 51 ein Verstellexzenter 52 angeordnet.
Ein mit dem Verstellexzenter 52 versehener Bolzen 53 besitzt einen als Sechskant
ausgebildeten Schraubenkopf 54. Mittels eines auf den Schraubenkopf 54 aufgesetzten
Schraubenschlüssels läßt sich der die Exzentrizität e besitzende Verstellexzenter
52 aus der in Fig. 8 dargestellten Lage, in der der Exzenter keinen Einfluß auf den
Kupplungshaken 48 ausübt, so verstellen, daß die Kupplungshaken 48 auseinandergedrückt
und dabei der Hakenverbund entkuppelt wird. Der in Fig. 8 strichpunktierte Haken 48
der nicht dargestellten korrespondierenden Kupplungshälfte wird dabei von einem Verstellexzenter
beaufschlagt, der spiegelbildlich zu dem Verstellexzenter 52 angeordnet ist. Aufgrund
der Schwenkbewegung des Kupplungshakens 48 um die Drehachse 47 wird die den Haken
48 beaufschlagende Druckfeder 50 zusammengedrückt und damit vorgespannt; nach dem
Zurückstellen des Exzenters 52 in seine unwirksame Position kann sich die Feder 50
entspannen, wobei der Kupplungshaken 48 in seine Eingriffsposition gebracht wird.
[0020] Da somit sämtliche Schraubenköpfe, d.h. der Schraubenkopf 37 der in den Kegelbolzen
31 eingeschraubten Schraube 35, der Schraubenkopf 20 der das lineare Ein- und Ausrücken
der Elektrokupplungen 10, 11 bzw. 46 bewirkenden Drehscheibe 17 und der Schraubenkopf
54 zum Verdrehen der die Kupplungshaken 48 auseinanderdrückenden Verstellexzenter
52 oben am Kupplungskopf 6 angeordnet sind, lassen sich die entweder einzeln oder
in Kombination vorgesehenen Kupplungselemente, wie die Kegelbolzen 31, die Kupplungshaken
48 und die Elektrokupplungen 10, 11 bzw. 46, vom Boden der zu verbindenden Fahrzeuge
aus erreichen, wozu lediglich eine Abdeckung, beispielsweise im Verbindungsgang zwischen
zwei Waggons, abgehoben zu werden braucht, um den freien Zugang der Kupplungsköpfe
6 von oben zu ermöglichen. Insbesondere wenn die Schraubenköpfe 20, 37, 54 einheitlichen
Schlüsselgrößen entsprechen, benötigt eine Bedienungsperson lediglich einen Schlüssel,
der an einem zentralen Ort im Kupplungsbereich aufbewahrt werden kann. Alternativ
lassen sich die Schraubenköpfe auch mit daran befestigten, z.B. angeschweißten Schlüsseln
versehen.
1. Kupplung, insbesondere zum mechanischen und/oder elektrischen Kuppeln schienengebundener
Fahrzeuge, gekennzeichnet durch zumindest einen die Kupplungsköpfe (6) zweier Kupplungshälften (1) miteinander verbindenden
Kegelbolzen (31).
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Kegelbolzen (31) eine mit einem Linksgewinde (33) versehene Innenbohrung
(32) aufweist(en).
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Gewindezapfen (34) in die Innenbohrung (32) eingreifende Schraube
(35) eine auf einen Gewindeabschnitt (36) aufgeschraubte Buchse (38) besitzt, die
mit diametral verlaufenden Schulterstücken (39) in korrespondierende Ausnehmungen
(40) zweier Aufnahmeblöcke (41) ragt.
4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulterstücke (39) mit axialem Spiel in den Ausnehmungen (40) angeordnet
sind.
5. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Bolzen (43) die Buchse (38) verdrehsicher festlegt.
6. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch stirnseitige Einführschrägen (30) der ineinandergreifenden Kupplungsteile (9) der
Kupplungsköpfe (6).
7. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch schwenkbeweglich an den Kupplungsköpfen (6) angeordnete, die Kegelbolzen (31) entlastende
Kupplungshaken (48).
8. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kupplungshaken (48) von einer Feder (50) beaufschlagt ist.
9. Kupplung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen den Kupplungshaken (48) gegen die Kraft der Feder (50) verschwenkenden Verstellexzenter
(52).
10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellexzenter (52) einen Schraubenkopf (54) aufweist.
11. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Kupplungskopf (6) angeordnete Elektrokupplung (10, 11 bzw. 46) mittels
eines Hebelgestänges (12 bis 15) mit einer Drehscheibe (17) verbunden ist und sich
bei zurückgezogener Elektrokupplung (10, 11 bzw. 46) der Anlenkpunkt (18 bzw. 19)
eines Hebels (15) des Hebelgestänges (12 bis 15) an der von der Elektrokupplung (10,
11 bzw. 46) entfernten Peripherie der Drehscheibe (17) befindet.
12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehscheibe (17) einen Schraubenkopf (20) aufweist.
13. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Druckfeder (16) an dem Hebelgestänge (12 bis 15) angreift.
14. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelbolzenschraube (37) sowie die Schraubenköpfe (20 bzw. 54) der Drehscheibe
(17) und des Verstellexzenters (52) einheitlichen Schlüsselgrößen entsprechen.
15. Kupplung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch fest mit den Schraubenköpfen (20, 37, 54) verbundene Schraubenschlüssel.