Längenanpassbare Kuppelstange

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf eine längenanpaßbare Kuppelstange mit allseitig wirkenden Richtgelenken für Schienenfahrzeuge, die für eine weitgehendst automatische Umstellung der Ladelängen mit selbsttätigem Einrasten der Kupplungsbolzen geeignet ist und zur Lösung der Probleme der Entgleisungssicherheit stabilisierende Gelenke mit hohem Wirkungsgrad aufweist und eine weitgehendst geradlinige Kraftdurchleitung besitzt.
In Durchbrüchen (19) einer Kuppelstange (3) ist um Kuppelstangengelenkpunkte (16) je ein zur Kuppelstange (3) bewegliches Richtgelenkstützlager (2) angeordnet, das über Steckbolzenpaare (17) starr, jedoch lösbar mit einem Untergestell (1) verbunden ist. Das Richtgelenkstützlager (2) besitzt an seiner Druckaufnahmeseite eine Zentrieröffnung (10), die einen an einer Richtgelenkplatte (4) angeordneten Zentrierstumpf (8) mit einem Einführkegel (9) aufnimmt, wobei die Richtgelenkplatte (4) eine kalottenartige Abrollkurve (5) des Richtgelenkes besitzt. An der Zugaufnahmeseite ist ein Zugscheibe (6) vorhanden, die mit einem Kugelgelenkansatz (7) korrespondiert, wobei nachfolgend eine Feder (13) für Zugkräfte angeordnet ist. Die Scheiben (6) sind rechts und links von der Feder (13) mit querspielbegrenzenden Querführungsnocken (11) mit Querspiel (20) versehen.
Die längenanpaßbare Kuppelstange (3) mit allseitig wirkenden Richtgelenken ist für eine automatische Längenumstellung geeignet und trägt zur Lösung der Probleme der Laufsicherheit leichtgewichtiger Wagen bei und stellt eine gewichts- und kostensparende Lösung dar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine längenanpaßbare Kuppelstange mit allseitig wirkenden Richtgelenken für Schienenfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Zur Ladelängenanpassung insbesondere für Tragwageneinheiten für den Kombinierten Ladungsverkehr sind Kuppelstangen bekannt, bei denen das Umstecken an mehrfach vorhandenen Gelenkpunkten innerhalb der Länge der Kuppelstangen und Aufnahmepunkten im Untergestell erzielt wird. Dabei tragen die ungeteilten Kuppelstangen Kugelgelenklager, die einen freien Kuppelstangenanschlag sichern. Durch die Nachsteckmöglichkeit können geteilte, z.B. teleskopierbare Stangen, die bei den auftretenden Stoßkräften von bis zu 200 t je Stange knickempfindlich sind und entsprechend schwer ausgeführt werden müssen, vermieden werden. Mit Kuppelstangen ausgerüstete Güterwagen müssen entsprechend den internationalen Vorschriften enge Vollbögen beim gleichzeitigen Wirken von Drucklängskräften in Höhe von mindestens 50 t resultierend aus Nachschiebevorgängen entgleisungssicher durchlaufen können. Kuppelstangen mit Kugelgelenken erfordern hohe Eigengewichte, um die Forderungen der Laufsicherheit zu erfüllen. Nachsteckstangen sind wiederum vorteilhaft notwendig, da hierbei eine weitgehendst automatische Längenumstellung von den angrenzenden Fahrzeugteilen aus eisenbahntechnisch günstig angesteuert werden kann. Vorhandene bekannte Richtgelenkkuppelstangen gehen alle von einer Anordnung des Richtgelenkes an den Kuppelstangenenden aus. Der Aufbau ist in der Regel durch die Anwendung von gelenkbolzenbefestigten Kuppelstangenenden über Zugbügel, der einen Teleskopfederapparat umschließt und sich über lose oder feste Stützlager zwischen den Kupplungsträgern abstützt, gekennzeichnet.

[0003] Diese Lösungen an Kuppelstangenenden sind für eine längenveränderliche Nachsteck - Kuppelstange ungeeignet.

[0004] In der P 199 44 754.3 wurde bereits eine Lösung vorgeschlagen, bei der am Ende einer Kuppelstange eine Zugstange als Fortführung derselben angeordnet ist, welche durch ein Stützlager geführt ist und mit einer starr oder axialverschiebbaren Richtgelenkplatte verbunden ist, wobei die Lagerung der Zugstange im Stützlager über einen Zentrierstumpf erfolgt. Diese vorgesehene Ausführung hat ebenfalls den Nachteil, daß sie für eine längenveränderliche Nachsteckkuppelstange nicht geeignet ist.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine längenanpaßbare Kuppelstange der eingangs genannten Art mit allseitigen Richtgelenken zu schaffen, die für eine weitgehendst automatische Umstellung der Ladelängen mit selbsttätigem Einrasten der Kupplungsbolzen geeignet ist und welche zur Lösung der Probleme der Entgleisungssicherheit stabilisierende Gelenke mit hohem Wirkungsgrad und einer weitgehendst geradliniger Kraftdurchleitung besitzen bei geringer Eigenmasse und niedrigen Kosten in der Herstellung und Unterhaltung der Kuppelstange.

[0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Erfindungswesentlich ist, daß in Durchbrüchen der Kuppelstange um die Kuppelstangengelenkpunkte je ein zur Kuppelstange bewegliches Richtgelenkstützlager angeordnet ist, welches über Steckbolzenpaare starr, jedoch lösbar mit dem Untergestell des Güterwagens verbindbar ist. Wesentlich ist weiterhin, daß das Richtgelenkstützlager an der Druckaufnahmeseite eine Zentrieröffnung besitzt, die einen Zentrierstumpf, der aus der Mitte der Richtgelenkplatte, in welche die räumliche Abrollkurve und die dabei entstehende Kugelkalotte integriert ist, herausragt. Dadurch ist die zentrische Führung des Richtgelenkstützlagers gesichert, wobei durch die Mantelkontur der Zentrieröffnung und des Zentierstumpfes ein zwangloses Abrollen und Auskippen der Richtgelenkplatte gegeben ist mit positivem Einfluß auf den Wirkungsgrad des Richtgelenkes. An der Zugaufnahmeseite ist eine Zugscheibe und eine Feder für Zugkräfte angebracht, wobei über einen Kugelgelenkansatz am Richgelenkstützlager und dem Gegenstück an der Zugscheibe eine ungehinderte Kippbewegung unterstützt wird. Die Federelemente bewirken eine spielfreie Verspannung der Gelenkteile sowie eine Stoßdämpfung und durch das Einschnappen der Zugscheibe in den Kugelgelenkansatz wird die sichere Halterung der Einzelelemente in dem Durchbruch der Kuppelstange gewährleistet. Es wird auch eine Lösung vorgeschlagen, bei der die Feder sowohl für Zug- als auch für Druckkräfte Anwendung findet, wobei bei zugseitiger Belastung Zuganschlagarme, die an dem Richtgelenkstützlager angebracht sind, in Aktion treten.

[0007] Die Erfindung sichert mit den vorgeschlagenen Einbauverhältnissen und der geradlinigen Kraftdurchleitung sowie den Bewegungsmöglichkeiten des Richtgelenkes eine hohe Effektivität.

[0008] Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig.1:

eine Draufsicht auf eine Kuppelstange mit vier Gelenkpunkten,

Fig.2:

die Einzelheit A nach Fig.1,

Fig.3:

die Einzelheit B nach Fig.2,

Fig.4 :

den Schnitt C-C nach Fig. 2 mit Befestigungstraverse des Untergestells,

Fig.5:

einen Horizontalschnitt durch einen Gelenkpunkt.

[0009] Die Fig.1 zeigt in einer Draufsicht die Hälfte einer erfindungsgemäßen Kuppelstange 3 mit insgesamt vier Gelenkpunkten. Druckkräfte F_XL in der Kuppelstange 3 wirken in der angegebenen Richtung.

[0010] In den Fig. 2 und 3 ist ein Duchbruch 19 der Kuppelstange 3 dargestellt, wobei eine Richtgelenkplatte 4 fest mit der Kuppelstange 3 verbunden ist, die eine Abrollkurve 5 mit kalottenförmiger Oberfläche aufweist und in der Längsmitte der Kuppelstange 3 einen Zentrierstumpf 8 mit Einführkegel 9 besitzt, der von einer Zentrieröffnung 10 in einem Richtgelenkstützlager 2 aufgenommen wird. Das Richtgelenkstützlager 2 ist beweglich in einem Durchbruch 19 der Kuppelstange 3 gelagert, jedoch mit einem Untergestell 1 fest aber lösbar über ein Steckbolzenpaar 17 verbunden. Zugseitig besitzt das Richtgelenkstützlager 2 einen Kugelgelenkansatz 7, der sein Gegenstück in einer Zugscheibe 6 findet, wobei die Gelenkkonturen dem Radius um einen mittleren Kippunkt M1 folgen. Nach der Zugscheibe 6, die zur Sicherheit gegen ein Querverschieben einen Querführungsnocken 11 mit einem Querspiel 20 aufweist, ist eine Feder 13 für Zugkräfte angeordnet. Diese Feder 13 sorgt mit ihrer Vorspannkraft für eine spielfreie Lagerung aller Teile im Durchbruch 19 der Kuppelstange 3, für den erforderlichen Dämpfungseffekt der Kuppelstange 3 und für einen weichen Kipp- und Abrollvorgang des Richtgelenkes. Der in die Zentrieröffnung 10 im Richtgelenkstützlager 2 eingreifende Zentrierstumpf 8 besitzt eine Mantelfläche, die einem Kippradius R_A um einen anfänglichen Kippunkt M2 folgt und die Zentrieröffnung 10 weist dieselbe, jedoch spielbehaftete Kontur auf. Diese Gestaltung sichert eine ausreichende zentrische Lagerung der Richtgelenkteile und ein optimales Abrollen der Abrollkurve 5 durch das Richtgelenkstützlager 2. Es ist auch denkbar, daß eine kegelförmige Kontur gewählt wird, wobei dann der Kegelwinkel gleich oder größer einer Tangente T um den Kippradius R_A zum hinteren Konturendpunkt sein muß.

[0011] Gemäß Fig. 4 besteht eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit darin, daß rechts- und linksseitig der Federn 13 für Zugkräfte die Zugscheiben 6 mit Kugelgelenkansätzen 7 vorhanden sind, die einmal in das Richtgelenkstützlager 2 und zum anderen in eine Endplatte 18 eingreifen. Diese Ausführung sichert eine hohe Gelenkigkeit der Teile im Durchbruch 19 der Kuppelstange 3.

[0012] Entsprechend Fig.5 besitzt das Richtgelenkstützlager 2 Zuganschlagarme 15, wobei zwischen dem Richtgelenkstützlager 2 und den Zuganschlagarmen 15 die Richtgelenkplatte 4, die mit der Kuppelstange 3 axial - längsverschiebbar verbunden ist, eine Feder 14 für Zug- und Stoßkräfte sowie eine Druck-Zugscheibe 12 angeordnet werden. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß sowohl Zugwie auch Stoßkräfte direkt gedämpft aufgenommen werden. Es ist weiter denkbar, daß anstelle des Steckbolzenpaares 17 zur drehsteifen Arretierung des Richtgelenkstützlagers 2 im Untergestell 1 ein einzelner Steckschieber mit z.B. Vierkantquerschnitt Anwendung findet. Vorteilhaft wäre hierbei eine Reduzierung der Anzahl der Arretierungsteile. Weiter wird gemäß Anspruch 6 vorgeschlagen, daß die Richtgelenkplatten 4 als lösbare Einzelteile ausgeführt werden und einem jeweilig zutreffenden Richtgelenkradiuses R - Ri mit mindestens der Größe der halben Kuppelstangenlänge erhalten. Dies ist vorteilhaft, da innerhalb einer Kuppelstange 3 unterschiedliche Radien und damit Kalotten für Abrollkurven 5 erforderlich sind.

[0013] Mit den vorgenannten Ausführungen wird eine längenanpaßbare Kuppelstange 3 mit allseitig wirkenden Richtgelenken geschaffen, die für eine automatische Längenumstellung geeignet ist, ein effektives Richtgelenk besitzt und damit zur Lösung der Probleme der Laufsicherheit leichtgewichtiger Wagen beiträgt sowie eine gewichts- und kostensparende Lösung darstellt. Damit wird ein Beitrag geleistet zur Verbesserung der Ökonomie des Gütertransportes, insbesondere im Kombinierten Verkehr.

Aufstellung der verwendeten Bezugsteile

[0014] 

1

Untergestell

2

Richtgelenkstützlager

3

Kuppelstange

4

Richtgelenkplatte

5

Abrollkurve

6

Zugscheibe

7

Kugelgelenkansatz

8

Zentrierstumpf

9

Einführkegel

10

Zentrieröffnung

11

Querführungsnocken

12

Druck - Zugscheibe

13

Feder (für Zugkräfte)

14

Feder (für Zug- und Stoßkräfte)

15

Zuganschlagarm

16

Kuppelstangengelenkpunkt

17

Steckbolzenpaar

18

Endplatte

19

Durchbruch

20

Querspiel

F_LX

Druckkraft

R - Ri

Richtgelenkradius

M1

Kippunkt (mittlerer)

M2

Kippunkt (anfänglicher)

R_A

Kippradius (anfänglicher)

T

Tangente

Ansprüche

1. Längenanpaßbare Kuppelstange mit allseitig wirkenden Richtgelenken für Schienenfahrzeuge, bei der die Längenveränderung durch Umstecken an den vorhandenen Kuppelstangengelenkpunkten und den Aufnahmepunkten im Untergestell erfolgt , dadurch gekennzeichnet, daß in Durchbrüchen (19) einer Kuppelstange (3) um Kuppelstangengelenkpunkte (16) je ein zur Kuppelstange (3) bewegliches Richtgelenkstützlager (2) angeordnet ist, das über Steckbolzenpaare (17) starr, jedoch lösbar mit einem Untergestell (1) verbunden ist, und das Richtgelenkstützlager (2) an seiner Druckaufnahmeseite eine Zentrieröffnung (10) besitzt, die einen an einer Richtgelenkplatte (4) angeordneten Zentrierstumpf (8) mit einem Einführkegel (9) aufnimmt, wobei die Richtgelenkplatte (4) eine kalottenartige Abrollkurve (5) des Richtgelenkes besitzt, und an der Zugaufnahmeseite eine Zugscheibe (6), die mit einem Kugelgelenkansatz (7) korrespondiert, vorhanden ist, wobei nachfolgend eine Feder (13) für Zugkräfte angeordnet ist und daß die Scheiben (6) rechts und links von der Feder (13) mit querspielbegrenzenden Querführungsnocken (11) mit Querspiel (20) versehen sind.

2. Kuppelstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Zentrieröffnung (10) eingreifende Zentrierstumpf (8) in seiner Mantelkontur einem Kippradius (R_A) um einen anfänglichen Kippunkt (M2) folgt, und die trichterförmige Zentrieröffnung (10) die gleiche, jedoch spielbehaftet räumliche Kontur besitzt.

3. Kuppelstange nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß rechts- und linksseitig der Federn (13) für Zugkräfte die Zugscheiben (6) mit Kugelgelenkansätzen (7) vorhanden sind, die in das Richtgelenkstützlager (2) und in eine Endplatte (18) eingreifen.

4. Kuppelstange nach Anspruch 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das Richtgelenkstützlager (2) Zuganschlagarme (15) besitzt, und zwischen dem Richtgelenkstützlager (2) und den Zuganschlagarmen (15) die Richtgelenkplatte (4), die mit der Kuppelstange (3) axial - längsverschiebbar verbunden ist, eine Feder (14) für Zug- und Stoßkräfte sowie eine Druck - Zugscheibe (12) angeordnet sind.

5. Kuppelstange nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Steckbolzenpaares (17) zur drehsteifen Arretierung des Richtgelenkstützlagers (2) im Untergestell (1) ein einzelner Steckschieber mit Vierkantquerschnitt verwendet wird.

6. Kuppelstange nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtgelenkplatten (4) als lösbare Einsatzteile ausgeführt sind und einem jeweilig zutreffenden Richtgelenkradius (R - Ri) mit mindestens der Größe der halben Kuppelstangenlänge besitzen.

Zeichnung