ZUG- UND STOSSVORRICHTUNG FÜR MITTELPUFFERKUPPLUNGEN VON SCHIENENFAHRZEUGEN

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Zug- und Stoßvorrichtung mit einem Kupplungsarm für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen, die im Untergestell eines Schienenfahrzeuges angeflanscht befestigt ist und den Kupplungsarm mit einem Kupplungskopf über ein Gelenk, vorzugsweise Stabilisierungsgelenk, das an einem Gelenkbolzen angelenkt ist, elastisch gelagert und in Druckrichtung die Druckkräfte nach Überschreiten einer Gelenkspielabfederung spielfrei über eine Druckplatte und ein nachgeschaltetes vorgespanntes, druckseitiges Energieverzehrsystem auf das Untergestell über ein äußeres Gehäuse abstützt sowie in Zugrichtung die Zugkräfte über den Gelenkbolzen und ein zugseitiges Energieverzehrsystem spielfrei über Zuganschläge und das äußere Gehäuse auf das Untergestell abstützt.

Stand der Technik

[0002] Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 225 114 B1 bekannt.

[0003] Es sind Zug- und Stoßvorrichtungen bekannt , z.B. nach DE 1 455 255 A, mit geschlossenem Gehäuse und Zugbügel, bei denen der Kupplungsarm eine Mittelpufferkupplung im Zugbügel gelagert ist.

[0004] Das zwischen den fahrzeugseitigen Anschlägen vorgespannte Federsystem führt toleranzbedingt zum Spiel des Zugbügels bei Zugbelastung und Rucken und Zerrungen bei Fahrt im Zugverband. Das geschlossene Federgehäuse mit der eingesetzten Ringfeder ist aufwendig.

[0005] Weiterhin sind Zug- und Stoßvorrichtungen nach DD-PS 82 681 bekannt, deren ineinander geschaltete Vorhub- und Hauptfeder über Vorspanntöpfe und Zuganker aufwendig im geschlossenen Gehäuse gelagert sind. Bei vorgespanntem Einbau in die fahrzeugseitigen Anschläge tritt auch hier Spiel zwischen Gelenkbolzen und Gehäuse auf, das zu den unerwünschten Rucken und Zerrungen bei Fahrt im Zugverband führt. Stabilisierungsgelenke werden in ihrer Stabilisierungswirkung durch die sphärische Lagerung am Gelenkbolzen abgemindert. Es sind ebenfolls zug- und stoßvorichtungen bekannt, die ein irreversibles stoßverzehrglied aufweisen, wie z.B. in der EP-A-D417594.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile

[0006] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine anflanschbare Zug- und Stoßvorrichtung mit hohem Energieverzehrsystem zum bestmöglichen Schutz im Crashfall mit nichtliniarer Kennlinie des Federsystems zur Dämpfung der Längsschwingungen während der Fahrt und spielfreier Lagerung der Kupplungsarmanbringung zur Abminderung der Rucke und Zerrungen bei Fahrt zu schaffen.

[0007] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0008] Die Kernidee der Erfindung besteht darin, dass die bisher an sich schon bekannten Energieverzehrsysteme, nämlich ein Energieverzehrsystem für eine zugseitige Belastung und ein mehrstufiges Energieverzehrsystem für eine druckseitige Belastung, von denen bisher mindestens eines außerhalb des Gehäuses des Mittelpufferfederwerks angeordnet war, beide im Gehäuse angeordnet sind, und zwar in einer Reihenschaltung.

[0009] Damit ist sichergestellt, dass größere Absorptionsenergien über das entsprechende Energieverzehrsystem abgefedert und aufgefangen werden, so dass Schäden bei Aufläufen der Schienenfahrzeuge mit unzulässigen höheren Geschwindigkeiten sich nicht auf die Fahrzeugstruktur auswirken und auf den leicht tauschbaren Teil der Zug- und Stoßvorrichtung begrenzt bleiben und eine Abminderung der Rucke und Zerrungen bei Fahrt erreicht wird und dass auch eine Dämpfung der Längsschwingungen während der Fahrt erzielt wird.

[0010] Besweiteren ist vorgesehen, dass das druckseitige mehrstufige Energieverzehrsystem und/oder das zugseitige Energieverzehrsystem mit einem reversiblen Energieabsorptionsteil und einem irreversibel verformbaren Verformungselement versehen sind. Hierdurch ist es erreichbar, dass auch größere Energien, die beispielsweise bei einem Crashfall auftreten, aufgenommen werden und so Beschleunigungsspitzen in Bezug auf das Schienenfahrzeug bzw. in Bezug auf seine Ladung oder die beförderten Personen vermieden werden.

[0011] Der Einbau in einem Gehäuse für den reversiblen Energieverzehr und dem irreversiblen Energieverzehr hat den Vorteil, dass einerseits die normalen Belastungen im Rangierbetrieb und Zugverbandsbetrieb über den reversiblen Energieverzehr aufgenommen werden und dass andererseits im Crashfall die Zug- und Stoßvorrichtung wesentlich höhere zusätzliche Energie im irreversiblen Energieverzehr aufnimmt. Im Bereich der Fahrzeugstruktur sind keine hinter oder neben der Zug- und Stoßvorrichtung angeordneten zusätzlichen Crashelemente für den nach den europäischen Crashbedingungen geforderten Aufprall eines Zugverbandes mit 36 km/h Aufprallgeschwindigkeit erforderlich.

[0012] Weiterhin von Vorteil ist die Ausbildung des Verformungselementes mit den vorgespannten Abscherelemente, so dass kein Lockern der Verbindung eintritt und unerwünschte Spiele vermieden werden.

[0013] Unterschiedliche Gelenkausführungen der Mittelpufferkupplungen werden über die Anpassung der Druckplatte ohne Änderung des weiteren Innenlebens der Zug- und Stoßvorrichtung vorteilhaft eingebaut.

[0014] Die Gelenkbolzenlagerung in der Haube setzt die sichere Lagerung des Gelenkbolzens spielarm um, wobei vorteilhaft einerseits ein Herausfallen des Gelenkbolzens verhindert ist und andererseits beim Ein- und Ausbau der Kupplung oder des Zughakens die Zug- und Stoßvorrichtung mit dem Untergestell des Fahrzeugs verschraubt bleibt. Die nichtlineare Kennlinie der Feder des Energieverzehrsystems dämpft vorteilhaft die Längsschwingungen bei Fahrt im Zugverband.

[0015] Das im von außen sichtbaren Bereich der Zug- und Stoßvorrichtung angebrachte Abscherelement schert beim Ansprechen des irreversiblen Energieverzehrs ab und zeigt vorteilhaft die stattgefundene hohe Belastung an.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1

in einer Draufsicht mit Halbschnitt die Zug- und Stoßvorrichtung,

Fig. 2

in einer Seitenansicht im Schnitt die Zug- und Stoßvorrichtung,

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

[0017] In Fig. 1 ist in der Draufsicht mit Halbschnitt die Zug- und Stoßvorrichtung mit einem Kupplungsarm für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen in Flanschausführung dargestellt. Die Zug- und Stoßvorrichtung 100 ist über die Schraubverbindung 24 mit dem Untergestell 1 des Schienenfahrzeugs verschraubt. Der Kupplungsarm mit Kupplungskopf 2 ist über die Gelenkspielabfederung 7 am Gelenkbolzen 4 angelenkt.

[0018] In Fig. 2 ist in einer Seitenansicht im Schnitt die Zug- und Stoßvorrichtung dargestellt. Das Gelenk 3 stützt sich mit der Endfläche gegen die Druckplatte 8 ab, die bei Druckbelastung die Druckkräfte auf das reversible Energieverzehrsystem bestehend aus Dämpfer 13 und Vorhubfeder 14 überträgt, wobei der Abstützung über den inneren Deckel 15 zum inneren Gehäuse 16 erfolgt. Das innere Gehäuse 16 drückt über den Anschlag 17 auf das Verformungselement 23, das sich über den Abscherring 20 und den konischen Ring 21 am Anschlag 22 des äußeren Gehäuses 10 abstützt, wobei sich das äußere Gehäuse 10 mit dem Flansch 27 am Untergestell abstützt. Beim Ansprechen des irreversiblen Energieverzehrs wird der Abscherring 20 abgeschert und das Verformungselement 23 durch den konischen Ring 21 gedrückt. Der über die Schraubverbindung 18 mit dem Verformungselement 23 verschraubte äußere Deckel 19 bewegt sich in Druckrichtung 5 entsprechend dem Verformungsweg.

[0019] Bei Zugbelastung stützt sich der Gelenkbolzen 4 am inneren Gehäuse 16 über den inneren Deckel 15, die Verhubfeder 14, den Dämpfer 13 an der Druckplatte 8 ab, die über die Zuganschläge 12 die Zugkräfte zum äußeren Gehäuse 10 überträgt, das sich einerseits mit den Schraubverbindungen 24 am Untergestell 1 abstützt. Das innere Gehäuse 16 bewegt sich um den Zughub in Zugrichtung 6 aus dem äußeren Gehäuse 10.

Bezugszeichenliste

[0020] 

100

Zug- und Stoßvorrichtung

1

Untergestell

2

Kupplungsarm mit Kupplungskopf

3

Gelenk

4

Gelenkbolzen

5

Druckrichtung

6

Zugrichtung

7

Gelenkspielabfederung

8

Druckplatte

9

druckseitiges Energieverzehrsystem

10

äußeres Gehäuse

11

zugseitiges Energieverzehrsystem

12

Zuganschlag

13

Dämpfer

14

Vorhubfeder

15

innerer Deckel

16

inneres Gehäuse

17

Anschlag

18

Schraubverbindungen

19

äußerer Deckel

20

Abscherring

21

konischer Ring

22

Anschlag

23

Verformungselement

24

Schraubverbindungen

25

Verformungsdüse

26

Haube

27

Flansch

28

Abscherschraube

29

Rohr

Ansprüche

1. Zug- und Stoßvorrichtung (100) mit einem Kupplungsarm (2) für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen, die im Untergestell (1) eines Schienenfahrzeuges angeflanscht befestigt ist und den Kupplungsarm (2) mit einem Kupplungskopf über ein Gelenk (3), vorzugsweise Stabilisierungsgelenk, das an einem Gelenkbolzen (4) angelenkt ist, elastisch gelagert und in Druckrichtung (56) die Druckkräfte nach Überschreiten einer Gelenkspielabfederung (7) spielfrei über eine Druckplatte (8) und ein nachgeschaltetes vorgespanntes, druckseitiges Energieverzehrsystem (9) auf das Untergestell (1) über ein äußeres Gehäuse (10) abstützt sowie in Zugrichtung (6) die Zugkräfte über den Gelenkbolzen (4) und ein zugseitiges Energieverzehrsystem (11) spielfrei über Zuganschläge (12) und das äußere Gehäuse (10) auf das Untergestell (1) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitige, mehrschichtige Energieverzehrsystem (9) und das zugseitige Energieverzehrsystem (11) in Reihe geschaltet innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet sind, wobei das druckseitige Energieverzehrsystem (9) und/oder das zugseitige Energieverzehrsystem (11) mit einem irreversiblen verformbaren Verformungselement (23) versehen ist und das Verformungselement (23) als Stoßverzehrglied ein Rohr (29) ist, das bei einer Stoßbelastung durch das Verformungsteil, nämlich einen Druckring (21) drückbar und irreversibel querschnittsverformbar ausgebildet ist, und dass in Druckrichtung (5) sich die Druckplatte (8) auf das druckseitige Energieverzehrsystem (9) mit den reversiblen Energieverzehrelementen Dämpfer (13) und Vorhubfeder (14) über einen inneren Deckel (15) auf ein inneres Gehäuse (16) abstützt und weiterhin das innere Gehäuse (16) sich über einen Anschlag (17) auf die irreversiblen Energieverzehrelemente Verformungsrohr (23) mit Abscherring (20), das vorgespannt über die Schraubverbindungen (18) des äußeren Deckels (19) und über den konischen Druckring (21) gegen den Anschlag (22) gehalten ist, und das äußere Gehäuse (10) gegen das Untergestell (1) abstützt.

2. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungselement (23) ein durch ein Verformungsteil verformbares mechanisches Stoßverzehrglied ist.

3. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine irreversible Verformung eines Verformungselementes (23) oder des Energieverzehrelementes (9) und/oder des Energieverzehrelementes (11) erst nach Überschreitung eines vorgebbaren Druck- und/oder Zugbelastungswertes am Abscherelement, Abscherring (20) und/oder Abscherbolzen der Zug- und Stoßvorrichtung (100) durchführbar ist.

4. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie der Feder des druck- oder zugseitigen Energieverzehrelementes (9, 11), vorzugsweise nichtlinear, schwingungsdämpfend ausgebildet ist.

5. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Zugrichtung (6) der Gelenkbolzen (4) über das innere Gehäuse (16) und den inneren Deckel (15) über das zugseitige Energieverzehrsystem (11) mit den reversiblen Energieverzehretementen Dämpfer (13) und Vorhubfeder (14), die Druckplatte (8), den Zuganschlag (12) gegen das äußere Gehäuse (10) und die Schraubverbindungen (24) gegen das Untergestell (1) abstützt.

6. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkbolzen (4) gegen Herausfallen über eine Haube (26), die gegen den Flansch (27) des Gehäuses (10) verschraubt ist, gesichert ist.

7. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Kupplungsarm wirkverbundenes Anzeigeelement zur Anzeige einer beginnenden oder erfolgten irreversiblen Verformung des Verformungselementes vorgesehen ist.

8. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement ein in das innere Gehäuse (16) teilweise eingesteckter oder eingeschraubter Abscherbolzen oder eine Abscherschraube (28) ist, die bei einer irreversiblen Verformung des Verformungselements (23) über die Haube (26) durch Abscherung zerstörbar sind.

Claims

1. A drawing and buffing device (100) with a coupling arm (2) for central buffer couplings of rail vehicles, which is attached with flange mount in the chassis (1) of a rail vehicle and which supports the coupling arm (2) with a coupling head via a joint (3), preferably a stabilisation joint, which is hinged on a joint bolt (4), with elastic support, together with the pressure forces in a play-free manner via a pressure plate (8) in the direction of pressure (56) after a joint play spring mechanism (7) has been transgressed, and a downstream, pre-tensioned energy consumption system (9) on the pressure side on the chassis (1) via an external housing (10), and which also supports in the draw direction (6) the drawing forces via the joint bolt (4) and an energy consumption system (11) on the drawing side in a play-free manner via buffers (12), together with the external housing (10) on the chassis (1), characterized in that the multi-layered energy consumption system (9) on the pressure side and the energy consumption system (11) on the drawing side are arranged within the housing (10) in such a manner that they are connected in series, wherein the energy consumption system (9) on the pressure side and/or the energy consumption system (11) on the drawing side is equipped with an irreversible, deformable deformation element (23), and that the deformation element (23) as an impact buffer member is a pipe (29) which when subjected to impact can be pushed by the deformation part, namely a pressure ring (21), and is designed to be irreversibly deformable in its profile, and that in the direction of pressure (5), the pressure plate (8) rests on the energy consumption system (9) on the pressure side with the reversible energy consumption elements, the damper (13) and the pre-stroke spring (14) via an inner lid (15) on an internal housing (16), and furthermore, the internal housing (16) rests via a stop (17) on the irreversible energy consumption elements, the deformation pipe (23) with shearing ring (20), which are pre-tensioned over the screw connections (18) of the external lid (19) and over the conical pressure ring (21) against the stop (22), and the external housing (10) rests on the chassis (1).

2. A drawing and buffing device according to claim 1, characterized in that the deformation element (23) is a mechanical impact buffer member which is deformable via a deformation part.

3. A drawing and buffing device according to either of preceding claims 1 or 2, characterized in that an irreversible deformation of a deformation element (23) or of the energy consumption element (9), and/or of the energy consumption element (11) can only be conducted after a specifiable pressure and/or drawing load value has been transgressed on the shearing element, the shearing ring (20), and/or on the shearing bolt of the drawing and buffing device (100).

4. A drawing and buffing device according to any one of the preceding claims, characterized in that the characteristic curve of the spring of the energy consumption element (9, 11) on the pressure or drawing side is preferably designed in a non-linear and vibration-reducing manner.

5. A drawing and buffing device according to any one of the preceding claims,
characterized in that, in the drawing direction (6), the joint bolt (4) rests against the external housing (10) via the internal housing (16) and the inner lid (15), via the energy consumption system (11) on the drawing side with the reversible energy consumption elements damper (13) and pre-stroke spring (14), the pressure plate (8), the buffer (12), and the screw connections (24) against the chassis (1).

6. A drawing and buffing device according to any one of the preceding claims, characterized in that the joint bolt (4) is secured against falling out via a hood (26) which is screwed against the flange (27) of the housing (10).

7. A drawing and buffing device according to any one of the preceding claims,
characterized in that a display element which is interactively connected with the coupling arm is provided in order to display an irreversible deformation of the deformation element which is beginning or which has been completed.

8. A drawing and buffing device according to claim 7, characterized in that the display element is a shearing bolt or shearing screw (28) which is partially inserted into the internal housing (16), which with an irreversible deformation of the deformation element (23) can be destroyed via the hood (26) by shearing.

Revendications

1. Dispositif de traction et de choc (100) avec un bras d'attelage (2) pour des attelages à tampon central de véhicules ferroviaires, qui est fixé par bridage dans le châssis (1) d'un véhicule ferroviaire et supporte de façon élastique le bras d'attelage (2) sur le châssis (1) avec une tête d'attelage via une articulation (3), de préférence une articulation de stabilisation, qui est articulée sur un axe d'articulation (4) et supporte dans la direction de pression (56) les forces de pression après dépassement d'une suspension du jeu d'articulation (7) sans jeu via une plaque de pression (8) et un système de dispersion d'énergie (9) côté pression, pré-tendu et monté en aval via un carter extérieur (10) et supporte sur le châssis (1), dans la direction de traction (6), les forces de traction via le boulon d'articulation (4) et un système de dispersion d'énergie (11) côté traction sans jeu via des butées de traction (12) et le carter extérieur (10), caractérisé en ce que le système de dispersion d'énergie (9) à plusieurs couches, côté pression, et le système de dispersion d'énergie (11) côté traction sont disposés en série à l'intérieur du carter (10), le système de dispersion d'énergie (9) côté pression et/ou le système de dispersion d'énergie (11) côté traction étant muni(s) d'un élément de déformation (23) déformable irréversible, et l'élément de déformation (23) en tant qu'organe de dispersion de choc étant un tube (29) qui, en cas de contrainte de choc, peut être pressé par la partie de déformation, à savoir une bague de pression (21) et est constitué de façon à ce que sa section transversale soit déformable de façon irréversible, et en ce que, dans la direction de pression (5), la plaque de pression (8) s'appuie sur le système de dispersion d'énergie (9) côté pression avec les éléments de dispersion d'énergie réversibles que sont un amortisseur (13) et un ressort de pré-course (14) via un couvercle (15) intérieur sur un carter (16) intérieur, et en outre en ce que le carter (16) intérieur s'appuie via une butée (17) sur les éléments de dispersion d'énergie irréversibles qu'est le tube de déformation (23) avec bague de cisaillement (20) qui est retenu de façon pré-tendue via les assemblages vissés (18) du couvercle (19) extérieur et via la bague de pression (21) conique contre la butée (22), et en ce que le carter extérieur (10) repose contre le châssis (1).

2. Dispositif de traction et de choc selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de déformation (23) est un organe de dispersion de choc mécanique déformable par une partie de déformation.

3. Dispositif de traction et de choc selon une des revendications précédentes 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une déformation irréversible d'un élément de déformation (23) ou de l'élément de dispersion d'énergie (9) et/ou de l'élément de dispersion d'énergie (11) n'est réalisable qu'après le dépassement d'une valeur paramétrable de contrainte de pression et/ou de traction sur l'élément de cisaillement, la bague de cisaillement (20) et/ou le boulon de cisaillement du dispositif de traction et de choc (100).

4. Dispositif de traction et de choc selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne caractéristique du ressort de l'élément de dispersion d'énergie (9, 11) côté pression ou traction est constituée de façon à amortir les vibrations, de préférence de façon non linéaire.

5. Dispositif de traction et de choc selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la direction de traction (6), l'axe d'articulation (4) s'appuie contre le carter (10) extérieur via le carter (16) intérieur et le couvercle (15) intérieur, via l'élément de dispersion d'énergie (11) côté traction, avec les éléments de dispersion d'énergie réversibles que sont l'amortisseur (13) et le ressort de pré-course (14), la plaque de pression (8), la butée de traction (12), et les assemblages vissés (24) contre le châssis (1).

6. Dispositif de traction et de choc selon une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le boulon d'articulation (4) est bloqué, pour l'empêcher de tomber, via un capot qui est vissé contre la bride (27) du carter (10).

7. Dispositif de traction et de choc selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un élément d'affichage raccordé activement au bras d'attelage pour l'affichage d'une déformation irréversible, qui commence ou qui est réalisée, de l'élément de déformation.

8. Dispositif de traction et de choc selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément d'affichage est un boulon de cisaillement ou une vis de cisaillement (28) vissé(e) ou enfiché(e) partiellement dans le carter (16) intérieur et qui, en cas de déformation irréversible de l'élément de déformation (23), peuvent être détruits via le capot (26) par cisaillement.

Zeichnung