[0001] Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zum Verbinden von Wagenelementen
eines Güterwagens, umfassend eine Kuppelstange und zwei endseitig an der Kuppelstange
angeordnete Richtgelenke zum Verbinden der Kuppelstange mit jeweils einem Wagenelement,
wobei zumindest eines der Richtgelenke einen Kraftübertragungskörper, und ein erstes
und ein zweites Dämpfungselement umfasst, welche beiderseits des Kraftübertragungskörpers
angeordnet sind.
[0002] Auf dem Gebiet der Kupplung von Eisenbahnwagen wird unterschieden zwischen der Kupplung
von Personenwagen und Güterwagen. Kupplungen zwischen Personenwagen sind mit besonders
vielen Funktionen ausgestattet, beispielsweise um eine rasche Entkopplung oder Stromübertragung
zu erzielen. Dadurch werden Kupplungen zwischen Personenwagen jedoch überaus teuer
und werden in der Regel nicht für Güterwagen eingesetzt. Die Anforderungen, die an
die Kupplung zwischen Güterwagen gestellt werden, sind insbesondere ein geringer Kostenfaktor
und eine einfache Wartbarkeit, während die Kupplungsmechanismen jedoch gleichzeitig
besonders hohen technischen Anforderungen entsprechen müssen.
[0003] Diese Kupplungsmechanismen müssen unter anderem eine Kraftübertragung von sowohl
Zugkräften als auch von Schub- bzw. Stoßkräften gewährleisten und überdies eine notwendige
Flexibilität der Verbindung bereitstellen, um beispielsweise eine Kurvenfahrt zu ermöglichen.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass im Betrieb auftretende Stöße oder ruckartige
Zugbelastungen zwischen den einzelnen Wagenelementen durch die Kupplungsmechanismen
abgefedert werden, um vorzeitiger Bauteilermüdung vorzubeugen.
[0004] Im Stand der Technik werden die Richtgelenke üblicherweise durch eine Vielzahl von
Einzelkomponenten zusammengesetzt. Aus der
EP 1 247 715 A1 ist beispielsweise bekannt, einen Bolzen auf einem Ende einer Kuppelstange zu montierten,
in der Folge eine Vielzahl von Federteilelementen, jeweils umfassend zwei Metallscheiben
und einen dazwischen befindlichen Kunststoff, auf den Bolzen lose hintereinander aufzuschieben,
welche Druckkräfte aufnehmen sollen. Danach werden eine Hülse und ein Kraftübertragungskörper
für die Anbindung an das Wagenelement auf den Bolzen gesetzt. Zur Aufnahme von Zugkräften
werden hinter dem Kraftübertagungskörper wieder mehrere Federteilelemente lose hintereinander
auf den Bolzen aufgeschoben.
[0005] Es ist ersichtlich, dass bei diesem System viele Einzelbauteile wie Metallscheiben,
Kunststoffringe, Hülsen, Bolzen etc. benötigt werden. Dadurch wird eingangs bereits
die Herstellung dieser Kupplungsvorrichtung äußerst kompliziert. Ein noch viel größeres
Problem stellt jedoch die Wartung bzw. Reparatur dieser Kupplungsvorrichtungen dar,
da Kupplungsvorrichtungen mit derartig vielen Einzelbauteilen nur von Fachpersonal
gewartet werden können. In der Praxis muss die Kupplungsvorrichtung daher in einer
Werkstätte von den Wagenelementen getrennt werden, kann dort aber aufgrund der Komplexität
der Kupplungsvorrichtung nicht sofort gewartet bzw. repariert werden, sondern muss
an den Hersteller der Kupplungsvorrichtung zurückgeschickt werden.
[0006] Grundsätzlich könnte die Anzahl der Komponenten reduziert werden, wenn anstelle des
Schichtaufbaus von abwechselnden Metallscheiben ein einzelner dicker Kunststoffring
eingesetzt wird, wie bereits in der
EP 1 247 715 A1 angeregt ist, jedoch sind die maximal erreichbaren mechanischen Eigenschaften eines
einzigen dicken Kunststoffrings überaus begrenzt.
[0007] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Probleme des Standes der Technik zu lösen
und eine Kupplungsvorrichtung für Wagenelemente eines Güterwagens zu schaffen, die
leichter zu warten ist.
[0008] Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungsvorrichtung zum Verbinden von Wagenelementen
eines Güterwagens, umfassend eine Kuppelstange und zwei endseitig an der Kuppelstange
angeordnete Richtgelenke zum Verbinden der Kuppelstange mit jeweils einem Wagenelement,
wobei zumindest eines der Richtgelenke einen Kraftübertragungskörper, und ein erstes
und ein zweites Dämpfungselement umfasst, welche beiderseits des Kraftübertragungskörpers
angeordnet sind, wobei die Kuppelstange an den Enden jeweils einen Endabschnitt mit
einem gegenüber einem Zentralbereich der Kuppelstange geringerem Durchmesser aufweist
und auf den Endabschnitten nur die folgenden Elemente in der nachstehenden Reihenfolge,
gesehen von dem Zentralbereich der Kuppelstange, aufgeschoben sind: eine erste Federanliegscheibe,
das erste als einstückiges Federelement ausgebildete Dämpfungselement, den Kraftübertragungskörper,
das zweite als einstückiges Federelement ausgebildete Dämpfungselement, eine zweite
Federanliegscheibe, eine Gewindehülse, die auf einem Gewinde auf dem dem Zentralbereich
der Kuppelstange abgewandten Ende des Endabschnitts arretiert ist, wobei alle Komponenten
des ersten und zweiten einstückigen Federelements jeweils unlösbar miteinander verbunden
sind, und das erste und zweite einstückige Federelement zumindest zwei Metallscheiben
und einen zwischen diesen eingeklebten oder aufvulkanisierten elastomeren Kunststoff
aufweist.
[0009] Erfindungsgemäß wird vorgesehen, nicht etwa gesonderte Metallscheiben und gesonderte
Kunststoffringe vorzusehen, sondern zumindest zwei Metallscheiben mit dazwischen eingeklebtem
oder aufvulkanisiertem, elastomerem Kunststoff permanent zu verbinden. Da alle Elemente
des Dämpfungselements unlösbar miteinander verbunden sind, ergeben sich einstückige
Federpakete, welche vorgefertigt werden können und insbesondere bei einer Wartung
als Einheit gehandhabt werden können. Es können keine Fehler bei der Wartung der Kuppelstange
auftreten, da das einstückige Federpaket bereit für eine vorbestimmte Maximaldruckkraft
bzw. vorbestimmte Maximalzugkraft ausgelegt ist und es nicht vorkommen kann, dass
zu viele oder zu wenige Kunststoffringe mit möglicherweise unterschiedlichen mechanischen
Eigenschaften falsch miteinander kombiniert werden.
[0010] Ein weiteres Problem, das bei der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung nicht auftreten
kann, ist, dass ein einzelner Kunststoffring gegenüber einem Metallring verkantet
bzw. leicht schräg aufgeschoben wird, worunter die mechanischen Druckeigenschaften
des resultierenden Dämpfungselements leiden könnten. Aus diesem Grund sind die äußersten
Elemente der einstückigen Federpakete auch die Metallscheiben und nicht der Kunststoff,
da dadurch eine Fehladjustierung mit benachbarten Elemente wie einer Federanliegscheibe
oder dem Kraftübertragungskörper verhindert wird.
[0011] Bei der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung besteht jedes der Richtgelenke somit
insgesamt aus nur sechs Einzelteilen: Zwei einstückige Federpakete, zwei Federanliegscheiben,
dem Kraftübertragungskörper und der Gewindehülse. Somit können gezielt einzelne Elemente
ausgetauscht werden, ohne dass zu viele Komponenten von der Kupplungsvorrichtung entfernt
werden müssten. In der Regel befinden sich keine weiteren Bauteile auf den Endabschnitten
der Kuppelstange.
[0012] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind das erste Federpaket und das
zweite Federpaket identisch ausgebildet. Üblicherweise wird vorgesehen, das erste
Federpaket anders zu dimensionieren als das zweite Federpaket, da das erste Federpaket
für eine vorbestimmte Maximaldruckkraft (z.B. 2000 kN) und das zweite Federpaket für
eine vorbestimmte Maximalzugkraft (z.B. 1500 kN) dimensioniert wird. Da erfindungsgemäß
jedoch die Anzahl der Bauteile reduziert werden soll, kann in dieser bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen werden, auch die Anzahl der Bauteiltypen zu reduzieren, indem beide einstückige
Federpakete identisch ausgebildet werden. In diesem Fall werden beide einstückigen
Federpakete auf das höhere der beiden Erfordernisse dimensioniert, d.h. auf die vorbestimmte
Maximaldruckkraft oder die vorbestimmte Maximalzugkraft, je nachdem, welche größer
ist. Dadurch kann es nicht passieren, dass das erste einstückige Federpaket bei der
Wartung unabsichtlich mit dem zweiten einstückigen Federpaket verwechselt werden könnte,
was dramatische Folgen haben könnte, da in diesem Fall eines der einstückigen Federpakete
unterdimensioniert wäre.
[0013] Besonders bevorzugt weist das erste einstückige Federelement und/oder das zweite
einstückige Federelement zumindest drei Metallscheiben und einen zwischen diesen eingeklebten
oder aufvulkanisierten elastomeren Kunststoff auf, wobei Metallscheiben und Kunststoff
jeweils abwechselnd angeordnet sind. In anderen Worten folgt auf jede Metallscheibe
ein Kunststoffring, wobei außen Metallscheiben vorliegen. Es kommt nicht zu Situationen,
an denen zwei Metallscheiben ohne dazwischen befindlichen Kunststoff aneinander liegen.
[0014] Alternativ zur vorgenannten Ausführungsform kann das erste einstückige Federelement
und/oder das zweite einstückige Federelement auch zumindest zwei miteinander verschweißte
Federteilelemente aufweisen, die jeweils zwei Metallscheiben und einen zwischen diesen
eingeklebten oder aufvulkanisierten elastomeren Kunststoff aufweisen.
[0015] In einer wiederum anderen Ausführungsform kann das erste und/oder zweite einstückige
Federelement auch nur aus zwei Metallscheiben bestehen, zwischen denen ein elastomerer
Kunststoffring eingeklebt oder aufvulkanisiert ist. Dies hat gegenüber einfachen Kunststoffringen
den Vorteil, dass die Metallscheiben die Abnutzung des Kunststoffringes verlangsamen
und eine bessere Anbindung an nebenstehende Elemente mit sich bringen, wodurch beispielsweise
eine Schieflage bzw. ein Verkanten am Kraftübertragungskörper verhindert werden kann.
Diese Ausführungsform ist besonders kompakt, da eine geringe Länge des Endabschnitts
ermöglicht wird.
[0016] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kupplungsvorrichtung ein
Ersatzfederpaket mit zumindest zwei Metallscheiben, zwischen denen ein elastomerer
Kunststoff derart eingeklebt oder aufvulkanisiert ist, dass die Metallscheiben und
der zwischen den Metallscheiben befindliche Kunststoff ein einstückiges Federpaket
bilden. Das Ersatzfederpaket kann beispielsweise zusammen mit der Kupplungsvorrichtung
ausgeliefert oder einzeln vertrieben werden, sodass die einstückigen Federpakete der
erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung besonders schnell gewartet werden können.
[0017] Weiters ist bevorzugt, wenn zumindest einer der zwischen den Metallscheiben eingeklebten
oder aufvulkanisierten Kunststoffe des ersten oder zweiten Federpakets eine Farbkodierung
aufweist, welche für eine mechanische Eigenschaft, insbesondere eine Maximalzugkraft
oder Maximaldruckkraft, des gesamten Federpakets repräsentativ ist. Damit kann auf
einen Blick erkannt werden, für welche Maximalzugkraft oder Maximaldruckkraft das
einstückige Federpaket ausgelegt ist. Dieser Vorteil kann bei lose aneinandergereihten
Kunststoffringen, die durch Metallscheiben getrennt sind, nicht erreicht werden, da
einzelne Kunststoffringe ausgetauscht oder entfernt werden könnten, wodurch die Maximalzugkraft
oder Maximaldruckkraft des Federpakets verändert wird, was eine Farbkodierung sinnlos
machen würde. Die Farbkodierung reduziert weiter die Gefahr, dass falsche einstückige
Federpakete auf die Kupplungsvorrichtung montiert werden, wodurch die Wartbarkeit
verbessert wird.
[0018] Werden beide vorgenannten Ausführungsformen kombiniert, kann bevorzugt vorgesehen
werden, dass das Ersatzfederpaket anders als das erste oder das zweite Federpaket
ausgebildet ist und zumindest eine unterschiedliche mechanische Eigenschaft aufweist,
wobei das Ersatzfederpaket und das genannte erste oder das zweite Federpaket eine
unterschiedliche Farbkodierung aufweisen, die jeweils für die genannte mechanische
Eigenschaft repräsentativ sind. Das Ersatzfederpaket kann somit dazu eingesetzt werden,
die gewünschte Maximalzugkraft oder Maximaldruckkraft zu erhöhen, was durch die einfache
Wartbarkeit der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung in einer Werkstätte des Endbenutzers
selbst durchgeführt werden kann.
[0019] Erfindungsgemäß ist der elastomere Kunststoff des ersten und/oder zweiten einstückigen
Federpakets ein vulkanisierter Naturkautschuk oder vulkanisierter Synthesekautschuk
wie beispielsweise Silikonkautschuk. Üblicherweise wird innerhalb der einstückigen
Federpakete nur ein Typ von elastomerem Kunststoff eingesetzt, wobei innerhalb eines
einstückigen Federpakets sowohl vulkanisierter Naturkautschuk als auch vulkanisierter
Synthesekautschuk eingesetzt werden könnte, jeweils zwischen zwei unterschiedlichen
Metallscheiben.
[0020] Besonders bevorzugt die haben die Metallscheiben einen Innendurchmesser, der größer
ist als ein Innendurchmesser des zwischen den Metallscheiben eingeklebten oder aufvulkanisierten
Kunststoff. Dadurch kommen die Metallscheiben im eingebauten Zustand der einstückigen
Federpakete nicht unmittelbar auf der Kuppelstange zu liegen und die einstückigen
Federelemente werden durch den größeren Reibungskoeffizienten nicht auf der Kuppelstange
verrutschen bzw. verdrehen.
[0021] Um die Richtgelenke auf die Kuppelstange zu montieren, werden üblicherweise zuerst
die Federanliegscheiben, die einstückigen Federpakete und der Kraftübertragungskörper
mit einem Druck gegen eine vertikale Seitenfläche, die zwischen den Endabschnitten
und dem Zentralbereich der Kuppelstange vorliegt, vorgespannt. Dies geschieht in der
Regel mit einem gesonderten Werkzeug. Sobald der gewünschte Druck vorliegt, wird die
Gewindehülse auf die Kuppelstange geschraubt, bis die genannten Komponenten zwischen
der genannten Seitenfläche und der Gewindehülse mit der vorbestimmten axialen Vorspannung
eingespannt sind.
[0022] In einer optionalen Ausführungsform weist zumindest eine der außenliegenden Metallscheiben
des ersten und/oder zweiten einstückigen Federpakets zumindest einen axial nach außen
ragenden Stift auf, der in ein entsprechendes Loch des Kraftübertragungskörpers oder
in ein entsprechendes Loch der ersten oder zweiten Federanliegscheibe eingreift. Dadurch
wird eine formschlüssige Verbindung der genannten Komponenten erzielt. In anderen
Ausführungsformen können diese Stifte jedoch auch entfallen, insbesondere wenn sowohl
die einstückigen Federpakete als auch der Kraftübertragungskörper mit einem Kunststoff
(z.B. mittels O-Ringen oder einem Kugelgelenk für die Kraftübertragungsplatte) auf
der Kuppelstange aufliegt. Durch den hohen Reibungskoeffizienten des Kunststoffs werden
die Elemente in der Regel nicht axial verrutschen bzw. verdrehen.
[0023] Weiters bevorzugt ist, wenn die Kuppelstange am Übergang von den Endabschnitten zum
Zentralbereich einstückig ausgebildet ist, d.h. kein gesonderter Bolzen in die Kuppelstange
gesteckt wird. Dadurch reduziert sich die Anzahl der für die Kuppelvorrichtung benötigten
Einzelkomponenten weiter.
[0024] Vorteilhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Kupplungsvorrichtung mit einer Kuppelstange und zwei Richtgelenken
in einer perspektivischen Ansicht.
Figur 2 zeigt einen Kraftübertragungskörper der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung
in einer Draufsicht.
Figur 3 zeigt den Kraftübertragungskörper von Figur 2 in einer Perspektivansicht.
Figur 4 zeigt die einstückigen Federpakete von Figur 1 in einer Perspektivansicht.
Figur 5 zeigt die einstückigen Federpakete von Figur 1 in einer Seitenansicht.
Figur 6 zeigt einen Ausschnitt der einstückigen Federpakete im Detail.
Figur 7 zeigt die Anordnung der Komponenten der Richtgelenkte auf der Kuppelstange
in einer Schnittansicht.
Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines einstückigen Federpakets.
Figur 9 zeigt eine trennbare Kuppelstange in einer Perspektivansicht.
Figur 10 zeigt die Kuppelstange von Figur 9 in einer Schnittansicht.
Figur 11 zeigt ein Detail der Kuppelstange von Figur 9 in einer Schnittansicht.
Figur 12 zeigt eine Kupplungsvorrichtung mit einer zusätzlichen Verlängerungsstange.
[0025] Figur 1 zeigt eine Kupplungsvorrichtung 1 zum Verbinden von Wagenelementen eines
Güterwagens mit einer Kuppelstange 2 und zwei Richtgelenken 3. Die Kuppelstange 2
ist beispielsweise 2000 mm bis 3000 mm lang, bevorzugt 2500 mm bis 2700 mm lang, und
kann als Massivbauteil oder zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet sein. Die Richtgelenkte
3 sind endseitig an der Kuppelstange 2 angeordnet, d.h. jeweils eines der Richtgelenke
3 ist in einem Bereich eines jeden Endes 4 der Kuppelstange 2 angeordnet. Die Richtgelenke
3 dienen zum Verbinden der Kuppelstange 2 mit jeweils einem Wagenelement, welches
in den Figuren nicht ersichtlich ist. Die Richtgelenke 3 können beispielsweise über
ein in den Figuren nicht dargestelltes Drehgelenk mit den Wagenelementen verbunden
sein, um die notwendige Beweglichkeit der Verbindung zu gewährleisten. Weitere Verbindungsmöglichkeiten
der Kuppelstange 2 mit einem Wagenelement sind dem Fachmann allgemein bekannt.
[0026] Jedes der Richtgelenke 3 umfasst zumindest einen im Wesentlichen flächig ausgebildeten
Kraftübertragungskörper 5. Weiters umfassen die Richtgelenke 3 jeweils zwei unten
näher erläuterte einstückige Federpakete 6, 7, zwei Federanliegscheiben 8, 9 und eine
Gewindehülse 10. Üblicherweise umfassen die hier dargestellten Richtgelenkte 3 nur
diese Komponenten und keine weiteren Bauteile wie aufgeschobene Trennhülsen oder dergleichen.
[0027] Der Kraftübertragungskörper 5 ist in einem im Wesentlichen rechten Winkel zu und
in Flucht mit einer in Figur 1 ersichtlichen Kuppelstangenachse A der Kuppelstange
2 angeordnet und weist zu diesem Zweck eine parallel zur Kuppelstangenachse A verlaufende
Innenausnehmung 11 auf. Wird hierin der Begriff "axial" verwendet, bezieht wird auf
die Kuppelstangenachse A Bezug genommen. Die Innenausnehmung ist gleich groß oder
größer als der Durchmesser der Kuppelstange 2 an jener Stelle, an der der Kraftübertragungskörper
5 montiert werden soll, d.h. auf dem unten näher erläuterten Endabschnitt 22 (Figur
7 und 10).
[0028] Der Kraftübertragungskörper 5 ist im Wesentlichen flächig ausgebildet, d.h. er weist
eine parallel zur Kuppelstangenachse A verlaufende Längsseite L auf, die kürzer ist
als die Querseiten Q des Kraftübertragungskörpers 5, die normal zur Kuppelstangenachse
A verlaufen.
[0029] Der Kraftübertragungskörper 5 ist in einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen
Kupplungsvorrichtung 1 um einen gewissen Winkelbereich aus dem genannten rechten Winkel
zur Kuppelstangenachse A verkippbar, wenn ein Drehmoment beispielsweise durch ein
mit dem Kraftübertragungskörper 5 verbundenes Wagenelement des Güterwagens auf den
Kraftübertragungskörper 5 ausgeübt wird. Um dies zu erzielen, wird der Kraftübertragungskörper
5 mittels zweier O-Ringe 12 auf der Kuppelstange 2 gelagert, wie aus Figur 7 ersichtlich
ist. Dadurch kann gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen eine
wesentlich einfachere Lagerung erzielt werden, wobei die Lagerung des Kraftübertragungskörpers
5 auf der Kuppelstange 2 aber gleichzeitig gelenkig und vibrationsausgleichend bleibt.
Wie in Figur 7 dargestellt sind die O-Ringe 12 axial voneinander beabstandet und werden
in der Innenausnehmung 11 des Kraftübertragungskörpers 5 angeordnet, die beispielsweise
zwei Rillen 13 aufweisen kann, um die O-Ringe 12 aufzunehmen und dadurch in Position
zu halten.
[0030] Alternativ kann anstelle der O-Ringe 12 ein Kugelgelenk vorgesehen werden, das entweder
im Kraftübertragungskörper 5 integriert sein kann oder in einem eigenen Bauteil vorgesehen
wird, welches wiederum in den Kraftübertragungskörper 5 eingebracht wird.
[0031] Zur Verbindung des Kraftübertragungskörpers 5 mit dem Wagenelement weist der Kraftübertragungskörper
5 Befestigungslöcher 14 an zumindest zwei gegenüberliegenden Querseiten Q des Kraftübertragungskörpers
5 auf, d.h. der Kraftübertragungskörper 5 weist vier jeweils normal zur Kuppelstangenachse
A verlaufende Querseiten Q auf, wobei die Befestigungslöcher 14 entlang zumindest
zwei gegenüberliegenden der vier Querseiten angeordnet sind. Die Bohrachse der Befestigungslöcher
14 verläuft parallel zur Kuppelstangenachse A.
[0032] Dies ist ebenfalls in Figur 2 ersichtlich, welche eine Draufsicht auf den Kraftübertragungskörper
5 entlang der Kuppelstangenachse A zeigt. Hierdurch wird eine belastbare und auch
langlebige Verbindung zwischen den Wagenelementen ermöglicht, welche gleichzeitig
eine hohe Betriebssicherheit aufweist. In anderen Ausführungsformen könnten die Befestigungslöcher
14 entlang aller vier Querseiten Q angeordnet werden.
[0033] In einer Ausführungsform weist der Kraftübertragungskörper 5 im Bereich der Befestigungslöcher
14 eine reduzierte Dicke 15 auf, d.h. jene Querseiten Q des Kraftübertragungskörpers
5, an denen die Befestigungslöcher 14 vorgesehen sind, sind dünner als das Zentrum
des Kraftübertragungskörpers 5, an dem sich die Innenausnehmung 11 befindet. In anderen
Ausführungsformen könnte der Kraftübertragungskörper 5 jedoch auch mit einer einheitlichen
Dicke ausgeführt sein.
[0034] Wie in Figur 1 und Figur 3 dargestellt, weist der Kraftübertragungskörper 5 z.B.
eine, im Wesentlichen im einem rechten Winkel zu der Kuppelstangenachse 6 angeordnete,
erste Fläche 16, und eine der ersten Fläche 16 gegenüberliegende zweite Fläche 17
auf. Die erste Fläche 16 kann durchgehend plan ausgebildet sein, und die zweite Fläche
17 weist im Bereich der zwei gegenüberliegenden Querseiten Q des Kraftübertragungskörpers
5, an welchen die Befestigungslöcher 14 angeordnet sind, jeweils eine entlang der
Querseite Q verlaufende Vertiefung 18 auf. Die Vertiefung 18 ist im Detail in Figur
3 ersichtlich, welche eines der Richtgelenke 3 in einer größeren Darstellung zeigt.
Die Vertiefung 18 kann beispielsweise als Einfräsung an den Querseiten Q auf der zweiten
Fläche 17 ausgeführt sein. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dass an den Querseiten
Q des Kraftübertragungskörpers 5, an welchen die Befestigungslöcher 14 angeordnet
sind, mehr Platz zur Verfügung steht um Verschraubungen, Bolzen oder ähnliche Verbindungsmittel
an dem Kraftübertragungskörper 5 anzubringen um diesen mit einem Wagenelement zu verbinden.
Vorzugsweise ist die zweite Fläche 17 des Kraftübertragungskörpers 5 von einem Zentralbereich
Z der Kuppelstange 2 abgewandt angeordnet. Dies ist ebenfalls in Figur 1 und Figur
3 ersichtlich.
[0035] Wie in Figur 2 ersichtlich, sind die Befestigungslöcher 14 vorzugsweise als Durchgangsbohrungen
in dem Kraftübertragungskörper 5 ausgeführt. Zudem sind die Befestigungslöcher 14
vorzugsweise entlang der gegenüberliegenden Seiten Q des Kraftübertragungskörpers
5 in jeweils einer Reihe angeordnet. Hierdurch wird eine gleichmäßige Kraftverteilung
in dem Kraftübertragungskörper 5 erreicht. Besonders bevorzugt werden jeweils vier
Befestigungslöcher 14 an den zwei gegenüberliegenden Querseiten Q vorgesehen. Die
Befestigungslöcher 14 können einen Durchmesser von 20 mm bis 30 mm aufweisen, bevorzugt
von 24 mm bis 28 mm, besonders bevorzugt im Wesentlichen 26 mm. Weiters können die
Befestigungslöcher 14 in der genannten Reihe jeweils einen Abstand von 64 mm aufweisen,
gemessen vom Zentrum zum Zentrum der Befestigungslöcher 14. Die beiden Reihen können
wiederum in einem Normalabstand von ca. 260 mm vorliegen. Beispielhafte Maße für die
Querseiten Q sind 314 mm x 266 mm, wobei die Reihen entlang der kürzeren Querseiten
Q vorliegen. Entlang der Längsseite L kann der Kraftübertragungskörper beispielsweise
eine maximale Dicke von 60 mm aufweisen, wobei die reduzierte Dicke 50 mm betragen
kann. Die Länge der Vertiefung 18 in Richtung der gegenüberliegenden Vertiefung 18
kann beispielsweise 40 bis 50 mm betragen, bevorzugt 55 mm, und eine zusätzliche,
die Vertiefung 18 verlängernde Rundung aufweisen.
[0036] Die Figuren 4 und 5 zeigen die einstückigen Federpakete 6, 7, die als Dämpfungselemente
eingesetzt werden. Die Federpakete 6, 7 weisen jeweils mehrere Metallscheiben 19 auf,
die durch einen elastomeren Kunststoff 20 verbunden sind, der beispielsweise vulkanisierter
Naturkautschuk oder vulkanisierter Synthesekautschuk wie Silikonkautschuk sein kann.
Der elastomere Kunststoff 20 kann entweder als Ring vorgefertigt werden und mit den
Metallscheiben 19 verklebt werden, um die einstückigen Federpakete 6, 7 herzustellen,
oder der elastomere Kunststoff 20 kann unmittelbar auf die Metallscheiben 19 aufvulkanisiert
werden. Im fertigen Zustand haftet der elastomere Kunststoff 20 somit an den Metallscheiben
19, sodass die einstückigen Federpakete 6, 7 kompakte, vorgefertigte Bauteile sind.
Endseitig weisen die einstückigen Federpakete 6, 7 jeweils eine Metallscheibe 19 und
keinen Kunststoff auf, was den Einbau in die Kupplungsvorrichtung 1 erleichtert. Im
Inneren der einstückigen Federpakete 6, 7 können im Wesentlichen beliebig viele Metallscheiben
19 vorgesehen werden. Insgesamt weisen die einstückigen Federpakete 6, 7 beispielsweise
zumindest zwei, zumindest drei, zumindest vier, zumindest fünf oder zumindest sechs
Metallscheiben 19 auf, die jeweils durch einen elastomeren Kunststoff 20 getrennt
sind.
[0037] Aus den Figuren 4 und 5 ist überdies ersichtlich, dass die dem Kraftübertragungskörper
5 zugewandten Metallscheiben 19 der Federpakete 6, 7 mit nach außen ragenden Stiften
21 versehen sein können. In diesem Fall weist der Kraftübertragungskörper 5 zusätzliche,
gegengleiche Löcher auf (nicht dargestellt). Im zusammengesetzten Zustand können die
Stifte 21 damit in den Kraftübertragungskörper 5 ragen, um eine Relativrotation der
Federpakete 6, 7 gegenüber dem Kraftübertragungskörper 5 zu verhindern. Alternativ
könnte auch der Kraftübertragungskörper 5 Stifte aufweisen, die in Richtung der Federpakete
6, 7 ragen und in Löcher der Federpakete 6, 7 eingreifen. Alternativ oder zusätzlich
kann vorgesehen werden, dass die Federpakete 6, 7 in Richtung der Federanliegscheiben
8, 9 gerichtete Stifte aufweisen, die in Löcher der Federanliegscheiben 8, 9 ragen,
oder umgekehrt.
[0038] Alternativ oder zusätzlich kann eine Rotation der Federpakete 6, 7 unterbunden werden,
wenn der elastomere Kunststoff 20 der Federpakete 6, 7 unmittelbar auf der Kuppelstange
2 zu liegen kommt. Zu diesem Zweck kann der elastomere Kunststoff 20 einen Innendurchmesser
d1 aufweisen, der geringer ist als ein Innendurchmesser d2 der Metallscheiben 19.
Dies ist beispielswiese aus Figur 6 ersichtlich, in der ein einstückiges Federpaket
6, 7 dargestellt ist. Aus Figur 6 ist weiters ersichtlich, dass der elastomere Kunststoff
20 jeweils dort eine Fase aufweisen kann, wo er mit den elastomerem Kunststoff 20
in Berührung kommt. Dies begünstigt einerseits die Herstellung der Federpakete 6,
7 und andererseits das Verhalten der Federpakete 6, 7 unter Druck- und Zugbelastung.
[0039] Figur 7 zeigt die Anordnung der Komponenten der Richtgelenke 3 auf der Kuppelstange
2 im Detail. Eingangs ist ersichtlich, dass die Kuppelstange 2 endseitig einen Endabschnitt
22 aufweist, auf dem das Richtgelenk 3 angeordnet wird. Der Endabschnitt 22 hat gegenüber
dem Zentralbereich Z einen geringeren Durchmesser. Beispielsweise beträgt der Durchmesser
des Zentralbereichs Z im Wesentlichen 130 mm und der Durchmesser im Endbereich im
Wesentlichen 80 mm. Üblicherweise ist die Kuppelstange 2 symmetrisch ausgestaltet,
sodass diese in axialer Richtung einen ersten Endabschnitt 22, einen Zentralbereich
Z und einem zweiten Endabschnitt 22 aufweist. Die Länge der Endabschnitte 22 kann
beispielsweise 600 bis 900 mm betragen, bevorzugt im Wesentlichen 740 mm. Die Länge
des Zentralbereichs Z kann beispielsweise 1000 bis 1400 mm betragen, bevorzugt im
Wesentlichen 1200 mm.
[0040] Da der Durchmesser des Endbereichs 22 kleiner ist als der Durchmesser des Zentralbereichs
Z, liegt am Übergang vom Endbereich 22 zum Zentralbereich Z eine vertikale Seitenfläche
23 vor, an der sich das Richtgelenk 3 bei Druckbelastung abstützen kann. Da diese
Seitenfläche 23 jedoch einen Außendurchmesser hat, der in der Regel kleiner ist als
der Außendurchmesser der Metallscheiben 19, wird eine Federanliegscheibe 8 vorgesehen,
um die Krafteinwirkung des Richtgelenks 3 in die Kuppelstange 2 zu begünstigen. Die
Federanliegscheibe 8 hat somit auf einer Seite einen Außendurchmesser, der im Wesentlichen
dem Außendurchmesser der Kuppelstange 2 im Zentralbereich Z entspricht und auf der
anderen Seite einen Außendurchmesser, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser der
äußeren Metallscheiben 19 der Federpakete 6, 7 entspricht. In anderen Ausführungsformen
kann die erste Federanliegscheibe 8 einen einheitlichen Außendurchmesser aufweisen,
der beispielsweise dem Außendurchmesser der Metallscheiben 19 entsprechen kann.
[0041] Zur Konstruktion eines Richtgelenks 3 wird somit zuerst eine erste Federanliegscheibe
8 auf den Endabschnitt 22 geschoben, danach das erste Federpaket 6, der Kraftübertragungskörper
5 und das zweite Federpaket 7. Um diese Komponenten zu fixieren, wird eine zweite
Federanliegscheibe 9 auf den Endabschnitt 22 geschoben und mit der Gewindehülse 10
auf der Kuppelstange 2 fixiert. Um die Gewindehülse 10 auf dem Endabschnitt 22 der
Kuppelstange 2 zu arretieren, weist der Endabschnitt 22 auf dem dem Zentralbereich
Z der Kuppelstange 2 abgewandten Ende ein Gewinde auf, auf das die Gewindehülse 10
aufschraubbar ist. Um eine ordnungsgemäße Vorspannung des Richtgelenks 3 zu erzielen
wird das Richtgelenk 3, ohne Gewindehülse 10, üblicherweise mit einer Druckkraft beaufschlagt,
bevor die Gewindehülse 10 aufgeschraubt wird.
[0042] Die genannte zweite Federanliegscheibe 9 hat wiederum den Zweck, eine Kraftübertragung
von der Gewindehülse 10 auf das zweite Federpaket 7 zu begünstigen. Die zweite Federanliegscheibe
9 hat somit auf einer Seite einen Außendurchmesser, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser
der Gewindehülse 10 entspricht und auf der anderen Seite einen Außendurchmesser, der
im Wesentlichen dem Außendurchmesser der äußeren Metallscheiben 19 der Federpakete
6, 7 entspricht. In anderen Ausführungsformen kann die erste Federanliegscheibe 8
einen einheitlichen Außendurchmesser aufweisen, der beispielsweise dem Außendurchmesser
der Metallscheiben 19 entsprechen kann.
[0043] Wie insbesondere aus Figur 5 ersichtlich ist, können die beiden Federpakete 6, 7
unterschiedlich ausgestaltet sein, z.B. mit jeweils anderen Typen von elastomerem
Kunststoff 20, und/oder auch mit einer unterschiedlichen Anzahl von Metallscheiben
19. Dadurch kann das erste Federpaket 6 auf eine bestimmte Druckbelastung und das
zweite Federpaket 7 auf eine bestimmte Zugbelastung dimensioniert werden. Bevorzugt
werden die beiden Federpakete 6, 7 jedoch gleich ausgestaltet sein, d.h. sie weisen
eine gleiche Anzahl von gleichartigen Metallscheiben 19 mit dazwischen befindlichem
elastomeren Kunststoff 20, wobei der elastomere Kunststoff 20 beider Federpakete 6,
7 dieselben mechanischen Eigenschaften aufweist. Dies hat den Hintergrund, dass trotz
der im Allgemeinen unterschiedlichen Erfordernisse an die Zug- bzw. Druckbelastungen
gleiche Federpakete 6, 7 eingesetzt werden, um weniger verschiedene Ersatzteile bereitstellen
zu müssen. Dadurch kann die Kupplungsvorrichtung 1 insbesondere leichter gewartet
werden, da nicht versehentlich ein für eine Druckbelastung ausgelegtes Federpaket
6 mit einem für eine Zugbelastung ausgelegtem Federpaket 7 verwechselt werden kann.
[0044] Der elastomere Kunststoff 20 kann zudem mit einer entsprechenden Farbe versehen werden,
die eine vorbestimmte mechanische Eigenschaft des gesamten Federpakets 6, 7 anzeigen
kann. Dadurch kann eine Kodierung der Federpakete 6, 7 ermöglicht werden, sodass auf
den ersten Blick festgestellt werden kann, welches Federpaket 6, 7 welcher maximalen
Zugbelastung bzw. Druckbelastung entspricht. Dies macht natürlich nur bei einstückigen
Federpaketen 6, 7 Sinn, da der elastomere Kunststoff 20 nicht ausgewechselt werden
kann und es daher auch nicht zu einer nachträglichen "Umkodierung" der Federpakete
6, 7 kommen könnte, wenn einzelne Bestanteile der Federpakete 6, 7 ausgewechselt werden.
[0045] In den vorgenannten Ausführungsformen ist das einstückige Federpaket dadurch gebildet,
dass zumindest zwei Metallscheiben 19 vorgesehen werden, die jeweils durch einen Kunststoff
20 bzw. Kunststoffring beabstandet sind, d.h. es werden abwechselnd Metallscheiben
19 und Kunststoffringe vorgesehen, die durch Verkleben oder Aufvulkanisieren permanent
miteinander verbunden sind, wobei außen immer eine Metallscheibe 19 vorgesehen ist.
Es liegen keine Metallscheiben 19 ohne dazwischen befindlichen Kunststoffring 20 nebeneinander.
[0046] In einer weiteren, in Figur 8 dargestellten Ausführungsform können einzelne Federteilelemente
vorab hergestellt und anschließend miteinander verschweißt werden, um das einstückige
Federelement 6, 7 herzustellen. Ein Federteilelement besteht aus zwei Metallscheiben
19 und einem dazwischen befindlichen, aufgeklebten oder aufvulkanisiertem Kunststoff
20, d.h. Kunststoffring. Zur Herstellung des einstückigen Federpakets 6, 7 werden
nun zumindest zwei, zumindest drei oder zumindest vier dieser Federteilelemente bereitgestellt
und jeweils miteinander verschweißt, beispielsweise mittels einer umlaufenden Schweißnaht
S oder mehrerer Punktschweißstellen.
[0047] Die Figuren 9, 10 und 11 zeigen, dass die Kuppelstange 2 der Kupplungsvorrichtung
1 nicht einstückig gefertigt sein muss, sondern im Zentralbereich Z getrennt sein
kann, d.h. die Kuppelstange 2 umfasst ein erstes Kuppelstangenteil T1 und ein zweites
Kuppelstangenteil T2. Bevorzugt sind die beiden Kuppelstangenteile T1, T2 gleich lang
und besonders bevorzugt konstruktiv gleich ausgestaltet, d.h. symmetrisch, sodass
beim Zusammenbau keine Verwechslungen auftreten könnten. Alternativ könnten auch unterschiedlich
lange oder konstruktiv anders aufgebaute Kuppelstangenteile T1, T2 zum Einsatz kommen.
Ziel ist es, dass die zwei durch die Kupplungsvorrichtung 1 verbundenen Wagenelemente
rasch getrennt werden können, was an den üblicherweise von anderen Bauteilen verdeckten
Verbindungsstellen zwischen Kraftübertragungskörper 5 und Wagenelementen nicht ohne
weiteres möglich ist.
[0048] Beide Kuppelstangenteile T1, T2 weisen jeweils ein erstes Ende auf, das auch das
jeweilige Ende 4 der Kuppelstange 3 bildet und das jeweilige Richtgelenk 3 trägt.
Weiters weisen die Kuppelstangenteile T1, T2 jeweils ein dem ersten Ende 4 gegenüberliegendes
zweites Ende 24 zur Verbindung mit dem jeweils anderen Kuppelstangenteil T1, T2 auf.
Die zweiten Enden 24 befinden sich üblicherweise im Zentralbereich Z der Kuppelstange
2 und weisen Stirnflächen S1, S2 auf, die zueinander komplementär sind, beispielsweise
jeweils normal zur Kuppelstangenachse A liegen. Werden die beiden Stirnflächen unmittelbar
aneinandergelegt, bildet sich die Kuppelstange 2 aus.
[0049] Zur Verbindung der beiden Kuppelstangenteile T1, T2 an den zweiten Enden 24 umfasst
die Kupplungsvorrichtung 1 eine öffenbare Schelle 25, welche die zweiten Enden 24
übergreift und formschlüssig miteinander verbindet, wie im Folgenden erläutert. Unter
dem Begriff öffenbar wird verstanden, dass die Schelle 25 zumindest zwei Betriebszustände
einnehmen kann. Im ersten Betriebszustand ist die Schelle 25 geschlossen und verbindet
die beiden Kuppelstangenteile T1, T2. Im zweiten Betriebszustand ist die Schelle 25
geöffnet und gibt die Kuppelstangenteile T1, T2 frei, sodass diese voneinander getrennt
werden können.
[0050] Um die formschlüssige Verbindung zu erzielen, weisen die zweiten Enden 24 der Kuppelstangenteile
T1, T2 jeweils zumindest eine umlaufende Nut 26 und/oder einen umlaufenden Steg (nicht
dargestellt) auf. Unter einer Nut 26 wird eine Vertiefung bezüglich eines Durchmessers
der Kuppelstange 2 im Zentralbereich Z verstanden, die von der jeweiligen Stirnfläche
S1, S2 beabstandet ist, und unter einem Steg eine Erhebung bezüglich eines Durchmessers
der Kuppelstange 2 im Zentralbereich Z. Da eine Nut 26 durch einfaches, lokales Umlauffräsen
der Kuppelstange 2 erzielt werden kann, wird diese Ausführung gegenüber einem Steg
bevorzugt. Die im Folgenden bezüglich der Nut 26 erläuterten Maßnahmen könnten jedoch
genauso auf einen Steg umgelegt werden.
[0051] Um die beiden Kuppelstangenteile T1, T2 formschlüssig zu verbinden, kann die Schelle
25 ein Innenprofil aufweisen, das im Wesentlichen dem Außenprofil der beiden aneinandergesetzten
Kuppelstangenteile T1, T2 an den zweiten Enden 24 entspricht. Wird die Schelle 25
über die beiden Kuppelstangenteile T1, T2 gelegt und verschlossen, greift die Schelle
25 derart in die Nuten 26 ein, dass sich die Kuppelstangenteile T1, T2 nicht voneinander
lösen können, d.h. sich nicht in gegengesetzte Richtungen bezüglich der Kuppelstangenachse
A bewegen können. Dies wird erreicht, indem die Schelle 26 beispielsweise zwei umlaufende
Stege 27 umfasst, die in die Nut 26 des ersten und zweiten Kuppelstangenteils T1,
T2 eingreifen und bevorzugt an den Seitenwänden der Nut 26 anliegen. Die Schelle 25
kann hierfür, muss aber nicht, wie oben erwähnt ein zu den Kuppelstangenteilen T1,
T2 komplementäres Innenprofil aufweisen.
[0052] Wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt können die beiden Kuppelstangenteile T1, T2 jeweils
nicht nur eine Nut 26, sondern auch zwei oder mehrere Nuten 26 umfassen, die jeweils
in Richtung der Kuppelstangenachse A voneinander beabstandet sind. Üblicherweise werden
mindestens zwei Nuten 26 vorgesehen, da dies die Kraftübertragung von den beiden Kuppelstangenteile
T1, T2 über die Schelle 25 begünstigt. Bei einer einzigen Nut 26 könnte die Kraftübertragungsfläche
für die auftretenden Zugkräfte zu gering sein.
[0053] Wie bereits oben erwähnt, ist die Schelle 25 öffenbar bzw. schließbar, sodass die
beiden Kuppelstangenteile T1, T2 nach Belieben voneinander getrennt und miteinander
verbunden werden können. Zu diesem Zweck besteht die Schelle 25 beispielsweise wie
dargestellt aus zwei gegengleichen Schellenhälften 28. Werden die Schellenhälften
28 zusammengesetzt, um die Schelle 25 zu schließen, weisen diese beispielsweise wie
dargestellt zusammen eine zylindrische Außenform auf. Die im geöffneten Zustand der
Schelle 25 liegen die Schellenhälften in der Regel lose vor. Alternativ könnten diese
im geöffneten Zustand weiterhin über ein Scharnier verbunden sein.
[0054] Um die beiden Schellenhälften 28 miteinander zu verbinden, können diese zumindest
vier normal zur Kuppelstange A verlaufende Verbindungslöcher 29 aufweisen, von denen,
im geschlossenen Zustand der Schelle 25, zumindest zwei auf der Seite des ersten Kuppelstangenteils
T1 und zumindest zwei auf der Seite des zweiten Kuppelstangenteils T2 angeordnet sind,
wobei jedes der Verbindungslöcher 29 beide Schellenhälften 28 durchsetzt. Bevorzugt
liegen jeweils zwei der Verbindungslöcher 29 auf derselben Höhe der Kuppelstangenachse
A gegenüber. Es versteht sich, dass jedes Verbindungsloch 29 beide Schellenhälften
28 durchsetzt, sodass diese verbunden werden können.
[0055] In der Folge können Bolzen, Schrauben oder ähnliche Verbindungselemente 30 durch
die Verbindungslöcher 29 geschoben werden, um die Schelle zu verschließen. Beispielswiese
können Schrauben durch die Verbindungslöcher 29 geführt und mittels einer Mutter im
Verbindungsloch 29 arretiert werden.
[0056] Diese Verbindungslöcher 29 haben den besonderen Vorteil, dass die Verbindungselemente
30 von einer Richtung normal zur Kuppelstangenachse A in die Verbindungslöcher 29
geführt werden können, was das Schließen der Schelle 25 erheblich erleichtert, da
zwischen den zu verbindenden Wagenelementen des Güterwagens oft nicht genügend Platz
ist. um Verbindungselemente entlang der Kuppelstangenachse A in die Verbindungslöcher
29 einzuführen.
[0057] Die genannten Verbindungslöcher 29 können im Wesentlichen mit einem beliebigen Abstand
zur Kuppelstangenachse A geführt werden, sodass die Verbindungslöcher 29 beispielsweise
auch vollständig außerhalb des Durchmessers des Zentralbereichs Z der Kuppelstange
2 angeordnet werden können. Die Verbindungslöcher 29 können auch näher zur Kuppelstangenachse
A angeordnet werden und im geschlossenen Zustand der Schelle 25 zumindest teilweise
durch die Nuten 26 verlaufen, wie dies in Figur 11 ersichtlich ist, zumindest teilweise
innerhalb des Durchmessers des Zentralbereichs Z verlaufen.
[0058] Um das Verbinden der Kuppelstangenteile T1, T2 vor dem Aufsetzen und Schließen der
Schelle 25 zu erleichtern, können die Stirnseiten S1, S2 jeweils ein gegengleiches
Sackloch für einen Zentrierstift 31 aufweisen. Damit der Zentrierstift 31 auch nach
längerer Zeit leicht aus dem Sackloch herausgenommen werden kann, kann der Zentrierstift
31 ein durchgehendes Loch mit Innengewinde aufweisen. Dadurch kann ein Stift mit gegengleichem
Gewinde in das Loch eingeführt werden und den Zentrierstift 31 aus dem Sackloch befördern,
sobald der Stift am Boden des Sacklochs ansteht.
[0059] In den Figuren 9 bis 11 sind die Kuppelstangenteile T1, T2 jeweils symmetrisch ausgebildet,
um die gegenseitige Kompatibilität bzw. Austauschbarkeit zu gewährleisten und dadurch
insbesondere die Wartung zu vereinfachen. Zumindest ist hierfür das zweite Ende 24
des ersten Kuppelstangenteils T1 baugleich zum zweiten Ende 24 des zweiten Kuppelstangenteils
T2 ausgeführt. Alternativ könnten die zweiten Enden 24 des ersten und zweiten Kuppelstangenteils
T1, T2 auch asymmetrisch ausgebildet sein, wobei hier je nach Form der zweiten Enden
24 auch eine asymmetrische Schelle eingesetzt werden kann.
[0060] Figur 12 zeigt, dass die durch die Schelle 25 geschaffene Verbindungsmöglichkeit
der Kuppelstangenteile T1, T2 den weiteren Vorteil hat, dass der Abstand zwischen
den zu verbindenden Wagenelementen des Güterwagens auch vergrößert werden kann. Zu
diesem Zweck kann eine Verlängerungsstange 32 bereitgestellt werden, die zwischen
den Kuppelstangenteilen T1, T2 vorgesehen werden kann. Damit die Verlängerungsstange
32 mit den Kuppelstangenteilen T1, T2 verbunden werden kann, weist diese ein erstes
Ende auf, das baugleich zum zweiten Ende 24 des ersten Kuppelstangenteils T1 ausgeführt
ist, und ein zweites Ende auf, das baugleich zum zweiten Ende 24 des zweiten Kuppelstangenteils
T2 ausgeführt ist. Hierbei wird zumindest eine weitere Schelle 33 bereitgestellt,
wobei die zwei Schellen 25, 33 jeweils dazu ausgebildet sind, das zweite Ende 24 des
ersten Kuppelstangenteils T1 und das erste Ende der Verlängerungsstange 32 und das
zweite Ende 24 des zweiten Kuppelstangenteils T1 und das zweite Ende der Verlängerungsstange
32 formschlüssig miteinander zu verbinden, wie es oben für die beiden zweiten Enden
24 der Kuppelstangenteile T1, T2 erläutert wurde.
[0061] Es ist ersichtlich, dass besonders bevorzugt die beiden zweiten Enden 24 der Kuppelstangenteile
T1, T2 und die beiden Enden der Verlängerungsstange 32 gleich ausgestaltet werden,
sodass die beiden Schellen 25, 33 baugleich ausgeführt werden können. Bevorzugt hat
die Verlängerungsstange 32 zudem einen Außendurchmesser, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser
der Kuppelstange 2 im Zentralbereich Z entspricht.
[0062] In anderen Ausführungsformen kann die Verlängerungsstange 32 jedoch auch anders ausgeformte
Enden aufweisen, zu welchem Zweck gesonderte Schellen zum Einsatz kommen können, um
abermals eine formschlüssige Verbindung zwischen den Kuppelstangenteilen T1, T2 und
der Verlängerungsstange 32 zu erzielen.
[0063] Die Verlängerungsstange 32 hat den Zweck, dass die Kupplungsvorrichtung 1 rasch verlängert
werden kann, ohne dass der Güterwagen in eine Werkstätte verbracht werden müssten,
um die gesamte Kupplungsvorrichtung 1 durch eine längere Kupplungsvorrichtung zu ersetzen.
Auch hier ist vorteilhaft, dass die Schellen 25, 33 schneller geöffnet und geschlossen
werden können als die Verbindung zwischen dem Kraftübertragungskörper 5 und dem jeweiligen
Wagenelement, da diese Verbindungsstelle üblicherweise von weiteren Bauteilen verdeckt
ist.
[0064] An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Verbindung durch die Schellen 25, 33 insbesondere
in Kombination mit der Verlängerungsstange 32 einen Synergieeffekt mit sich bringt,
da die durch die Verlängerungsstange 32 herbeigeführte größere Länge auch zu größeren
Biegemomenten führt. Diese Biegemomente können insbesondere durch Schellen 25, 33
besser aufgenommen werden, als dies beispielsweise bei einer Flanschverbindung möglich
ist, wo Biegemomente vorrangig durch die Schrauben im Flansch aufgenommen werden.
[0065] Die oben beschriebene Kupplungsvorrichtung 1 ist wie beschrieben zur Verbindung zweier
Wagenelemente eines Güterwagens ausgelegt. Zu diesem Zweck kann die Kupplungsvorrichtung
1 beispielsweise für eine maximale Zugkraft (Maximalzugkraft) von 1500 kN und eine
maximale Druckkraft (Maximaldruckkraft) von 2000 kN ausgelegt werden, wobei von diesen
Werten natürlich abgewichen werden kann. Da das dem Zentralbereich Z abgewandte einstückige
Federpaket 7 zur Aufnahme von Zugkraft vorgesehen wird, wird dieses für die genannte
Maximalzugkraft ausgelegt. Das dem Zentralbereich Z zugewandte einstückige Federpaket
6 ist zur Aufnahme der Druckkraft vorgesehen, um kann daher für die genannte Maximaldruckkraft
ausgelegt werden. Durch die unterschiedlichen Anforderungen können sich unterschiedlich
ausgebildete einstückige Federpakete 6, 7 ergeben, die beispielsweise eine unterschiedliche
Anzahl von Metallscheiben 19 und damit auch eine unterschiedliche Anzahl von elastomerem
Kunststoffen 20 zwischen den Metallscheiben 19 umfassen. Um die Anzahl der unterschiedlichen
Bauteile in der Kupplungsvorrichtung 1 zu reduzieren und damit die Verwechslungsgefahr
bei der Herstellung bzw. Wartung zu verringern, können beide einstückigen Federpakete
6, 7 gleich ausgebildet und somit für die höhere der Maximalzugkraft bzw. Maximaldruckkraft
ausgelegt werden. Damit auf den ersten Blick festgestellt werden kann, welches einstückige
Federpaket 6, 7 für welche mechanische Belastung ausgelegt ist, kann wie bereits oben
erwähnt zumindest einer der Kunststoffe mit einer Farbkodierung versehen sein, die
für die jeweilige mechanische Belastung repräsentativ ist, für die das jeweilige einstückige
Federpaket 6, 7 ausgelegt ist. Beispielsweise kann das für die maximale Druckkraft
von 2000 kN ausgelegte einstückige Federpaket 6 rot eingefärbt sein und das für die
maximale Zugkraft von 1500 kN ausgelegte einstückige Federpaket 7 grün eingefärbt
sein, wobei die Erfindung natürlich nicht auf bestimmte Farben eingeschränkt ist.
[0066] Weiters kann die oben beschriebene Kupplungsvorrichtung 1 für ein maximales Biegemoment
um die Fahrzeugquerachse von 3000 Nm und für ein maximales Biegemoment um die Fahrzeughochachse
von 1500 Nm ausgelegt werden. Die Wahl der Durchmesser der Kuppelstange und sonstige
Dimensionierungen können auf Basis dieser Anforderungen durch den Fachmann leicht
bestimmt werden. In der Regel ergibt sich mit dem oben beschriebenen Aufbau für typische
Anforderungen im Güterschienenverkehr eine Kupplungsvorrichtung 1 mit einem Gewicht
von 200 kg - 300 kg, z.B. 250 kg. Die genannte Schelle 25 hat üblicherweise ein Gewicht
von 30 kg - 40 kg, im Wesentlichen 35 kg, wobei jede Schellenhälfte 28 beispielswiese
17 kg wiegen kann.
Die hierin beschriebene Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
des Kraftübertragungskörpers 5 bzw. auf eine mehrteilige Kuppelstange 2 beschränkt.
Insbesondere könnten die einstückigen Federpakete 6, 7 auch bei Kupplungsvorrichtungen
1 zum Einsatz kommen, bei denen der Kraftübertragungskörper 5 anders ausgeführt ist
und/oder bei denen die Kuppelstange 2 einstückig gefertigt ist oder zwei Kuppelstangenteile
mittels eines Flanschs verbunden sind.
1. Kupplungsvorrichtung (1) zum Verbinden von Wagenelemente eines Güterwagens, umfassend
eine Kuppelstange (2) und zwei endseitig an der Kuppelstange (2) angeordnete Richtgelenke
(3) zum Verbinden der Kuppelstange (2) mit jeweils einem Wagenelement, wobei zumindest
eines der Richtgelenke (3) einen Kraftübertragungskörper (5) und ein erstes und ein
zweites Dämpfungselement umfasst, welche beiderseits des Kraftübertragungskörpers
(5) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kuppelstange (2) an den Enden (4) jeweils einen Endabschnitt (22) mit einem gegenüber
einem Zentralbereich (Z) der Kuppelstange (2) geringerem Durchmesser aufweist und
auf den Endabschnitten (22) nur die folgenden Elemente in der nachstehenden Reihenfolge,
gesehen von dem Zentralbereich (Z) der Kuppelstange (2), aufgeschoben sind:
- eine erste Federanliegscheibe (8),
- das erste als einstückiges Federelement (6) ausgebildete Dämpfungselement,
- den Kraftübertragungskörper (5),
- das zweite als einstückiges Federelement (7) ausgebildete Dämpfungselement,
- eine zweite Federanliegscheibe (9),
- eine Gewindehülse (10), die auf einem Gewinde auf dem dem Zentralbereich (Z) der
Kuppelstange (2) abgewandten Ende des Endabschnitts (22) arretiert ist,
wobei alle Komponenten des ersten und zweiten einstückigen Federelements (6, 7) jeweils
unlösbar miteinander verbunden sind, und das erste und zweite einstückige Federelement
(6, 7) zumindest zwei Metallscheiben (19) und einen zwischen diesen eingeklebten oder
aufvulkanisierten elastomeren Kunststoff (20) aufweist.
2. Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das erste Federpaket (6) und das zweite
Federpaket (7) identisch ausgebildet sind.
3. Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste einstückige Federelement
(6) und/oder das zweite einstückige Federelement (7) zumindest drei Metallscheiben
(19) und einen zwischen diesen eingeklebten oder aufvulkanisierten elastomeren Kunststoff
(20) aufweist, wobei Metallscheiben (19) und Kunststoff (20) jeweils abwechselnd angeordnet
sind.
4. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste einstückige
Federelement (6) und/oder das zweite einstückige Federelement (7) zumindest zwei miteinander
verschweißte Federteilelemente aufweist, die jeweils zwei Metallscheiben (19) und
einen zwischen diesen eingeklebten oder aufvulkanisierten elastomeren Kunststoff (20)
aufweisen.
5. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend ein Ersatzfederpaket
mit zumindest zwei Metallscheiben (19), zwischen denen ein elastomerer Kunststoff
(20) derart eingeklebt oder aufvulkanisiert ist, dass die Metallscheiben (19) und
der zwischen den Metallscheiben (19) befindliche Kunststoff (20) ein einstückiges
Federpaket bilden.
6. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest einer der
zwischen den Metallscheiben (19) eingeklebten oder aufvulkanisierten Kunststoffe des
ersten oder zweiten Federpakets (6, 7) eine Farbkodierung aufweist, welche für eine
mechanische Eigenschaft, insbesondere eine Maximalzugkraft oder Maximaldruckkraft,
des gesamten Federpakets (6, 7) repräsentativ ist.
7. Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5 in Kombination mit Anspruch 6, wobei das
Ersatzfederpaket anders als das erste oder das zweite Federpaket (6, 7) ausgebildet
ist und zumindest eine unterschiedliche mechanische Eigenschaft aufweist, wobei das
Ersatzfederpaket und das genannte erste oder das zweite Federpaket (6, 7) eine unterschiedliche
Farbkodierung aufweisen, die jeweils für die genannte mechanische Eigenschaft repräsentativ
sind.
8. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der elastomere Kunststoff
vulkanisierter Naturkautschuk oder vulkanisierter Synthesekautschuk, beispielsweise
Silikonkautschuk, ist.
9. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Metallscheiben
(19) einen größeren Innendurchmesser als der zwischen diesen eingeklebte oder aufvulkanisierte
Kunststoff (20) aufweisen.
10. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Federanliegscheiben
(8, 9), die einstückigen Federpakete (6, 7) und der Kraftübertragungskörper (5) zwischen
einer vertikalen Seitenfläche (23), die zwischen den Endabschnitten (22) und dem Zentralbereich
(Z) vorliegt, und der Gewindehülse (10) mit einer vorbestimmten axialen Vorspannung
eingespannt sind.
11. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei zumindest eine der
außenliegenden Metallscheiben (19) des ersten und/oder zweiten einstückigen Federpakets
(6, 7) einen axial nach außen ragenden Stift (21) aufweist, der in ein entsprechendes
Loch des Kraftübertragungskörpers (5) oder in ein entsprechendes Loch der ersten oder
zweiten Federanliegscheibe (8, 9) eingreift.
12. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Übergang von
den Endabschnitten (22) zum Zentralbereich (Z) der Kuppelstange (2) einstückig ausgebildet
ist.