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Zug-und Stossvorrichtung für Mittelpufferkupplungen an Schienenfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Zug-und Stossvorrichtung für Mittelpufferkupplungen an Schienenfahrzeugen, bei welcher die Zugkräfte über einen, an einem Zugbügel quer zur Belastungsrichtung gelagerten Gelenkzapfen und die Stosskräfte über eine am Schaft des Kupplungsgliedes angeordnete Gelenkpfanne auf die Pufferfeder übertragen werden ;
sie betrifft ferner eine solche Vorrichtung, bei welcher darüber hinaus im Zugbügel die vordere Widerlagerplatte der Pufferfeder verschiebbar geführt ist und die Gelenkpfanne für das Kupplungsglied trägt und betrifft schliesslich auch eine Zug-und Stossvorrichtung, bei welcher das Zuggestänge sich über die Länge einer der auf Zug und Druck beanspruchten, in Ausgangslage zwischen fahrzeugfesten Anschlägen eingespannten Pufferfedern erstreckt und mit dem Kupplungsschaft gelenkig verbunden ist.
Bei Eisenbahnwagen, die mit Mittelpufferkupplungen mit den verschiedenen bekannten Typen solcher Zug- und Stossvorrichtungen ausgerüstet sind, werden im allgemeinen durch die Zug-und Stossvorrichtungen dieser Kupplungen starke Richtkräfte ausgeübt, durch welche die Wagen in die gemeinsame Längsrichtung zurückgeführt werden. Sowohl bei Fahren auf geraden als auch auf gekrümmten Schienensträngen wirken sich diese erheblichen Wagenrichtkräfte der Zug-und Stossvorrichtungen der Kupplung bekanntlich besonders bei scharfem Bremsen des Zuges bzw. bei heftigen Stossvorgängen günstig aus ; durch eine wirksame Richtsteuerung werden Abnutzung der Radflansche sowie des Schienenkopfes, Abnutzung und Heisswerden des Achslagers und auch ein etwaiges seitliches Zusammenstossen der Wagen wesentlich vermindert bzw. verhindert.
Insbesondere beim Betrieb von Zügen mit Zweiachsern, also bei langem Wagenüberhang über die Achse hinaus, erweisen sich solche Zug-und Stossvorrichtungen als überaus vorteilhaft und wirksam. An abgekuppelten Wagen werden jedoch die Kupplungen durch die vom Mittelpuffer bzw. von den vorhandenen Zug-und Stossvorrichtungen auf sie ausgeübten starken Richtkräfte derart in zentrierter Lage gehalten, dass eine Betätigung bzw. seitliche Verschwenkung der Kupplung von Hand aus praktisch völlig unmöglich ist. Im Eisenbahnbetrieb ergibt sich aber anderseits häufig die Notwendigkeit, die Kupplungen mittels Handkraft in eine abgewinkelte Seitenlage zu verschwenken, um sie in einen gegenüberliegenden Kupplungskopf richtig einzusetzen, so beispielsweise beim Kuppeln von zwei Wagen auf einer Gleiskurve.
Nach der Erfindung werden nun bei Zug-und Stossvorrichtungen für Mittelpufferkupplungen der eingangs beschriebenen Art diese erwähnten Schwierigkeiten in einfacher und wirksamer Weise dadurch behoben, dass in der Zug-und Stossvorrichtung zusätzlich zu den Pufferfedern Druckfedern eingesetzt sind, welche den Gelenkzapfen im Sinne einer auf das Kupplungsglied einwirkenden Zugkraft belasten und bei unbelasteter Kupplung die Stossflächen des Kupplungsschaftes von seiner Gelenkpfanne abheben.
Bei Mittelpufferkupplungen mit einer solchen Zug-und Stossvorrichtung ist nun einerseits im Fahrbetrieb bei Stossbelastungen die Aufbringung der erforderlichen starken horizontalen Richtkräfte im selben Ausmass gewährleistet wie bisher, anderseits wird aber in entspanntem oder ausgekuppeltem Zustand ein freies Ausschwenken der Kupplung von Hand aus in eine abgewinkelte Seitenlage ermöglicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Zug-und Stossvorrichtung sind die Lager des
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Gelenkzapfens im Zugbügel quer zur Zugrichtung geteilt, wobei die vorderen Lagerschalen vom Zugbügel selbst und die hinteren durch im Zugbügel verschiebbar geführte, federbelastete Lagerschalen gebildet sind. Bei jenen Zug-und Stossvorrichtungen dieser Art, bei welchen im Zugbügel die vordere Widerlagerplatte der Pufferfeder verschiebbar geführt ist und die Gelenkpfanne für das Kupplungsglied trägt, kann nun die Widerlagerplatte als Widerlager der Stützfedern für die verschiebbaren Lagerschalen ausgebildet sein.
Solche Zug-und Stossvorrichtungen, bei welchen insbesondere das Zuggestänge sich über die Länge einer der auf Zug und Druck beanspruchten, in Ausgangslage zwischen fahrzeugfesten Anschlägen eingespannten Pufferfedern erstreckt und mit dem Kupplungsschaft gelenkig verbunden ist, können zweckmässig derart ausgebildet sein, dass das Zuggestänge mit einer Druckfeder in Richtung einer äusseren Zugkraft belastet ist, welche Feder an der dem Kupplungsschaft abgewandten Seite hinter der Pufferfeder liegt und an ihrem freien Ende fahrzeugfest abgestützt ist.
In den Zeichnungen sind vier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Zug-und Stossvorrichtung für Mittelpufferkupplungen an Schienenfahrzeugen veranschaulicht.
Im einzelnen zeigen Fig. l einen Mittelpuffer mit abgenommener Deckplatte und Draufsicht auf die darin eingesetzte Zug-und Stossvorrichtung und Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 1. Die Fig. 3 gehört zu einer Variante dieser Zug-und Stossvorrichtung mit Schraubenstatt Gummifedern. Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen den bei diesen beiden Ausführungsformen eingesetzten vorderen Zugbügel sowie zwei Konstruktionsdetails desselben ; Fig. 7 und 8 veranschaulichen den Zugbügel mit eingesetzter Widerlagerplatte in Draufsicht bzw. im vertikalen Querschnitt VIII-VIII der Fig. 7. Die Fig. 9 und 10 zeigen einen der beiden an der Widerlagerplatte des Zugbügels (Fig. 7) angebrachten Sitz für die Druckfeder bzw. eine Lagerschale. Weiters sind in den Fig. ll und 12 bzw.
Fig. 13 und 14 zwei andere Ausführungsformen der Zug-und Stossvorrichtung, jeweils in der gleichen Draufsicht wie Fig. l sowie in Seitenansicht, dargestellt.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Zug-und Stossvorrichtung ist in einem kastenförmigen Mittelpuffer --5-- zwischen zwei Endanschlägen --6 und 7-- zusammen mit dem Federsystem - untergebracht, welch letzteres aus der hinteren Druckfeder --9-- und der vorderen Druckfeder --10-- besteht. Die hintere Pufferfeder --9-- besteht im speziellen aus der eigentlichen Feder--12--, einem hinteren Widerlager--14--, welches im allgemeinen mit dem hinteren Endanschlag --6-- in Eingriff steht, aus einem mit dem vorderen Widerlager --16-- und einem Verbindungsglied --17-- einstückigen Joch --15--,
wobei dieses Verbindungsglied-17die Feder --12-- samt dem hinteren Widerlager-14-umfasst und gegen diese beiden Teile relativ beweglich ist. Die vordere Pufferfeder --10-- besteht ihrerseits aus der eigentlichen Feder - einer vorderen, in die vorderen Endanschläge --7-- eingreifenden Widerlagerplatte --19-- und aus einem Zugbügel--20--mit einer hinteren Widerlagerplatte --21--, welche mit dem vorderen Widerlager --16-- der hinteren Pufferfeder--9-in Eingriff steht.
Wie aus Fig. 4 bzw. aus Fig. 7 ersichtlich, besteht der vordere Zugbügel-20-aus einem Quersteg--22--, welcher eine quer hindurchgehende zylindrische Öffnung zur Aufnahme des
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Durchbrechung ist gegen das Schaftende zu mit einer konkaven Ausnehmung versehen, in welche eine aussen teilweise kugelig bombierte Lagerschale --32-- eingelegt ist, die zusammen mit der zylindrischen Vorderfläche dieser Öffnung die den Gelenkzapfen --30-- umschliessende Bohrung bildet ;
die im Kopf des Zugbügels --20-- angebrachten Lagerbohrungen für den Gelenkzapfen - sind teils durch in den oberen und unteren Quersteg --22-- eingesetzte vordere Lagerschalen-34, 35- (Fig. 4) sowie durch zwei, im Zugbügel --20-- verschiebbar geführte Lagerschalen-36 und 37-- (Fig. 2 und 10) gebildet, wobei letztere gleichzeitig als Sitze für die Stützfedern --38 und 39-dienen, die ihrerseits wieder an der vorderen Widerlagerplatte--19-der hinteren Pufferfeder --9-- abgestützt sind; jede dieser Lagerschalen-36 und 37-trägt hinten einen abstehenden Zapfen--41-.
Am Zugbügel --20-- sind ferner (wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich) beide Querteile (Steg --22-- und hintere Widerlagerplatte--21--) durch eine obere und eine untere Längswand --44
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gegeneinander gerichtete Flansche bzw. Führungsleisten--50 und 51--angesetzt, von denen in Fig. 4, 6 und 7 die drei Führungsleisten --50;51 und 52-sichtbar sind ; diese Führungsleisten sind, wie beispielsweise in Fig. 6 Leiste-50-, am vorderen Ende --50a-- gegen die Lagerschale
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seitlichen Längsnuten versehene Lagerschalen-36 und 37-des Gelenkzapfens-30--, welche ihrerseits wieder den vorderen Federsitz--55 bzw. 56--bilden.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich, ist dieser Federsitz --5-- gleichfalls mit seitlichen, hinten (bei --61--) abgeschlossenen Längsnuten-58 und 59-- versehen, welche die Endabschnitte der Führungsleisten --50 bzw. 51-aufnehmen, so dass die Bewegung dieses Federsitzes --5-- nach vorne begrenzt ist ; der Federsitz --55-- ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei beide Schenkel-63 und 64-innen als Hohlkehlen ausgebildet sind und für die im Zwischenraum --62-- eingesetzte Stützfeder --38-- eine Führung bilden.
In der Zug-und Stossvorrichtung sind die obere und die untere Stützfeder --38 bzw. 39-unter anfänglicher Kompression in den zugehörigen Lagerschalen-36 und 37-sowie in den Federsitzen --55,56-- gelagert; wie aus Fig. 7 und 8 ersichtlich, ist innerhalb dieser Stützfeder --38 und 39-eine engere Feder --38a-- eingesetzt ; die Stützfeder-38-liegt mit einem Ende im Zwischenraum --62-- des Federsitzes --65-- und ihr anderes Ende ist auf den Zapfen --41-- der Lagerschale --36-- aufgesteckt,
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Aufnahme der breiteren Endabschnitte, z. B. --50a--, der Führungsleisten-50, 51, 52 und 54-versehen ;
diese Lagerschalen--36 und 37-- stützen sich im Zugbügel--20--am vorderen Ende beider Längsschlitze --47 und 48-- an den Schultern --68,69-- ab.
Fig. 5 zeigt nun die vordere Widerlagerplatte --19-- des Federsystems --8--; die Hauptplatte - 71-- dieses Widerlagers --19-- liegt mit ihrer Stirnfläche --72,73-- beiderseits an den vorderen Endanschlägen --7,7-- des kastenförmigen Mittelpuffers-5-an. Diese Hauptplatte --71-- trägt ferner vorne einen gabelförmigen Ansatz--74--, zwischen dessen Armen--77 und 78-die zentrale Anlagefläche-75-für den Kupplungsschaft --26,25--liegt, welche, wie aus Fig. 2 ersichtlich, etwa 16 mm von der Stirnfläche --79-- des Kupplungsschaftes entfernt ist. Diese Stirnfläche-79-- hat einen konvexen Mittelabschnitt und beiderseits desselben Schultern-80 und 81--. Konform hiezu ist auch die mittlere Anlagefläche-75-der Widerlagerplatte-19- profiliert.
An der Widerlagerplatte--19--sind die Aussenflächen--84 und 85-- der gabelförmig vorstehenden Arme-77 und 78-- parallel zueinander in etwas grösserem Abstand angeordnet, als der gesamten Breite der Wand-44 bzw. 45-- des Zugbügels --20-- entspricht; diese Arme-77 und 78-sind weiters mit ihren Aussenflächen --84,85-- an vertikalen, parallelen Seitenstegen - 87 und 88-- eines Gussstückes --90-- geführt. Diese bilden ihrerseits die vorderen Endanschläge - des kastenförmigen Mittelpuffers --5-- und enden vorne als glockenförmige Kappe für ein übliches Zentrierglied --91--, wie ein solches beispielsweise aus der österr. Patentschrift Nr. 232037 bekannt ist.
Beim Zusammenkuppeln von Eisenbahnwagen auf geraden Schienensträngen dienen solche Zentrierglieder --91-- zur sicheren Ausrichtung der Kupplung auf die Wagenlängsachse, sie haben aber keine ausreichende Federsteifigkeit zur Aufbringung ausreichend starker Richtkräfte auf die
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Zentrierkraft, um beispielsweise das Zusammenkuppeln von Wagen auf einer Gleiskurve, insbesondere also die Verschwenkung der Kupplung in eine abgewinkelte Lage zu verhindern. Diese od. ähnl.
Zentriervorrichtungen müssen daher so ausgebildet sein, dass ein vorübergehendes Auslösen bzw. seitliches Verschwenken des Kupplungsschaftes ermöglicht wird. Wird nun bei der erfindungsgemässen Zug-und Stossvorrichtung der Kupplungsschaft --26-- seitlich ausgeschwenkt, dann ist der Griff
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angehoben,--88 und 89--versehen (Fig. 5), welche gemäss Fig. 7 durch Schultern-91 und 92-bestimmt sind. In ihrer ursprünglichen Gussform hat diese Widerlagerplatte --19-- eine Ausnehmung, welche in der Mitte der Rückseite ihrer Hauptplatte --71-- über die gesamte Höhe verläuft. Die
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der entsprechenden Federsitze-55, 56-- aufnehmen können (Fig. 8), bildet die eingeschweisste Stange --93-- eine volle vertikale Abstützung für beide Federsitze.
Darüber hinaus erstreckt sich diese Stange--93--im wesentlichen über die gesamte Breite der Längsschlitze--47 und 48-des
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--20-- und- verhindert wird. Ein interessantes bauliches Merkmal ist auch die lediglich durch die geometrische Form des Zugbügels--20--und der in demselben geführten Widerlagerplatte --19-- bedingte Bewegungs-Begrenzung der letzteren innerhalb des Zugbügels. Wie aus Fig. 4 und 6 ersichtlich,
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welche den Führungsleisten --50,51,52 und 54-benachbart sind. Die Rippe --95-- endet hinten in der gleichen Vertikalebene wie die Führungsleiste--50-- (s.
Fig. 6). Durch diese Anordnung ist sichergestellt, dass sich in neutraler Stellung der Zug-und Stossvorrichtung die Widerlagerplatte --19-- gegen die hinteren Endflächen der Rippen-95 bis 98-abstützt, wodurch der Zugbügel --20--, der Gelenkzapfen --30-- und der Endabschnitt --25-- der Kupplungsstange --26-immer eine bestimmte gegenseitige Stellung einnehmen. Fig. 7 und 8 zeigen die vertikale und horizontale Zuordnung der vorderen Stirnfläche der Hauptplatte --17-- des Widerlagers --19-und der hinteren Endflächen der Rippen-95 und 96--.
In Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus einer speziellen Ausführungsform der Zug-und Stossvorrichtung dargestellt, welche für die vorläufige Umrüstung von konventionellen, von Hand aus kuppelbaren Eisenbahnwagen für den automatischen Kupplungsbetrieb bestimmt sind. Hier ist im Rahmen des gesamten Federsystems--8--hinter dem Zugbügel--20 bis 21-- ein Pufferglied --9a-eingesetzt, welches seinerseits aus dem einstückigen Joch --15-- (wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. l) und einem leichteren hinteren Mitnehmer --14a-- und einem Federpaar--97 bis 98-besteht.
Eine in eine automatische Mittelpufferkupplung eingesetzte, mit einem solchen schwächeren Pufferglied --9a-- ausgestattete Zug- und Stossvorrichtung soll, gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. l, nur einen entsprechend geringeren Pufferwiderstand haben, etwa von 2200 kp, um einen Eisenbahnwagen mit verhältnismässig schwacher Mittelpufferkonstruktion zu schonen.
Weil mit dieser schwächeren Zug-und Stossvorrichtung, also mit dem Pufferglied-9a--, ausgestattete Eisenbahnwagen im Verlauf der Umrüstungsperiode im zunehmenden Masse mit Wagen gekuppelt werden sollen, in deren Kupplungen bereits die verhältnismässig harten Pufferfedern-9-gemäss Fig. l bzw. auch andere Typen von nicht schwenkbaren Hochleistungs-Zug- und Stossvorrichtungen eingesetzt sind, ist die endgültige Ausführungsform der automatischen Zug-und Stossvorrichtung gemäss Fig. l und 3 mit zusätzlichen, plattenförmigen Anschlägen--99 und 99'--versehen, welche an der Rückseite der Widerlagerplatte --19-- angreifen, wenn sich dieselbe bei einem Kupplungsvorgang nach hinten bewegt und dadurch die bei heftigen Kupplungsvorgängen auftretende Kompression der
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der gesamten Zug-und Stossvorrichtung.
Wenn dieser Abstand aufrecht erhalten wird, zieht sich die Zug-und Stossvorrichtung eines gegenüberliegenden Eisenbahnwagens, dessen Kupplung bereits die
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die vorderen und hinteren Widerlager der Pufferfeder--9 und 9a--. Aus diesem Grunde entspricht die Breite dieser Pufferfedern-9 und 9a--dem Abstand zwischen den zusätzlichen Anschlägen --99 und 99'--. Um innerhalb einer bereits in eine Kupplung eingebauten Zug- und Stossvorrichtung
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den Austausch der Pufferfedern-9 und 9a-- zu erleichtern, ist der kastenförmige Mittelpuffer --5-- mit einer entfernbaren Stütze oder platte --5c-- versehen, welche mit unteren Flanschen des Puffergehäuses vernietet oder daran in anderer Weise befestigt ist.
Durch Entfernen der zusätzlichen Anschläge --99,99'-- und des Federsystems --8-- kann ein Eisenbahnwagen vorübergehend für die Aufnahme von Standardkupplungen mit Einzeljoch und nicht angelenkter Zugvorrichtung adjustiert werden, beispielsweise während einer Umrüstungsperiode.
Fig. 11 und 12 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Zug-und Stossvorrichtung in Draufsicht bzw. in Ansicht, bei welcher eine Pufferfeder --101-- zwischen je einem Paar von hinteren und vorderen Anschlägen--102 bzw. 103-- gehalten ist, welche innerhalb eines Mittelpuffers --105-- des Eisenbahnwagens liegen.
Diese Pufferfeder --101-- ist von einem Zuggestänge --106-- umschlossen, welches durch einen Zapfen --107-- mit einem Kupplungsschaft --26-- der oben beschriebenen Art im wesentlichen spielfrei verbunden ist ; das Zuggestänge --106-- ist jedoch so lang, dass sein hinterer Querteil --109-- mit dem hinteren Widerlager --110-- der Pufferfeder --101-- in Eingriff kommt und die Rückflanke-78-des Kupplungsschaftes --26-- gleichzeitig in einem Abstand --112-- gegen die Fläche-113-eines vorderen Widerlagers --114-- gehalten wird. In der hier gezeigten neutralen Stellung dieser Zug-und
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wie ersichtlich, U-förmig ausgebildet und an den Seitenholmen des Mittelpufferrahmens-105- befestigt sein.
Dieser Abstand --112-- ist für eine solche Abwinkelung des Kupplungsschaftes --26-- ausreichend, um auf einer Gleiskurve denselben in die gewünschten Stellungen zur Kupplung zu verschwenken.
In Fig. 13 und 14 ist schliesslich noch ein Ausführungsbeispiel der Zug-und Stossvorrichtung für Kupplungen mit einer Ankerbolzenkonstruktion dargestellt, welche in ihrer Wirkungsweise mit dem vorherigen Beispiel (Fig. 11/12) übereinstimmt. Bei dieser Zug-und Stossvorrichtung verläuft mittig durch eine zwischen Anschlägen--102 und 103--eingesetzte Pufferfeder--121--ein
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mit Schultern versehen, welche entsprechenden Flächen des vorderen Widerlagers --135-gegenüberliegen. Bei Puffer-oder Eingriffsverbindung des Kupplungsschaftes--122--wird nun durch den Eingriff solcher gegenüberliegender Flächen der Kupplungsschaft mit dem Fahrzeug in gemeinsame Längsausrichtung gebracht. Hiebei wird durch die Pufferkräfte der Kupplungen der jeweilige Zwischenraum--132--geschlossen und dadurch zwischen benachbarten Wagen eine Richtsteuerung ausgeübt.
PATENTANSPRÜVCHE :
1. Zug- und Stossvorrichtung für Mittelpufferkupplungen an Schienenfahrzeugen, bei welcher die Zugkräfte über einen, an einem Zugbügel quer zur Belastungsrichtung gelagerten Gelenkzapfen und die Stosskräfte über eine am Schaft des Kupplungsgliedes angeordnete Gelenkpfanne auf die Pufferfeder
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zusätzlich zu den Pufferfedern (9, 10 bzw. 101 ; 121) Druckfedern (38, 39 bzw. 116) eingesetzt sind, welche den Gelenkzapfen (30 bzw. 107 ; 128) im Sinne einer, auf das Kupplungsglied einwirkenden Zugkraft belasten und bei unbelasteter Kupplung die Stossflächen (79 bzw. 78) des Kupplungsschaftes (26) von seiner Gelenkpfanne (75 bzw. 113) abheben.
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