Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft eine Schienenfahrzeugkupplung.
Stand der Technik
[0002] Bestimmte Typen von Schienenfahrzeugen, wie Straßenbahnen oder U-Bahnen verkehren
in festen Zugzusammenstellungen und werden betriebsmäßig nicht getrennt. Dabei weisen
diese Fahrzeuge auch oft spezielle Konfigurationen auf, bei welchen nicht jedes einzelne
Fahrzeug mit einem Fahrwerk ausgestattet ist, sondern als sogenannter Sänftenwagen
von den benachbarten Fahrzeugen getragen wird, bzw. als Aufliegerfahrzeug teilweise
von einem der benachbarten Fahrzeuge getragen wird. Zwischen einem konventionellen
und einem Sänftenwagen oder einem Aufliegerfahrzeug ist eine besondere Kupplung vorgesehen,
welche die Betriebs- und Gewichtskräfte übermittelt und welche die erforderliche Beweglichkeit
für Kurven- Kuppen- und Wannenfahrten sicherstellt. Dafür sind insbesondere Kugelgelenke
(Sphärolager) oder Elastomer-Schichtfederlager gut geeignet, sind jedoch um geeignete
Wankstützen zu ergänzen. Diese Wankstützen verhindern ein Verkippen um die Längsachse
der gekoppelten Wagen zueinander, behindern die weiteren Freiheitsgrade jedoch nicht.
Eine Wartung dieser Kugelgelenke kann jedoch nur erfolgen, wenn die Kuppelstelle zwischen
einem konventionellen Wagen und einem Sänftenwagen getrennt ist. Dabei ist der Sänftenwagen,
da er kein Drehgestell umfasst, geeignet anzuheben und abzustützen. Diese Tätigkeit
ist auch in einer gut ausgerüsteten Schienenfahrzeugwerkstatt ein umfangreiches, aufwendiges
und somit teures Vorhaben, sodass dafür Erleichterungen geschaffen wurden. In der
Patentschrift
AT 519362 B1 ist ein Rahmen zur Überbrückung eines Kugelgelenks während der Wartungsarbeiten an
diesem Kugelgelenk gezeigt, der es ermöglicht, das Kugelgelenk kraftfrei zu halten
und somit ausbauen zu können. Jedoch führen bereits kleinste Abweichungen der Positionen
der Fahrzeuge zueinander zu hohen Zwangskräften, was den Ein- bzw. Ausbau des Lagers,
insbesondere des die Gelenkkugel durchdringenden Bolzens erschwert. Insbesondere ist
während der Montage oder Demontage des das Sphärolager durchdringenden Bolzens eine
exakte Fluchtung der Bohrungen in dem Sphärolager und der Gelenkgabel sicherzustellen,
was wegen der erforderlichen engen Toleranzen zwischen den Bohrungen in der Gelenkgabel
und dem Bolzen außerordentlich schwierig ist.
Darstellung der Erfindung
[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schienenfahrzeugkupplung mit
einem Sphärolager anzugeben, bei welcher ein Ein- bzw. Ausbau des Bolzens des Lagers
einfach möglich ist, insbesondere sollen minimale Ungenauigkeiten der Positionierung
der beiden Hälften der Kupplung zueinander das Einbringen des Bolzens nicht erschweren.
[0004] Die Aufgabe wird durch eine Schienenfahrzeugkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
[0005] Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine Schienenfahrzeugkupplung für die Verbindung
zweier Schienenfahrzeuge beschrieben, welche ein zur lösbaren Verbindung mit einem
der beiden Schienenfahrzeuge eingerichtetes Gelenkauge und eine zur lösbaren Verbindung
mit dem weiteren der beiden Schienenfahrzeuge eingerichtete Gelenkgabel sowie einen
waagrecht ausgerichteten Bolzen, welche mit der Gelenkgabel verbindbar ist und welche
ein mit dem Gelenkauge verbundenes Sphärolager durchdringt umfasst, wobei jedes Ende
des Bolzens über je einen elastischen Lagerring mit der Gelenkgabel verbunden ist.
[0006] Dadurch ist der Vorteil erzielbar, das Schließen des Gelenks deutlich einfacher zu
gestalten als bei Schienenfahrzeugkupplungen gemäß dem Stand der Technik. Konventionelle
Gelenke bedürfen einer optimalen Ausrichtung der Bohrungen in der Gelenkgabel und
in dem Sphärolager, um den Bolzen einbringen zu können. Selbst kleine Ungenauigkeiten
in dieser Ausrichtung führen dazu, dass der Bolzen nicht, bzw. nur mit übermäßigem
Kraftaufwand eingebracht werden kann. Gegenständliche Erfindung ermöglicht es, auch
bei nicht idealer Fluchtung dieser Bohrungen, den Bolzen einbringen zu können, da
zwischen der Innenwandung der Bohrungen in der Gelenkgabel und dem Bolzen ein Zwischenraum
besteht, sodass bei der Gelenkmontage in einem ersten Schritt der Bolzen in das Sphärolager
eingebracht wird. Der genannte Zwischenraum wird bei der weiteren Montage jeweils
mit einem elastischen Lagerring mit der Gelenkgabel verbunden.
[0007] Der elastische Lagerring ist als dreiteiliger Bauteil, umfassend einen konusförmigen
metallischen Innenring mit zylindrischer Bohrung und einen konusförmigen metallischen
Außenring mit konischer Bohrung und einer elastischen Zwischenschicht zwischen dem
Innenring und dem Außenring ausgeführt. Die korrespondierenden Bohrungen in der Gelenkgabel
sind dabei ebenfalls konusförmig auszuführen.
[0008] Es ist an beiden Enden des Bolzens je ein elastischer Lagerring vorzusehen, welcher
nach dem Einbringen des Bolzens in das Sphärolager auf das jeweilige Bolzenende geschoben
wird. Dabei werden kleine Exzentrizitäten des Bolzens gegenüber den Bohrungen in der
Gelenkgabel von der elastischen Zwischenschicht des elastischen Lagerrings aufgenommen.
Somit gelingt es, auch bei nicht vollständiger Fluchtung der Bohrungen in der Gelenkgabel
mit dem Bolzen, diesen Bolzen in die Schienenfahrzeugkupplung einzubringen.
[0009] Es ist vorteilhaft, die Lagerringe axial in Richtung des Mittelpunkts des Sphärolagers
in ihrer Einbauposition zu spannen, sodass eine Lockerung der Lagerringe und damit
auch des Bolzens verhindert werden kann. Dazu ist an jedem Ende des Bolzens ein Spanndeckel
anzuordnen, welcher die Innenringe der Lagerringe mittels einer Schraubverbindung
an dem Bolzen fixiert.
Es ist möglich, diese Schraubverbindung mit Gewinden im Bolzen auszuführen oder mittels
einer Zugstange zu realisieren, welche im Inneren eines hohl gebohrten Bolzens geführt
wird.
[0010] Um eine definierte Position der Innenringe an dem Bolzen zu erzielen, ist mindestens
eine Hülse vorzusehen, welche den Bolzen zwischen dem Sphärolager und einem der Lagerringe
umfasst. Die Länge dieser Hülse bestimmt die Position des inneren Lagerrings in Bezug
auf das Sphärolager. Es kann eine der Hülsen durch einen Ansatz an dem Bolzen ersetzt
werden, wodurch jedoch die Fügerichtung des Bolzens eingeschränkt wird.
[0011] In weiterer Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, an jedem Ende des Bolzens einen
äußeren Spanndeckel anzuordnen, welcher die Außenringe der Lagerringe mittels einer
Schraubverbindung an der Gelenkgabel fixiert. Solcherart können die Bohrungen in der
Gelenkgabel verschlossen und die Lagerringe vor Verschmutzung geschützt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0012] Es zeigen beispielhaft:
- Fig.1
- Schienenfahrzeugkupplung, Detail.
- Fig.2
- Schienenfahrzeugkupplung.
- Fig.3
- Schienenfahrzeugkupplung, Lagerringe in X-Stellung.
- Fig.4
- Schienenfahrzeugkupplung, Lagerringe in O-Stellung.
Ausführung der Erfindung
[0013] Fig.1 zeigt beispielhaft und schematisch ein Detail einer Schienenfahrzeugkupplung. Es
ist ein Schnitt durch eine Schienenfahrzeugkupplung 1, umfassend ein Gelenkauge 2
mit einem darin angeordneten Sphärolager 5 dargestellt. Der Schnitt verläuft durch
den Mittelpunkt des Sphärolagers 5, entlang dem das Sphärolager 5 durchdringenden
Bolzen 4. Es ist eine Hälfte der Schienenfahrzugskupplung 1 dargestellt, die zweite
Hälfte ist dazu spiegelbildlich ausgebildet. Das Gelenkauge 2 ist mit Bohrungen zur
Herstellung einer Schraubverbindung mit einem Schienenfahrzeug ausgestattet und weist
eine Ausformung auf, in welcher das Sphärolager 5 angeordnet ist. Das Sphärolager
ist von einem Bolzen 4 durchdrungen, deren Enden jeweils in einer Gelenkgabel 3 gelagert
sind. Die Zusammenstellung aus einem Gelenkauge 2 mit einem Sphärolager 5, einer Gelenkgabel
3 und einem Bolzen 4 bildet eine Schienenfahrzeugkupplung mit drei Rotationsfreiheitsgraden,
wie sie beispielsweise an der Kuppelstelle zwischen einem Sänftenwagen und einem konventionellen
Wagen zum Einsatz kommen kann. Die Schienenfahrzeugkupplung 1 ist in teilweise zerlegtem
Zustand dargestellt, der Bolzen 4 ist nicht mit der Gelenkgabel 3 verbunden, die entsprechenden
Verbindungselemente sind nach Art der Explosionszeichnung in ihrer relativen Einbaulage
zu dem Bolzen 4 dargestellt. Erfindungsgemäß erfolgt diese Verbindung mittels eines
elastischen Lagerrings 6. Dieser elastische Lagerring 6 umfasst einen Innenring 8,
einen Außenring 9 und eine elastische Zwischenschicht 10, welche zwischen dem Innenring
8 und dem Außenring 9 angeordnet ist. Der Innendurchmesser des Innenrings 8 ist so
gestaltet, dass er auf den Bolzen 4 schiebbar ist, wobei eine den Bolzen 4 umfassende
Hülse 7 den erforderlichen Abstand des Innenrings 8 zu dem Sphärolager 5 in seiner
Einbauposition vorgibt. Die Außenkontur des Innenrings 8 ist konisch ausgeführt, ebenso
die Innenkontur des Außenrings 9, sodass die elastische Zwischenschicht 10 im Wesentlichen
eine kegelstumpfartige Form mit einer kegeligen Bohrung annimmt. In der Gelenkgabel
3 ist eine konische Bohrung 12 zur Aufnahme des elastischen Lagerrings 6, genauer
des Außenrings 9 angeordnet. Bei der Montage, d.h. dem Schließen der Schienenfahrzeugkupplung
1 werden in einem ersten Schritt die Gelenkgabel 3 und das Gelenkauge 2 mit dem Sphärolager
5 in ihre relative Montageposition gebracht und der Bolzen 4 in das Sphärolager 5
eingebracht. Letzteres kann sehr einfach erfolgen, da die Enden des Bolzens 4 dabei
nicht in Passungen an der Gelenkgabel 3 eingeführt werden müssen, sondern einen großen
Freiraum besitzen und die Positionierung der Gelenkgabel 3 zu dem Gelenkauge 2 nicht
mit jener Genauigkeit erfolgen muß wie bei herkömmlichen Schienenfahrzeugkupplungen.
In weiterer Folge werden die Hülsen 7 auf den Bolzen 4 geschoben sowie die elastischen
Lagerringe 6. Die konische Bohrung 12 bewirkt eine Zentrierung des Bolzens 4 in der
konischen Bohrung 12 wenn die elastischen Lagerringe 6 in Richtung des Sphärolagers
5 auf den Bolzen 4 geschoben werden. Die Endposition des Innenrings 8 ist dabei durch
die Hülse 7 bestimmt. Ein Spanndeckel 11 fixiert den Innenring 8 auf dem Bolzen 4,
wobei in gezeigtem Ausführungsbeispiel eine durch eine Bohrung 13 geführte Schraubverbindung,
welche die Spanndeckel 11 beider Seiten verbindet, einsetzbar ist. Ebenso kann der
Spanndeckel 11 mittels eines auf einem Ansatz des Bolzens 4 befindlichen Gewindes
lösbar befestigt werden.
[0014] Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch eine Schienenfahrzeugkupplung. Es ist die Schienenfahrzeugkupplung
1 aus Fig.1 dargestellt, wobei der Schnitt durch die gesamte Schienenfahrzeugkupplung
1 gezeigt ist und wobei alle Bauteile in ihrer Einbauposition gezeigt sind. Die elastischen
Lagerringe 6 befinden sich in ihren, durch die Hülsen 7 vorgegebenen Endpositionen
und werden durch Spanndeckel 11 fixiert. Weiters sind äußere Spanndeckel 13 an den
Enden des Bolzens 4 angeordnet und verhindern ein Lockerwerden der elastischen Lagerringe
6 in den konischen Bohrungen der Gelenkgabel 3. Die äußeren Spanndeckel 13 können
mittels Schraubverbindungen an der Gelenkgabel 3 lösbar befestigt werden.
[0015] Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch eine Schienenfahrzeugkupplung mit Lagerringen
in X-Stellung. Es ist eine stark abstrahierte Schnittdarstellung durch eine Schienenfahrzeugkupplung
1 mit einer Gelenkgabel 3, einem Gelenkauge 2 mit einem Sphärolager 5 und einen das
Sphärolager 5 durchdringenden Bolzen 4 dargestellt. Die Enden des Bolzens 4 sind in
elastischen Lagerringen 6 in konischen Bohrungen in der Gelenkgabel 3 befestigt. Es
ist ein horizontaler Schnitt durch den Mittelpunkt des Sphärolagers 5 gezeigt. Die
elastischen Lagerringe 6 sind mittels je einem Spanndeckel 11 an dem Bolzen 4 fixiert.
Dazu ist eine Schraubverbindung mit dem Bolzen 4 vorgesehen. Der innere Aufbau der
elastischen Lagerringe 6 zeigt in dieser Schnittdarstellung eine X-förmige Struktur.
[0016] Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch eine Schienenfahrzeugkupplung mit Lagerringen
in O-Stellung. Es ist eine Schienenfahrzeugkupplung 1 wie in Fig.3 dargestellt, welche
sich im Aufbau der elastischen Lagerringe 6 unterscheidet. In diesem Ausführungsbeispiel
ist der Verlauf der elastischen Zwischenschicht so gestaltet, dass deren Durchmesser
in Richtung des Sphärolagers hin zunimmt, der innere Aufbau der elastischen Lagerringe
6 zeigt in dieser Schnittdarstellung eine O-förmige Struktur. Diese Ausführungsform
bedingt es, einen äußeren Spanndeckel 14 einzusetzen, um ein Lockerwerden der elastischen
Lagerringe zu verhindern. Die äußeren Spanndeckel 14 sind dabei mittels Schraubverbindungen
mit der Gelenkgabel 3 lösbar verbunden.
Liste der Bezeichnungen
[0017]
- 1
- Schienenfahrzeugkupplung
- 2
- Gelenkauge
- 3
- Gelenkgabel
- 4
- Bolzen
- 5
- Sphärolager
- 6
- Elastischer Lagerring
- 7
- Hülse
- 8
- Innenring
- 9
- Außenring
- 10
- Elastische Zwischenschicht
- 11
- Spanndeckel
- 12
- Konische Bohrung
- 13
- Bohrung
- 14
- Äußerer Spanndeckel
1. Schienenfahrzeugkupplung (1) für die Verbindung zweier Schienenfahrzeuge, umfassend
ein zur lösbaren Verbindung mit einem der beiden Schienenfahrzeuge eingerichtetes
Gelenkauge (2) und eine zur lösbaren Verbindung mit dem weiteren der beiden Schienenfahrzeuge
eingerichtete Gelenkgabel (3) sowie einen waagrecht ausgerichteten Bolzen (4), welche
mit der Gelenkgabel (3) verbindbar ist und welche ein mit dem Gelenkauge (2) verbundenes
Sphärolager (5) durchdringt,
dadurch gekennzeichnet, dass
jedes Ende des Bolzens (4) über je einen elastischen Lagerring (6) mit der Gelenkgabel
verbunden ist.
2. Schienenfahrzeugkupplung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Hülse (7) den Bolzen (4) zwischen dem Sphärolager (5) und einem Lagerring
(6) umfasst.
3. Schienenfahrzeugkupplung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lagerringe (6) je einen konusförmigen metallischen Innenring (8) mit zylindrischer
Bohrung und einen konusförmigen metallischen Außenring (9) mit konischer Bohrung aufweisen,
wobei eine elastische Zwischenschicht (10) zwischen dem Innenring und dem Außenring
angeordnet ist.
4. Schienenfahrzeugkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
an jedem Ende des Bolzens ein Spanndeckel (11) angeordnet ist, welcher die Innenringe
(8) der Lagerringe (6) mittels einer Schraubverbindung an dem Bolzen (4) fixiert.
5. Schienenfahrzeugkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende des Bolzens (4) ein äußerer Spanndeckel (14) angeordnet ist,
welcher die Außenringe (9) der Lagerringe (6) mittels einer Schraubverbindung an der
Gelenkgabel (3) fixiert