Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupplung für Fahrzeugeinheiten von Schienenfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gelenkverbindungen zwischen Triebzugwagen beruhen häufig auf dem Prinzip von Gabel-Lasche-Konstruktionen. Bei diesen wird in der Regel ein Bolzen als Verbindungselement durch Bohrungen der Gabelwangen und der Lasche gesteckt. Bei der Koppelung von Schienenfahrzeugen ist diese Montageart im allgemeinen nicht möglich, da die erforderliche Fluchtung der Bohrungen von Lasche und Gabelwangen nicht hergestellt werden kann. Aus diesem Grunde sind die Gabelwangen nicht gebohrt, sondern horizontal mit Halbschalen versehen, in die der in der Laschenbohrung steckende Bolzen abgelegt werden kann. Wie beim geteilten Lager wird er von einem Gegenstück, einer aufgeschraubten zweiten Halbschale, niedergehalten und befestigt.
Eine bekannte Lösung dieser Art zeigt die DE 41 21 080 A1. Diese Kupplungsvorrichtung für die auf einem gemeinsamen Drehgestell abgestützten Enden zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugeinheiten besteht aus einem an der einen Fahrzeugeinheit befestigten, zwei seitliche Gabelwangen aufweisenden Gabelkopf, einer an der anderen Fahrzeugeinheit befestigten, zwischen die beiden Gabelwangen eingeschobenen Verbindungslasche und einem Kupplungsbolzen mit in der Verbindungslasche angeordnetem sphärischen Lager. Das sphärische Lager ist mit dem Kupplungsbolzen fest in der Verbindungslasche angeordnet. Beide Gabelwangen weisen horizontal geteilte, aus einer unteren, festen und einer oberen, lösbaren Lagerschale bestehende Lager auf, über die der Kupplungsbolzen in den Gabelwangen festklemmbar ist. Eine andere Gabel-Lasche-Konstruktion zeigt die DE 44 04 878 C1. Hier wird der Kupplungsbolzen in den Gabelwangen bzw. in zwei darin eingeformten, prismatischen Auflagern mittels Lagerdeckeln gleichfalls von oben festgelegt.
Die genannten Lösungen haben den Nachteil, daß der Kupplungsbolzen durch die verwendete Klemmverbindung keine definierte Lage einnimmt. Außerdem ist bei Verwendung von üblichen Schraubverbindungen eine dauerhafte Sicherheit der Schraubverbindungen gegen Lösen nicht mit ausreichender Sicherheit zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Gelenkkupplungen, die auf dem Gabel-Lasche-Prinzip beruhen, derart auszubilden, daß die Festlegung des Sphärogelenkbolzens in definierter Lage erfolgen kann.
Noch der Erfindung wird dieses durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 14 angegeben.
Ein Vorteil der Erfindung liegt in einem einfachen Kuppeln und Entkuppeln der Fahrzeuge, wobei je nach Fahrzeugbauart die günstigste Richtung des Kuppelvorganges realisiert werden kann. Weiterhin gestattet die Erfindung eine spielfreie, eindeutige Bolzenbefestigung in der Gabel. Der Sphärogelenkbolzen wird in festen Kupplungsgabel-Halbschalen entweder von oben abgelegt oder horizontal-längs oder von unten eingeführt und erhält dabei eine erste Zentrierung. Die eigentliche Halterung des Bolzens erfolgt jedoch durch Zapfen in Bohrungen der Gabelwangen der Kupplungsgabel, nicht in geschraubten Klemmverbindungen. Mit Hilfe eines Kegelsitzes wird eine Art Verlängerung des Bolzens erzielt, der, wie bei den konventionellen Gabel-Lasche-Verbindungen, durch alle Bohrungen fluchtend hindurchgeht. Die Kegel zentrieren und klemmen den Sphärogelenkbolzen und halten ihn in eindeutiger Lage. Der Bolzen wird so ähnlich gehalten wie ein "zwischen Spitzen" zu drehendes Werkstück.
Durch die Festlegung des Zapfens über einen gesonderten Deckel gemäß Anspruch 2 mit lösbaren Befestigungsmitteln (Schrauben) können diese eine eindeutige Verbindung zwischen Deckel und Kupplungsgabel unabhängig von der Funktion des Klemmens des Zapfens herstellen. Die Funktion des Klemmens wird über ein Druckelement erzeugt.
Durch die Ausbildung der Befestigung der Zapfen gem. Anspruch 11 mit lösbaren Befestigungsmitteln, insbesondere Schrauben, die durch Spannhülsen querkraftfrei gehalten sind, wird die dauerhafte Sicherheit gegen selbsttätiges Losdrehen der lösbaren Befestigungsmittel deutlich verbessert.
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Die Figuren zeigen eine an einer Fahrzeugeinheit angeordnete Kupplungsgabel 1 mit den zwei seitlichen Gabelwangen 1a sowie eine an der anderen Fahrzeugeinheit angeordnete Kupplungslasche 2 und einen dazwischen angeordneten Sphärogelenkbolzen 3. Ein sphärisches Lager der Kupplungslasche 2 nimmt den in seinem mittleren Bereich sphärisch ausgebildeten Teil des Sphärogelenkbolzens 3 auf. Die Gabelwangen 1a der Kupplungsgabel 1 weisen neben Halbschalen 4 für den Sphärogelenkbolzen 3 fluchtende, äußere Bohrungen 5 auf.
Die Befestigung der Bolzenenden erfolgt durch in die Bohrungen 5 eingeführte Zapfen 7, die mit ihrem kegelförmigen, vorderen Teil 8 in die im Grundkörper des Sphärogelenkbolzen 3 befindlichen, kegelförmigen Bohrungen 6 eingreifen. Die Zapfen 7 sind mit einem Flansch 9 verbunden, der durch Schrauben 11 und Spannhülsen 10, deren Anzahl je nach Anforderungen variabel ist, an den Gabelwangen 1a festgelegt. Durch die Spannhülsen 10 werden die Schrauben 11 querkraftfrei gehalten.
Nach dem Ablegen des Sphärogelenkbolzens 3 gem. den Figuren 1 und 2 durch Einlegen in die Halbschalen 4 von oben oder gem. den Figuren 3 und 4 (zweites Erfindungsbeispiel) durch horizontale Längseinführung in die Halbschalen 4 erhält der Sphärogelenkbolzen 3 eine erste Zentrierung. Auch ein Einheben in sich nach unten öffnende Halbschalen 4 wäre als Lösung vorstellbar (nicht dargestellt).
Durch die kegelförmigen Teile 8 der Zapfen 7 wird der Sphärogelenkbolzen 3 endgültig zentriert und in eindeutiger Lage gehalten.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 5, 6 und 7) erfolgt die Befestigung des Zapfens 7 gegenüber der Gabelwange 1a über ein Druckelement 12 und einen dieses haltenden Deckel 13, der mittels lösbarer Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben 11 an der Gabelwange 1a befestigt ist, wobei das Druckelement 12 mit dem Deckel 13 und dem Zapfen 7 in Wirkverbindung steht, derart, daß in Richtung auf den Zapfen 7 Druck ausübbar ist. Das Druckelement 12 ist zweckmäßig als Druckschraube ausgebildet, die im Deckel 13 in einer zentrisch angeordneten Gewindebohrung 14 geführt und gegen selbsttätiges Lösen am und gegenüber dem Deckel 13 mittels Sicherungselement 15, insbesondere Kontermutter gesichert ist.
Eine drehfeste, axiale Führung des Zapfen 7 im Deckel 13 wird über eine Nut-Feder-Verbindung erreicht. Dabei ist die Feder 16 dem Zapfen 7 zugeordnet und an diesem befestigt oder als einstückiger bzw. angeformter Fortsatz desselben ausgebildet und die Nut 17 ist im inneren des Deckels 13 angeordnet. Die Zuordnung ist auch umgekehrt ausführbar.
Im Bereich der Überdeckung von Deckel 13 und Zapfen 7 bzw. Feder 16 des Zapfens 7 sind mindestens zweiseitig des Druckelements 12 Gewindebohrungen 18 zum Verbinden des Zapfens 7 mit dem Deckel 13 mittels Schrauben 11 vorgesehen.
Im Bereich der Überdeckung von Deckel 13 und Gabelwange 1a sind mindestens zweiseitig zum Druckelement 12 Gewindebohrungen (Abdrückgewinde 19) zum Abdrücken des Deckels 13 mit dem mit ihm verbundenen Zapfen7 mittels Schrauben 11 vorgesehen.
Die Schrauben 11 zum Verbinden des Zapfens 7 mit dem Deckel 13 sowie die Schrauben 11 zum Abdrücken des Deckels 13 der von der Gabelwange 1a weisen vorzugsweise gleiche Bohrungsdurchmesser wie die Schrauben 11 zum Festlegen des Deckels 13 an der Gabelwange 1a auf.
Die Schrauben 11 zum Festlegen des Deckels an der Gabelwange 1a entsprechen in Anzahl und Ausführung den Schrauben 11 zum Verbinden des Zapfens 7 mit dem Deckel 13 und den Schrauben 11 zum Abdrücken des Deckels 13 von der Gabelwange 1a. Vorzugsweise werden 4 Schrauben 11 zum Befestigen des Deckels 13 verwendet. Von diesen 4 Schrauben 11 finden bei der Demontage 2 Schrauben 11 zum Verbinden des Zapfens 7 mit dem Deckel 13 und 2 Schrauben zum Abdrücken des Deckes 13 (mit verschraubtem Zapfen 7) von der Gabelwange 1 a Verwendung.
Bei der Montage des kegeligen Zapfens 7 mittels eines separaten Deckels 13 können die lösbaren Befestigungsmittel (Schrauben 11) eine eindeutige Verbindung zwischen Deckel 17 und Gabelwange 1a unabhängig von der Funktion des Klemmens des Zapfens 7 herstellen. Die Funktion des Klemmens wird über das Druckelelement 12 erzeugt.
Nach dem lockeren Einsetzen des Zapfens 7 in die Bohrung 6 des Sphärogelenkbolzens 3 wird der Deckel 13 auf die Feder 16 des Zapfens 7 gesteckt, mit seinem Bohrbild auf die Bohrungen in der Gabelwange 1a ausgerichtet und festgeschraubt. Danach wird der Zapfen 7 mit Hilfe des Druckelements 12 vollständig in die kegelförmige Bohrung 6 des Sphärogelenkbolzens 3 geklemmt.
Zur Demontage werden nach Entspannen des Druckelements 12 zwei der vier Schrauben 11 des Deckels 13 in die Gewindebohrungen 18 der Feder 16 des Zapfens 7 geschraubt, um eine feste Verbindung vom Zapfen 7 und Deckel 13 herzustellen. Die beiden anderen Schrauben 11 des Deckels 13 werden in die dafür vorgesehenen Abdrückgewinde 19 geschraubt und ziehen mit dem Deckel 13 den Zapfen 7 aus der Bohrung 6 des Sphärogelenkbolzens 3 heraus.
Nach dem Öffnen der Gelenkkupplung sind lediglich zwei Bauteile abzulegen, zwei Zapfen 7 mit Deckel 13 und den darin befindlichen vier Schrauben 11. Die Einzelteile können dadurch nicht so leicht verloren gehen und sind in eindeutiger Zuordnung als kompakte Baugruppe griffbereit.