AT519744B1

AT519744B1 - Roll-stiff rail vehicle coupling

Info

Publication number: AT519744B1
Application number: ATA50828/2017A
Authority: AT
Inventors: Nedelik Robert
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2018-10-15
Also published as: AT519744A4; CN111108032B; CN111108032A; EP3642094B1; WO2019063587A1; EP3642094A1

Abstract

Wanksteife Schienenfahrzeugkupplung (1) für die Verbindung eines Schienenfahrzeugs (3) mit einem Schienenfahrzeug in Sänftenbauweise (2), umfassend ein zur lösbaren Verbindung mit einem der beiden Schienenfahrzeuge (2, 3) eingerichtetes Gelenkauge (4) und eine zur lösbaren Verbindung mit dem weiteren der beiden Schienenfahrzeuge (2, 3) eingerichtete Gelenkgabel (5) sowie eine waagrecht ausgerichtete Achse (6), welche mit der Gelenkgabel (5) verbunden ist und welche ein mit dem Gelenkauge (4) verbundenes Sphärolager (7) durchdringt, wobei das Gelenkauge (4) einen vertikal orientierten Achsstummel (8) umfasst, dessen Rotationsachse durch den Drehpunkt des Sphärolagers (7) verläuft, wobei dieser Achsstummel (8) drehbeweglich in einen Bügel (9) eingreift, und wobei die Enden der Achse (6) drehbeweglich in dem Bügel (9) gelagert sind.Roll-rigid rail vehicle coupling (1) for connecting a rail vehicle (3) to a rail vehicle in litter construction (2), comprising a joint eye (4) arranged for detachable connection to one of the two rail vehicles (2, 3) and one for detachable connection to the other the two rail vehicles (2, 3) arranged articulated fork (5) and a horizontally oriented axis (6) which is connected to the yoke (5) and which penetrates a with the joint eye (4) connected spherical bearing (7), wherein the joint eye (4) comprises a vertically oriented stub axle (8), the axis of rotation of which passes through the pivot point of the spherical bearing (7), said stub axle (8) being rotatably engaged in a stirrup (9) and the ends of the axle (6) being rotatable in the bracket (9) are stored.

Description

Beschreibungdescription

WANKSTEIFE SCHIENENFAHRZEUGKUPPLUNGROLLING STIFF RAIL VEHICLE CLUTCH

TECHNISCHES GEBIET [0001] Die Erfindung betrifft eine wanksteife Schienenfahrzeugkupplung für die Kopplung eines Schienenfahrzeugs mit einem Schienenfahrzeug in Sänftenbauweise.TECHNICAL FIELD The invention relates to a rigid rail vehicle coupling for coupling a rail vehicle to a rail vehicle in a litter construction.

STAND DER TECHNIK [0002] Typische Passagierschienenfahrzeuge weisen zwei Fahrwerke auf und können mit weiteren Fahrzeugen gekuppelt werden. Spezielle Zugkonfigurationen erfordern jedoch keine betriebsmäßige Trennbarkeit der Fahrzeugzusammenstellung, sodass andere Fahrzeugkonzepte eingesetzt werden können. Dies betrifft insbesondere U-Bahnen und Straßenbahnen, bei welchen beispielsweise auch sogenannte Sänftenwagen eingesetzt werden, welche kein eigenes Fahrwerk umfassen sondern von den benachbarten Fahrzeugen getragen werden. Solcherart kann eine Einsparung an teuren Fahrwerken realisiert werden, wenn die erlaubte Achslast der Strecke die Erhöhung der Last an den verbleibenden Fahrwerken ermöglicht. Zwischen einem konventionellen und einem Sänftenwagen ist eine spezifische 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. Jedoch sind Maßnahmen zu treffen um ein Kippen des Sänftenwagens zu verhindern. Dazu werden die gekuppelten Fahrzeuge mittels eines Lenkers verbunden, wobei der Lenker an jedem Fahrzeug gelenkig angebunden ist und ein Kippen der Fahrzeuge zueinander verhindert, d.h. einen Bewegungsfreiheitsgrad des Kugelgelenks sperrt. Dieser Lenker ist typischerweise im Dachraum der Fahrzeuge angeordnet, wodurch die über den Lenker zu übermittelnden Kräfte aufgrund des Hebelgesetzes im Vergleich zu einer Anordnung im Untergestellbereich reduziert sind. Bei kleinen Fahrzeugen mit untypisch geringem Querschnitt ist eine solche Anordnung jedoch nicht möglich, sodass das Sänftenprinzip gegebenenfalls nicht anwendbar ist.PRIOR ART [0002] Typical passenger rail vehicles have two undercarriages and can be coupled to other vehicles. However, special train configurations do not require operational separability of the vehicle assembly, so that other vehicle concepts can be used. This applies in particular to subways and trams, in which, for example, so-called litter carriages are used, which do not have their own undercarriage but are carried by the neighboring vehicles. In this way, savings can be made on expensive undercarriages if the permitted axle load of the route enables the load on the remaining undercarriages to be increased. A specific coupling is provided between a conventional and a sedan carriage, which transmits the operating and weight forces and which ensures the necessary mobility for cornering, cornering and bathing. Ball joints (spherical bearings) or elastomer layered spring bearings are particularly suitable for this. However, measures must be taken to prevent the litter truck from tipping over. For this purpose, the coupled vehicles are connected by means of a handlebar, the handlebar being articulated on each vehicle and preventing the vehicles from tipping over to one another, i.e. blocks a degree of freedom of movement of the ball joint. This handlebar is typically arranged in the roof space of the vehicles, as a result of which the forces to be transmitted via the handlebar are reduced compared to an arrangement in the underframe area due to the lever law. However, such an arrangement is not possible in small vehicles with an atypically small cross-section, so that the litter principle may not be applicable.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG [0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine wanksteife Schienenfahrzeugkupplung für die Kopplung eines Schienenfahrzeugs mit einem Schienenfahrzeug in Sänftenbauweise anzugeben, bei welcher der Rotationsfreiheitsgrad um die Längsachse der Schienenfahrzeugkupplung und damit um die Längsachse der zu koppelnden Schienenfahrzeuge gesperrt ist.PRESENTATION OF THE INVENTION The invention is therefore based on the object of specifying a torsionally rigid rail vehicle coupling for coupling a rail vehicle to a rail vehicle in a litter design, in which the degree of freedom of rotation is locked around the longitudinal axis of the rail vehicle coupling and thus around the longitudinal axis of the rail vehicles to be coupled.

[0004] Die Aufgabe wird durch eine wanksteife Schienenfahrzeugkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.The object is achieved by a rigid rail vehicle coupling with the features of claim 1. Advantageous refinements are the subject of subordinate claims.

[0005] Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine wanksteife Schienenfahrzeugkupplung für die Verbindung eines Schienenfahrzeugs mit einem Schienenfahrzeug in Sänftenbauweise aufgebaut, 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 eine waagrecht ausgerichtete Achse, welche mit der Gelenkgabel verbunden ist und welche ein mit dem Gelenkauge verbundenes Sphärolager durchdringt umfasst, wobei das Gelenkauge einen vertikal orientierten Achsstummel umfasst, dessen Rotationsachse durch den Drehpunkt des Sphärolagers verläuft, wobei dieser Achsstummel drehbeweglich in einen Bügel eingreift, und wobei die Enden der Achse drehbeweglich in dem Bügel gelagert sind.According to the basic idea of the invention, a rigid rail vehicle coupling for the connection of a rail vehicle to a rail vehicle in litter construction is constructed, which has a joint eye set up for releasable connection with one of the two rail vehicles and an articulated fork set up for releasable connection with the other of the two rail vehicles as well a horizontally aligned axis, which is connected to the joint fork and which penetrates a spherical bearing connected to the joint eye, the joint eye comprising a vertically oriented stub shaft, the axis of rotation of which runs through the pivot point of the spherical bearing, this stub shaft rotatably engaging in a bracket, and the ends of the axis are rotatably supported in the bracket.

[0006] Dadurch ist der Vorteil erzielbar, eine Wankbewegung der beiden miteinander gekuppelten Schienenfahrzeuge zueinander verhindern zu können, wobei der entsprechende Freiheits1 /9This has the advantage of being able to prevent a rolling movement of the two coupled rail vehicles to one another, the corresponding freedom 1/9

AT519 744 B1 2018-10-15 österreichisches patentamt grad der Kupplung um die Längsachse gesperrt ist. Es ist wesentlich, dass die beiden weiteren Freiheitsgrade um die Hochachse und um die Querachse der Kupplung dabei unbeeinflusst und frei bleiben, sodass die Kupplung bei Kurven- Kuppen- und Wannenfahrten die entsprechenden Verschwenkungen der Fahrzeuge zueinander ermöglicht. Alleine der Freiheitsgrad der Kupplung um die Längsachse, also auch um die Längsachse der gekuppelten Fahrzeuge ist beeinflusst. Somit kann ein wanksteifes Gelenk ohne Lenker im Dachbereich geschaffen werden.AT519 744 B1 2018-10-15 Austrian patent office degree of coupling around the longitudinal axis is locked. It is essential that the two other degrees of freedom around the vertical axis and around the transverse axis of the coupling remain uninfluenced and free, so that the coupling enables the corresponding swiveling of the vehicles to each other when cornering, turning and troughs. The degree of freedom of the coupling around the longitudinal axis alone, ie also around the longitudinal axis of the coupled vehicles, is influenced. This means that a stiff joint can be created without a handlebar in the roof area.

[0007] Erfindungsgemäß ist das Gelenkauge einer Schienenfahrzeugkupplung, welche die zu kuppelnden Schienenfahrzeuge mittels eines Sphärolagers verbindet, mit einem Achsstummel auszustatten. Dabei ist die Drehachse dieses Achsstummels vertikal und so auszurichten, dass sie durch den Drehpunkt des Sphärolagers verläuft. Dieser Achstummel ist in einem Bügel drehbeweglich gelagert. Der Bügel ist so ausgebildet, dass er eine Lagerung für die Achse, welche das Sphärolager durchdringt und somit die Verbindung zwischen den Schienenfahrzeugen herstellt, aufweist. Die Achse ist dazu an ihren Enden verlängert, sodass sie über die Gelenkgabel hinausragt. Diese hinausragenden Enden der Achse sind in einer geeigneten Aufnahme in dem Bügel drehbeweglich zu lagern.According to the invention, the hinge eye of a rail vehicle coupling, which connects the rail vehicles to be coupled by means of a spherical bearing, is to be equipped with an axle stub. The axis of rotation of this stub shaft is vertical and aligned so that it runs through the pivot point of the spherical bearing. This stub axle is rotatably mounted in a bracket. The bracket is designed so that it has a bearing for the axle, which penetrates the spherical bearing and thus establishes the connection between the rail vehicles. The ends of the axle are extended so that they protrude beyond the joint fork. These projecting ends of the axle are to be rotatably supported in a suitable receptacle in the bracket.

[0008] Der vertikal orientierte Achsstummel ist vorzugsweise nach unten, d.h. in Richtung des Gleisbetts anzuordnen, da solcherart ungenutzter Bauraum Verwendung findet und mehr Platz oberhalb der Schienenfahrzeugkupplung, insbesondere für den Passagierraum verbleibt.The vertically oriented stub is preferably down, i.e. to be arranged in the direction of the track bed, since such unused space is used and more space remains above the rail vehicle coupling, in particular for the passenger compartment.

[0009] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, den Bügel mehrteilig, insbesondere dreiteilig auszuführen, da solcherart eine besonders einfache Montage des Bügels erfolgen kann. Dabei kann die wanksteife Schienenfahrzeugkupplung an den zu kuppelnden Fahrzeugen montiert werden und mit der Achse geschlossen werden und der Bügel im Anschluss daran montiert werden. Andernfalls wäre die Achse in einem letzten Arbeitsschritt zu montieren, wobei der Bügel zusätzlich zu der Gelenkgabel und der Gelenkauge exakt zu positionieren wäre und die Einpresskraft der Achse in das Sphärolager geeignet abzustützen wäre. Diese Montagereihenfolge ist wesentlich aufwendiger als einen mehrteiligen Bügel vorzusehen und den Bügel nach dem Montieren der Achse in einzelnen Teilen zu montieren und diese Teile miteinander lösbar zu verbinden.A preferred embodiment of the invention provides for the bracket to be made in several parts, in particular in three parts, since such a particularly simple assembly of the bracket can take place. The rigid rail vehicle coupling can be mounted on the vehicles to be coupled and closed with the axle and the bracket can then be mounted. Otherwise, the axle would have to be assembled in a last step, whereby the bracket would have to be positioned exactly in addition to the joint fork and the joint eye and the pressing force of the axis would have to be suitably supported in the spherical bearing. This assembly sequence is much more complex to provide than a multi-part bracket and to assemble the bracket after mounting the axis in individual parts and to releasably connect these parts together.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN [0010] Es zeigen beispielhaft:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0010] The following are shown by way of example:

[0011] Fig.1 Zugzusammenstellung mit einem Sänftenwagen. [0012] Fig.2 Schienenfahrzeugkupplung.Fig.1 train composition with a litter car. [0012] Fig.2 rail vehicle coupling.

[0013] Fig.3 Schienenfahrzeugkupplung, Bügel zerlegt.Fig.3 Rail vehicle coupling, bracket disassembled.

[0014] Fig.4 Schienenfahrzeugkupplung ohne Bügel.Fig.4 rail vehicle coupling without bracket.

[0015] Fig.5 Gelenkauge einer Schienenfahrzeugkupplung.Fig. 5 hinge eye of a rail vehicle coupling.

AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG [0016] Fig.1 zeigt beispielhaft und schematisch eine Zugzusammenstellung mit einem Sänftenwagen. Es ist ein Zug aus drei Fahrzeugen dargestellt, wobei ein Schienenfahrzeug in Sänftenbauweise 2 zwischen zwei konventionellen Schienenfahrzeugen 3 gekuppelt ist. Dabei ist zwischen dem Schienenfahrzeug in Sänftenbauweise 2 und dem rechten Schienenfahrzeug 1 eine erfindungsgemäße Schienenfahrzeugkupplung 1 angeordnet. Die weitere Kupplung des Schienenfahrzeug in Sänftenbauweise 2 ist von anderer Ausführungsform, sie muss nur die Gewichts und Betriebskräfte zwischen diesen Fahrzeugen übertragen, wobei ein Kugelgelenk mit drei Rotationsfreiheitsgraden eingesetzt werden kann, da die Schienenfahrzeugkupplung 1 am weiteren Fahrzeugende ein Wanken des Schienenfahrzeug in Sänftenbauweise 2 verhindert. Das Schienenfahrzeug in Sänftenbauweise 2 und das rechte gekuppelte konventionelle Schienenfahrzeug 3 können sich daher um ihre jeweilige Längsachse nur gemeinsam bewegen. [0017] Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch eine Schienenfahrzeugkupplung. Es ist eineEMBODIMENT OF THE INVENTION FIG. 1 shows, by way of example and schematically, a train combination with a litter car. A train of three vehicles is shown, with a rail vehicle in the litter construction 2 being coupled between two conventional rail vehicles 3. A rail vehicle coupling 1 according to the invention is arranged between the rail vehicle in the litter design 2 and the right rail vehicle 1. The further coupling of the rail vehicle in litter design 2 is of a different embodiment, it only has to transfer the weight and operating forces between these vehicles, whereby a ball joint with three degrees of rotation can be used, since the rail vehicle coupling 1 at the further vehicle end prevents the rail vehicle in litter construction 2 from swaying . The rail vehicle in the litter design 2 and the right coupled conventional rail vehicle 3 can therefore only move together about their respective longitudinal axes. Fig. 2 shows an example and schematically a rail vehicle coupling. It is one

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Schienenfahrzeugkupplung 1 in ihrer Einbaulage gezeigt, welche ein Gelenkauge 4 und eine Gelenkgabel 5 umfasst. Diese Bauteile 4, 5 sind jeweils zur lösbaren Verbindung mit dem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs ausgeführt und weisen als entsprechende Befestigungsmittel Bohrungen für Schraubbefestigungen auf. Weitere Befestigungsmittel, wie Schrauben sind in Fig.1 zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt. Das Gelenkauge 4 ist mit einem sphärischen Lager 7 (in Fig.1 nicht sichtbar) ausgestattet, durch welches eine Achse 6 dringt, welche mit der Gelenkgabel 5 verbunden ist. Solcherart ist eine Verbindung zwischen der Gelenkgabel 5 und dem Gelenkauge 6 gegeben, welche alle translatorischen Freiheitsgrade sperrt und somit alle Betriebskräfte in allen Richtungen überträgt. Das sphärische Lager 7 gewährleistet eine Freiheit aller drei Rotationsfreiheitsgrade, was für eine Bewegung um die Hochachse und die Querachse erforderlich ist. Der Freiheitsgrad um die Längsachse kann für einen Fährbetrieb nicht ungesperrt verbleiben um ein übermäßiges Wanken und sogar Kippen des Schienenfahrzeugs in Sänftenbauweise 2 zu verhindern. Dazu sind die beiden Enden der Achse 6 verlängert ausgeführt, sodass sie aus der Gelenkgabel 5 herausragen und jeweils mit einem Bügel 9 drehbeweglich verbunden sind. Der Bügel 9 ist im Wesentlichen U-Förmig ausgeführt und weist entsprechende Bohrungen mit Lagerungen zur Aufnahme der Enden der Achse 6 auf. Weiters ist das Gelenkauge mit einem vertikal ausgerichteten Achsstummel 8 ausgestattet, dessen Drehachse durch den Drehpunkt des Sphärolagers 7 gerichtet ist und welcher ebenso in dem Bügel 9 drehbeweglich gelagert ist. Der Bügel 9 sperrt die Schienenfahrzeugkupplung 1 um den Freiheitsgrad der Längsachse, sodass die beiden Schienenfahrzeuge 2, 3 zueinander keine Wankbewegungen ausführen können. In gezeigtem Ausführungsbeispiel ist der Bügel 9 dreiteilig ausgeführt, wodurch die Montage entscheidend vereinfacht ist.Rail vehicle coupling 1 shown in its installation position, which comprises an articulated eye 4 and an articulated fork 5. These components 4, 5 are each designed for releasable connection to the body of a rail vehicle and have holes for screw fastenings as corresponding fastening means. Further fastening means, such as screws, are not shown in FIG. 1 to simplify the illustration. The joint eye 4 is equipped with a spherical bearing 7 (not visible in FIG. 1) through which an axis 6 penetrates, which is connected to the joint fork 5. In this way there is a connection between the joint fork 5 and the joint eye 6, which blocks all translational degrees of freedom and thus transmits all operating forces in all directions. The spherical bearing 7 ensures freedom of all three degrees of freedom of rotation, which is necessary for a movement about the vertical axis and the transverse axis. The degree of freedom around the longitudinal axis cannot remain unlocked for a ferry operation in order to prevent excessive rolling and even tipping over of the litter construction 2 rail vehicle. For this purpose, the two ends of the axis 6 are extended, so that they protrude from the joint fork 5 and are each rotatably connected to a bracket 9. The bracket 9 is essentially U-shaped and has corresponding bores with bearings for receiving the ends of the axis 6. Furthermore, the hinge eye is equipped with a vertically aligned stub shaft 8, the axis of rotation of which is directed through the pivot point of the spherical bearing 7 and which is likewise rotatably mounted in the bracket 9. The bracket 9 locks the rail vehicle coupling 1 by the degree of freedom of the longitudinal axis, so that the two rail vehicles 2, 3 cannot perform any rolling movements with respect to one another. In the embodiment shown, the bracket 9 is made in three parts, whereby the assembly is significantly simplified.

[0018] Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch eine Schienenfahrzeugkupplung mit zerlegtem Bügel. Es ist die Schienenfahrzeugkupplung 1 aus Fig.1 dargestellt, wobei die beiden senkrechten Anschnitte des U-förmigen Bügels 9 entfernt sind. Solcherart ist die über die Gelenkgabel 5 hinaus verlängerte Achse 6 gut zu erkennen.Figure 3 shows an example and schematically a rail vehicle coupling with a disassembled bracket. The rail vehicle coupling 1 from FIG. 1 is shown, the two vertical sections of the U-shaped bracket 9 being removed. In this way, the axis 6, which is extended beyond the joint fork 5, can be clearly seen.

[0019] Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch eine Schienenfahrzeugkupplung ohne Bügel. Es ist die Schienenfahrzeugkupplung 1 aus Fig.1 dargestellt, wobei der Bügel 9 komplett entfernt wurde. Solcherart ist auch der vertikal orientierte Achsstummel 8, welcher ein Teil des Gelenkauges ist, erkennbar.Figure 4 shows an example and schematically a rail vehicle coupling without a bracket. The rail vehicle coupling 1 from FIG. 1 is shown, the bracket 9 having been completely removed. The vertically oriented stub axle 8, which is part of the joint eye, can also be seen in this way.

[0020] Fig.5 zeigt beispielhaft und schematisch ein Gelenkauge einer Schienenfahrzeugkupplung. Es ist das Gelenkauge 4 einer Schienenfahrzeugkupplung 1 dargestellt, welches einen vertikal nach unten orientierten Achsstummel 8 umfasst und in welches ein Sphärolager 7 eingebracht ist. Durch dieses Sphärolager 7 ist die Achse 6 geführt.Fig. 5 shows an example and schematically an articulated eye of a rail vehicle coupling. The joint eye 4 of a rail vehicle coupling 1 is shown, which comprises a vertically downwardly oriented stub axle 8 and into which a spherical bearing 7 is introduced. The axis 6 is guided through this spherical bearing 7.

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LISTE DER BEZEICHNUNGENLIST OF DESIGNATIONS

SchienenfahrzeugkupplungRail vehicle coupling

Schienenfahrzeug in SänftenbauweiseRail vehicle in litter construction

SchienenfahrzeugRail vehicle

GelenkaugeJoint eye

GelenkgabelJoint fork

Achseaxis

SphärolagerSpherical bearings

AchsstummelStub axle

Bügelhanger

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AT519 744 B1 2018-10-15 österreichischesAT519 744 B1 2018-10-15 Austrian

PatentamtPatent office

Claims

1. Rolling rigid rail vehicle coupling (1) for connecting a rail vehicle (3) to a rail vehicle in a litter construction (2), comprising an articulated eye (4) set up for releasable connection to one of the two rail vehicles (2) and one for releasable connection to the further of the two rail vehicles (2, 3) articulated fork (5) and a horizontally aligned axis (6) which is connected to the articulated fork (5) and which penetrates a spherical bearing (7) connected to the articulated eye (4), thereby characterized in that the hinge eye (4) comprises a vertically oriented stub shaft (8), the axis of rotation of which runs through the pivot point of the spherical bearing (7), this stub shaft (8) rotatably engaging in a bracket (9), and the ends of the axis (6) are rotatably mounted in the bracket (9).

2. Rail vehicle coupling (1) according to claim 1, characterized in that the stub axle (8) is oriented in the installed position of the rail vehicle coupling in the direction of the track bed.

3. Rail vehicle coupling (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the bracket (9) is constructed from a plurality of components releasably connected to one another.