KUPPLUNGSEINRICHTUNG FÜR EIN SCHIENENFAHRZEUG

Abstract

 Eine Kupplungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug ist mit mindestens einer Kupplung (1) mit einem Kupplungsflansch (6) und einem Rohrstück (8) versehen. Darin ist ein Kupplungsteil (3) mit einem Support (5) gehalten, welche eine passive Sicherheitseinrichtung bilden, dazu das Rohrstück (8) innenseitig mit einer diesen Support (5) aufnehmenden Durchmessererweiterung (12) versehen ist. Dieser Support (5) des Kupplungsteils (3) ist bei einem Aufprall mit einer Aufprallkraft energieabsorbierend in dem Rohrstück (8) verschiebbar geführt. Das Rohrende (9) des Rohrstücks (8) ist durch eine lösbare Verbindung (11) an den Kupplungsflansch (6) befestigbar. Zudem sind die Werkstoffe des Rohrstücks (8) und dem darin geführten Support (5) so aufeinander abgestimmt, dass die beim Aufprall in das Rohrstück eindringenden Support (5) eine Aufweitung des Rohrstücks im Bereich einer plastischen Verformung verursacht, wobei der Support gegen die Innenseite des Rohrstücks mit einer annähernd gleichmässigen Reibkraft entlang gleitet. Das bewirkt eine einfache Herstellung sowie eine riss- und ruckfreie Verformung des Rohrs entlang der gesamten Verformungsstrecke der Rohrstücks.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Kupplungseinrichtungen dieser Art werden bekanntlich für das Kuppeln von Schienenfahrzeugen bei Personen- oder Güterzügen eingesetzt, wie eine solche in der Druckschrift EP-A-2 322 403 erläutert ist. Sie bestehen grundsätzlich aus zwei Kupplungshälften, die bei je einem Schienenfahrzeug angeordnet und miteinander kuppelbar sind. Sie sind dabei mit je einem Kupplungskopf und einer Zugeinrichtung zum Übertragen der Zug- und Stosskräfte auf den Fahrzeugkasten versehen.

[0003] Bei einem möglichen Aufprall zwischen zwei Schienenfahrzeugen bei den Kupplungen oder einer Kupplung eines Fahrzeugs mit einem Prellbock am Gleisende ist vorgesehen, dass ein in mindestens einer Kupplung vorgesehenen Sicherheitseinrichtung die Aufprallenergie durch Umwandeln derselben in Verformungsenergie innerhalb bestimmter Grenzen absorbiert. Diese Verformungsenergie wird in der Weise generiert, dass ein mit dem Rohrstück zusammenwirkende Support der Kupplung einen grösseren Durchmesser als der Innendurchmesser des Rohrstücks aufweist und dadurch dieses aufweitet und dementsprechend verformt, wenn sie bei einem Aufprall in das Rohrstück gedrückt wird.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren passive Sicherheitseinrichtung bei einem Aufprall möglichst gleichmässig über eine lange Verformungsstrecke wirksam ist.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Werkstoffe des Rohrstücks und des Gleitrings des Supports so aufeinander abgestimmt sind, dass der bei einem Aufprall in das Rohrstück eindringenden Support eine Aufweitung des Rohrs im Bereich einer plastischen Verformung verursacht, wobei der Support gegen die Innenseite des Rohrstücks mit einer annähernd gleichmässigen Reibkraft entlanggleitet.

[0006] Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Sicherheitselement der Kupplung riss- und ruckfrei arbeiten kann, weil während des Aufpralls keine Verklemmungen und/oder heftigen Schwingungen entstehen, die dem gleichmässigen Vordringen des Supports im Rohrstück entlang der Verformungsstrecke des Rohrstücks entgegenwirken.

[0007] Die Erfindung sieht in diesem Sinne vor, dass das Rohrstück vorzugsweise mit einer Grundfarbe grundiert ist und der Support mit einem Gleitring aus gleitendem Material, vorzugsweise Sphäroguss (Grauguss), hergestellt ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Gleitring tragenden Supportkörper aus dem für seine Funktion am besten geeigneten Werkstoff herzustellen.

[0008] Zweckmässigerweise ist das Rohrstück aus einem einstückigen Rohr hergestellt, das durchgehend den in seinem Verformungsbereich vorgesehenen Innendurchmesser aufweist.

[0009] Es ist dabei zum Positionieren und Zentrieren des Rohrstücks auf dem Support vorteilhaft, wenn das Rohrstück an dem einen Rohrende innenseitig mit einer den Support aufnehmenden Durchmessererweiterung versehen ist. Das hat ausserdem den Vorteil, dass das Rohrstück innenseitig nur bei der den Support aufnehmen Aufweitung bearbeitet werden muss, was sonst schwierig ist, da das Rohrstück mit einer Länge von bis zu einem Meter oder noch länger dimensioniert werden kann.

[0010] Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass das mit der Rohrerweiterung versehene Rohrende in einen ringförmigen Spalt zwischen dem Kupplungsflansch und dem Support hineinragt und dort an den Kupplungsflansch innen- oder aussenseitig mit einer lösbaren Verbindung wie vorzugsweise eine Schraub- oder Bajonettverbindung befestigbar ist. Das ermöglicht den direkten Ein- und Ausbau des Rohrstücks an die fertig zusammengebaute oder im Fahrzeug eingebaute Kupplungshälfte.

[0011] Die Erfindung sieht ausserdem vor, dass das andere, vom Kupplungsflansch abgekehrte Rohrende des Rohrstücks offen ist. Da das vorgeschlagene passive Sicherheitselement naturgemäss nur eine bestimmte Energie aufnehmen kann, ermöglicht das offene Rohrende, dass bei einer Frontalkollision den mit dem Rohrstück zusammenwirkende Support je nach Masse und Geschwindigkeit des oder der aufprallenden Waggons über das offene Rohrende hinaus bis in den Innenraum des Fahrzeugkastens gestossen wird.

[0012] Der Kupplungsflansch ist mit vorzugsweise als Abscherbolzen ausgebildeten Verbindungsmitteln zum Halten des Supports versehen, die sich bei einer definierten Aufprallkraft selbsttätig lösen, um den Support freizugeben. Damit wird sichergestellt, dass bei leichten Rück- oder Stossbewegungen der Kupplung der Support in der ihn aufnehmenden Rohrerweiterung unversehrt bleibt und nur im Notfall bei Erreichen der jeweils definierten Aufprallkraft wirksam wird, indem er dann in das Rohrstück eindringt, um dieses energieabsorbierend zu verformen.

[0013] Zweckmässigerweise liegt im Normalbetrieb bei verbundenem Abscherbolzen der Support an dem Rohrstück an, so dass keine Betriebskräfte über diesen Abscherbolzen geleitet werden. Damit kann einerseits die Losbrechkraft unabhängig von der Abscherkraft dieses Verbindungsmittels eingestellt werden und anderseits wird ein Setzen zwischen dem Support und dem Rohrstück oder eine Veränderung der Auslösekraft über die Zeit verhindert.

[0014] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

eine perspektivisch und teilweise im Schnitt dargestellte erfindungsgemässe Kupplungshälfte.

[0015] Fig. 1 zeigt eine Kupplung 1 für ein Schienenfahrzeug, deren nicht dargestellter Kupplungskopf an einem Bolzen 2 eines Kupplungsteils 3 anlenkbar ist. Dieser Kupplungsteil 3 weist stirnseitig einen zylindrischen Ansatz 4 mit einem Support 5 auf, der in einem sternförmigen oder dergleichen ausgebildeten Kupplungsflansch 6 geführt und dort durch Abscherbolzen 7 als Verbindungsmittel fixiert ist. Der Kupplungsflansch 6 ist seinerseits beispielsweise im nicht näher gezeigten Fahrzeugkasten des Schienenfahrzeuges festgeschraubt.

[0016] In Verlängerung des Ansatzes 4 ist ein Rohrstück 8 angeordnet, das bei einem Aufprall als passives Sicherheitselement mit dem Support 5 zusammenwirkt, indem diese in das Rohrstück eindringt und ihn aufweitet, wobei das Rohrstück bei seiner Verformung die Energie des Aufpralls innerhalb bestimmter Grenzen absorbiert. Im gezeigten Normalbetrieb liegt der Support 5 an dem erweiterten Rohrstück 8 an. Es könnte jedoch auch eine Distanz zwischen diesen vorgesehen sein, so dass die im Normalbetrieb entstehenden Axialkräfte nicht bei diesen übertragen würde, sondern über den Abscherbolzen 7.

[0017] Erfindungsgemäss ragt das Rohrende 9 des Rohrstücks 8 in einen ringförmigen Zwischenraum 10 zwischen dem Support 5 und dem Kupplungsflansch 6 und ist dort an diesem lösbar befestigt. Vorteilhaft ist eine lösbare Schraubverbindung 11 vorgesehen, die den Ein- und Ausbau des Rohrstücks 8 in der fertig zusammengebauten Kupplung ermöglicht, auch nach deren Einbau in den Fahrzeugkasten des Fahrzeugs. Dadurch ist es auch möglich, das Rohrstück 8 nachträglich in Fahrzeuge einzubauen, die ursprünglich über keine passiven Sicherheitselemente verfügt hatten. Anstelle der Schraubverbindung 11 kann es sich auch um ein Bajonett oder ähnliches handeln.

[0018] Das Rohrstück 8 weist einen durchgehend in seinem Verformungsbereich vorgesehenen gleichen oder verändernden Innendurchmesser auf und ist am Rohrende 9 innenseitig mit einer den Support 5 aufnehmenden Durchmessererweiterung 12 versehen. Vorteilhaft sind diese Durchmessererweiterung im Rohrstück bzw. bei dem Support aussen durch eine korrespondierende kegelförmige Erweiterung gebildet. Dadurch ist das Rohrstück 8 auf dem Support 5 gut positioniert und zentriert. Es ist ausserdem von Vorteil, dass das Rohrstück 8 innenseitig nur im Bereich der Durchmessererweiterung bearbeitet werden muss. Dadurch wird die Bearbeitung des Rohrstücks sehr erleichtert, zumal seine Rohrlänge in der Praxis ein Meter und mehr betragen kann.

[0019] Im Rahmen der Erfindung ist bei dem Rohrstück 8 an dem anderen Rohrende 14 ein separater Flansch 14' befestigt, welcher mit seinem Innen- und/oder Aussendurchmesser derart dimensioniert ist, dass die der Aufprallkraft via den Support 5 entgegenwirkende Kraft bei diesem Flansch 14' gegenüber dem Rohrstück 8 variierbar ist.

[0020] Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Flansch 14' gegenüber dem Rohrstück 8 mit seinem Innendurchmesser verkleinert bzw. mit dem Aussendurchmesser vergrössert. Damit wird die der Aufprallkraft entgegenwirkende Kraft bei diesem Flansch 14' erhöht. Diese Dimensionierung kann je nach Anwendungsfall variiert werden und es könnten auch mehr als ein solcher Flansche 14' vorgesehen sein.

[0021] Die Fixierung des Ansatzes 4 im Kupplungsflansch 6 mit den Abscherbolzen 7 hat den Zweck zu verhindern, dass im normalen Betrieb der Support 5 im Bereich der Durchmessererweiterung 12 infolge von Vibrationen oder leichten Rückstössen instabil wird.

[0022] Bei einem Aufprall werden die Abscherbolzen 7 bei Erreichen einer bestimmten Aufprallkraft abgeschert, und der Support 5 wird freigegeben, damit sie ungehindert in den Verformungsbereich des Rohrstückes 8 eindringen kann und ihn aufweitet.

[0023] Um zu verhindern, dass dieser Vorgang Risse und/oder Schwingungen des Rohres verursacht, ist es erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Aufweitung des Rohrstücks 8 durch den Support 5 im Bereich einer plastischen Verformung stattfindet, wobei die Werkstoffe des Rohres und des Gleitrings 13 so aufeinander abgestimmt sind, dass beim Aufprall der Support 5 gegen die Innenseite des Rohrstücks 8 mit annähernd gleichmässiger Reibkraft entlanggleitet.

[0024] Zweckmässigerweise ist das Rohrstück 8 innenseitig beschichtet, vorteilhaft mit einer Grundfarbe grundiert, während der Support 5 mit dem Gleitring 13 aus einem gleitenden Werkstoff, vorzugsweise Sphäroguss (Grauguss), versehen ist.

[0025] Durch diese Materialauswahl ist sichergestellt, dass bei einem Aufprall die Verformung des Rohrstücks 8 innerhalb bestimmter Aufprallkräfte weitgehend ruckfrei und ohne einen Kraftanstieg oder Kraftspitzen über den gesamten Verformungsbereich des Rohres stattfindet.

[0026] Das Rohrstück 8 ist an seinem vom Kupplungsflansch 6 abgekehrten Rohrende 14 offen und mündet dort in einen ebenfalls offenen Innenraum das nicht dargestellten Fahrzeugkastens, in den der Support 5 bei einer Frontalkollision je nach Masse und/oder Geschwindigkeit des aufprallenden Fahrzeugs gestossen wird.

[0027] Die beschriebene passive Sicherheitseinrichtung kann sowohl in nur einer als auch in beiden Kupplungshälften der Kupplung eingebaut sein.

[0028] Die Erfindung ist mit dem erläuterten Ausführungsbeispiel ausreichend dargetan. Sie könnte aber noch durch andere Varianten erläutert sein. Im Prinzip könnte das Rohrstück mit einer Durchmessererweiterung als eine ringförmige Ausnehmung vorgesehen sein.

[0029] Das Rohrstück mit dem Rohrende 14 könnte auch aus einem einstückigen Rohr hergestellt sein.

Ansprüche

1. Kupplungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, mit mindestens einer Kupplung (1) mit einem Kupplungsflansch (6) und einem Rohrstück (8), einem darin gehaltenen Kupplungsteil (3) mit einem Support (5), welche eine passive Sicherheitseinrichtung bilden, dazu das Rohrstück (8) innenseitig mit einer diesen Support (5) aufnehmenden Durchmessererweiterung (12) versehen ist, wobei dieser Support (5) des Kupplungsteils (3) bei einem Aufprall mit einer Aufprallkraft energieabsorbierend in dem Rohrstück (8) verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohrende (9) des Rohrstücks (8) durch eine lösbare Verbindung (11) an den Kupplungsflansch (6) befestigbar ist.

2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kupplungsteil (3) mit dem Support (5) in dem Kupplungsflansch (6) durch vorzugsweise als Abscherbolzen (7) ausbildeten Verbindungsmitteln gehalten ist, welche sich bei einer definierten Aufprallkraft selbsttätig lösen.

3. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das mit der Durchmessererweiterung (12) versehene Rohrende (9) des Rohrstücks (8) in einen ringförmigen Spalt (11) zwischen dem Kupplungsflansch (6) und dem Support (5) hineinragt und dort an den Kupplungsflansch mit der lösbaren Verbindung (11), wie vorzugsweise eine Schraub- oder Bajonettverbindung, befestigt ist.

4. Kupplungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, mit mindestens einer Kupplung (1) mit einem Kupplungsflansch (6) und einem Rohrstück (8), einem darin gehaltenen Kupplungsteil (3) mit einem Support (5), welche eine passive Sicherheitseinrichtung bilden, dazu das Rohrstück (8) innenseitig mit einer diesen Support (5) aufnehmenden Durchmessererweiterung (12) versehen ist, wobei dieser Support (5) des Kupplungsteils (3) bei einem Aufprall mit einer Aufprallkraft energieabsorbierend in dem Rohrstück (8) verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Werkstoffe des Rohrstücks (8) und dem darin geführten Support (5) so aufeinander abgestimmt sind, dass die beim Aufprall in das Rohrstück eindringenden Support (5) eine Aufweitung des Rohrstücks im Bereich einer plastischen Verformung verursacht, wobei der Support gegen die Innenseite des Rohrstücks mit einer annähernd gleichmässigen Reibkraft entlang gleitet.

5. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohrstück (8) innenseitig beschichtet ist, vorzugsweise mit einer Grundfarbe grundiert, und der Support (5) mit einem Gleitring (13) aus einem gleitenden Material, vorzugsweise Sphäroguss (Grauguss), versehen ist.

6. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohrstück (8) aus einem einstückigen Rohr hergestellt ist, das durchgehend den in seinem Verformungsbereich gleichen Innendurchmesser aufweist.

7. Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohrstück (8) an dem Rohrende (9) innenseitig mit einer Durchmessererweiterung (12) versehen ist, in dem der Support (5) aufgenommen ist.

8. Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
diese Durchmessererweiterung (12) im Rohrstück bzw. bei diesem Support (5) aussen durch eine korrespondierende kegelförmige Erweiterung gebildet ist.

9. Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
das andere Rohrende (14) des Rohrstücks (8) offen ist.

10. Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
am anderen Rohrende (14) des Rohrstücks (8) zumindest ein separater Flansch (14') befestigt ist, welcher mit seinem Innen- und/oder Aussendurchmesser derart dimensioniert ist, dass die der Aufprallkraft entgegenwirkende Kraft bei diesem Flansch (14') gegenüber dem Rohrstück (8) variierbar ist.

11. Schienenfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (14')mit einer lösbaren Verbindung am Rohrstück (8) montierbar ist.

12. Schienenfahrzeug mit wenigstens einer Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, mit einem Fahrzeugkasten, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kupplungseinrichtung beim Fahrzeugkasten montierbar ist.

13. Schienenfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
das andere Rohrende (14) des Rohrstücks (8) der Kupplungseinrichtung offen ist.

Zeichnung