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Die Erfindung betrifft Wagenkupplungs- und Auskupplungsvorrichtungen für Modelleisenbahnfahrzeuge in der Art der sogenannten geschlossenen Trichter- oder Trompetenkupplung.
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Die sogenannten Trichterkupplungen sind zuerst bei sächsischen und württembergischen Schmalspurbahnen eingesetzt worden. Bei dieser Art Kupplung besitzt der geschlossene Mittelpuffer im Zentrum eine trichterförmige Öffnung, in die ein sogenanntes Kuppeleisen eingesetzt und dieses mit Ankerbolzen in beiden Mittelpuffern fixiert wird. Einige Arten der Trichterkupplung werden wegen ihres Aussehens auch als Trompetenkupplung bezeichnet.
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Eine Nachbildung dieser Art Kupplungen bei Modelleisenbahnfahrzeugen ist außerordentlich schwierig und aufwendig. So müssen das Kuppeleisen und die Ankerbolzen jeweils mit Pinzetten eingesetzt werden, was schlechthin nicht zumutbar ist.
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Bei Modelleisenbahnen sind seit längerem Kupplungsformen zwischen den Modelleisenbahnfahrzeugen üblich, die beim Schieben gegeneinander automatisch einkuppeln, im Schiebe- oder Zugbetrieb funktionieren und im Wesentlichen so aufgebaut sind, dass in der Fahrzeuglängsachse eine Art Puffer mit dem Modellbahnfahrzeug verbunden ist, am äußeren Ende ein feststehender Haken aufwärts gerichtet und materialeinheitlich aus dem Puffer ausgeformt ist und am Puffer zudem ein beweglicher Fallbügel angeordnet ist. Beim Zusammenschieben zweier Modellbahnfahrzeuge wird der Fallbügel durch den festen Haken angehoben und fällt nach dem Überwinden des Hakens wieder ab, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen beiden Fahrzeugen entsteht. Das Entkuppeln erfolgt mit Hilfe von Entkupplungsgleisen, die über einen Ausrücker die Verriegelung der Kupplung lösen.
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Diese bei Modelleisenbahnfahrzeugen im unteren Preissegment heute übliche Bauform ist in mehrfacher Hinsicht unzulänglich. Diese Kupplungen sind verglichen mit den Fahrzeugen überdimensioniert, sodass eine wirklich modellhafte Nachbildung ausgeschlossen bleibt. Zudem müssen im Modellbahnbereich engere Kurvenradien bewältigt werden, als dies bei realen Bahnen der Fall ist. Dies führt zu großen Fallbügeln, die als Bogensegment ausgeführt sind, damit sie jeden Kurvenradius einer Modellbahn ohne Funktionsausfall bewältigen können.
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Weiterhin sind sogenannte Klauenkupplungen bekannt, die in spezifischen Ausführungsformen eingesetzt werden und in keiner Weise den Vorbildern der oben genannten Trichterkupplung entsprechen.
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Gleiches gilt für ebenfalls im Einsatz befindliche Magnetkupplungen, die wegen der Notwendigkeit des Einbaus starker Magnete keine modellhafte Nachbildung im Eisenbahnwesen vorhandener Kupplungen zulassen.
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In
DD 7 796 A1 ist eine Hakenkupplung vorgeschlagen, die aus 2 im Wesentlichen symmetrisch aufgebauten Kupplungshälften besteht, von denen jede mit einem Modellbahnfahrzeug verbunden ist. An einem Kupplungskörper aus Flachmaterial ist ein gabelförmiger Hebel schwenkbar gelagert. Am äußeren Ende des Kupplungskörpers ist in diesen eine Ausnehmung eingearbeitet, in die ein am vorderen Ende des gabelförmigen Hebels angeordneter Haken eingreift.
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Diese Art der Kupplung hat wesentliche Nachteile. Die aus Flachmaterial bestehenden Kupplungskörper sollen übereinander liegen, wobei die Art der Anordnung freigestellt bleibt. Im Ausgangszustand sind sie jedoch in gleicher Höhe angeordnet, sodass sie beim Aneinanderschieben der Modelleisenbahnfahrzeuge zunächst mit ihren Stirnseiten aneinanderstoßen und dann aufgrund elastischer Biegung eher zufällig eine Lage übereinander einnehmen. Dies behindert zumindest ein automatisches Ankuppeln mit Hilfe eines Triebfahrzeugs, sofern es nicht zu der notwendigen Deformation der Kupplungskörper kommt.
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Ein weiterer Nachteil der Kupplung nach
DD 7 796 A1 besteht darin, dass sie keine Schubkräfte übertragen kann. Um dies dennoch zu ermöglichen, ist aus der Ausnehmung am äußeren Ende des Kupplungskörpers ein zungenförmiges Bauteil nach unten gebogen, an das sich der gegenüberliegende Kupplungskörper mit seiner Stirnseite abstützen soll. Da der Kupplungsvorgang an sich bereits eher zufällig verläuft, ist auch der Abstützvorgang von Zufällen abhängig.
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Die wesentlichsten Nachteile dieser Kupplung bestehen darin, dass sie beim Wechsel zwischen Zug- und Druckkräften ein erhebliches Spiel aufweist, dass sie aufgrund der Gestaltung ihrer Bauteile nicht vorbildgetreu ausgeführt werden kann und dass sie einer zusätzlichen Unterstützung der gabelförmigen Hebel durch Federkraft bedarf, um die Haken in ihrer Normalstellung zu halten.
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Nach einem Vorschlag in
DE 1 059 330 B soll eine Mittelpufferkupplung mit einem feststehenden Haken ausgeführt werden, während der Puffer mit einem u-förmigen Profil den Haken umschließt und am vorderen Ende einen Pufferteller hat. Beim Kupplungsvorgang wird der Puffer vom gegenüberliegenden Haken angehoben und fällt dann wieder in die Ausgangslage zurück. Zum Entkuppeln muss der Puffer über einen als Drahtformfeder ausgeführten Ausrücker angehoben werden.
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Der wesentlichste Nachteil ist auch bei dieser Ausführungsform einer Hakenkupplung die symmetrische Ausführung unter Verwendung von Flachmaterial. Dadurch ist eine Kollision der sich gegenüber stehenden Haken möglich und der Kupplungsvorgang kann gestört sein. Nachteilig ist ferner der Einsatz einer Drahtformfeder mit einem von der Fahrtrichtung abweichenden Verlauf. Dadurch können beim Entkuppeln Querkräfte auftreten, die ein Fahrzeug entgleisen lassen.
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In
DD 38 253 A1 ist die oben beschriebene Hakenkupplung der Gestalt weiterentwickelt, dass sie einen geraden Hebel mit einem angeformten Haken verwendet, am Hebel materialeinheitlich ein halbkreisförmiger Ausrücker angeordnet ist, in der Schwenkachse des Hebels eine Spiralfeder angeordnet ist und dass die Seitenteile des Kupplungskörpers v-förmig abgewinkelt sind, wodurch sich eine Einlaufschräge für den gegenüberliegenden Haken ergibt. Ferner wird die Verbindung des Hakens mit einem Bügel der Spiralfeder hergestellt.
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Auch diese weiterentwickelte Form einer Hakenkupplung ist nicht geeignet, eine Original-Trichterkupplung nachzubilden.
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Die oben beschriebene Fallbügelkupplung ist in
DD 218 560 A1 so weiterentwickelt worden, dass sie eine Hakenkupplung mit an einem Hebel schwenkbar angeordneten Haken ist. Die Bügel hingegen sind bei dieser Ausführungsform einer Hakenkupplung fest angeordnet. Die Übertragung von Schubkräften erfolgt mit an den Ausrückern zusätzlich angeordneten Auslegern, die an beiden Hebeln in gleicher Höhe vorhanden sind. Durch Hebelwirkung werden zugleich die Hebel in ihrer Ausgangsstellung gehalten.
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Gegenüber der oben beschriebenen Fallbügelkupplung ist diese Sonderform einer Hakenkupplung lediglich durch Umkehrung der technischen Mittel entstanden und hat im Übrigen die oben bereits beschriebenen Nachteile.
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Ein Vorschlag in
DE 1 703 428 A betrifft eine Modellbahnkupplung mit einem nach unten ausschwenkbaren Haken, der zugleich ausbalanciert ist. Zur Vermeidung von Fehlfunktionen ist am hinteren Ende des Hakens eine unterstützende Feder vorgesehen. Das hintere Ende des Hakens ist zugleich ballig ausgeführt und soll mit einer Massehäufung ein Gegengewicht bilden. Dasselbe dient ferner als Ausrücken.
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Wesentlichster Nachteil dieser Kupplung ist deren symmetrische Hakenanordnung. Deshalb kann sie nur einseitig verwendet werden und braucht ein hakenloses Gegenstück.
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In
DE 36 23 456 C2 ist eine nach dem Vorbild der so genannten Bosna-Kupplung ausgeführte Mittelpufferkupplung beschrieben. Für eine möglichst originalgetreue Ausführung ist hier vorgeschlagen, eine Kuppelstange mit formhinterschneidenden Elementen vorzusehen. Diese lässt sich jedoch ausschließlich manuell und durch Eingriff in den Zugverband kuppeln.
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Wesentliche Nachteile dieser Kupplung sind weiterhin die Verlierbarkeit der Kuppelstange, die Verschleißanfälligkeit der formhinterschneidenden Elemente und die fehlende Automatisierbarkeit des Kupplungsvorganges. Ist diese Kupplung mit Fallbügeln ausgestattet, fehlt ihr die Originalität.
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Nach einem Vorschlag in
DE 296 21 371 U1 soll eine Mittelpufferkupplung mit einem Haken ausgeführt werden, der in einen oberen Ausschnitt der sich gegenüber liegenden Mittelpuffer liegt und mit seinem Haken in eine Ausnehmung des gegenüberliegenden Mittelpuffers eingreift. Ferner soll über eine mit der Fahrzeugachse verbundene Anordnung das Entkuppeln durch Anheben des Hakens bewirkt werden. Diese Form einer Fallbügelkupplung entspricht der bei der indonesischen Bahngesellschaft BJKA verwendeten Form, wiedergegeben in C. GARRATT, Iron Dinosaurs, Blandford Press Ltd., Poole (Dorset), 1976, ISBN 0 7137 0670 8,
13.
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Die vorgeschlagene Ausführungsform der in
DE 296 21 371 U1 beschriebenen Kupplung sieht vor, dass nur ein Haken den Kupplungsvorgang und die nachfolgende Kraftübertragung bei Zugkräften bewirkt. Dies hat zur Folge, dass das Umdrehen eines der Modelleisenbahnfahrzeuge unmöglich ist, da dann Inkompatibilitäten entstehen. So wäre eine Kupplung mit zwei einander gegenüber liegenden Haken an einer Kupplungsstelle vorhanden, während am anderen Ende eines der Modelleisenbahnfahrzeuge keine Kupplungsmöglichkeit bestünde.
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Für das Entkuppeln des langen Fallhakens ist eine Gestängeanordnung notwendig, die aufgrund der Hebelverhältnisse sogar einen Radsatz des Modellbahnfahrzeuges als Lagerstelle mit einbezieht.
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Im Übrigen ist nach den Darstellungen in der Erfindungsbeschreibung auch mit dieser Kupplungsform kein modellgetreuer Nachbau der Trichterkupplung möglich.
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Ein Vorschlag in
DE 26 29 582 A1 sieht vor, ein massives Kupplungsteil mit einer trapezförmigen Erweiterung auszuführen, in die wiederum eine trapezförmige Ausnehmung und weiterführend ein Schlitz eingearbeitet ist, wobei im Schlitz dann ein Hebel schwenkbar gelagert ist. Der schwenkbar gelagerte Hebel wird mit einer Formfeder in seiner Normallage gehalten.
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Diese Form einer Kupplung hat die Nachteile, dass der schwenkbare Hebel in Mittellage angeordnet ist, weshalb dieser mit einem gegenüberstehenden gleichartigen Hebel beim Kupplungsvorgang notwendigerweise zusammenstoßen muss. Außerdem ist auch mit dieser Kupplung kein modellgetreuer Nachbau der Trichterkupplung möglich.
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Ein weiterer Vorschlag für eine Hakenkupplung ist
DE 20 2004 004 990 U1 zu entnehmen. Hier wird ein Kupplungskörper vorgeschlagen, bei dem zur Mittelachse versetzt in einem Schlitz ein schwenkbarer Hebel mit frontseitigem Haken angeordnet ist, während parallel dazu ein Einführungstrichter und eine Ausnehmung für den Haken des gegenüberliegenden Kupplungsteils vorgesehen ist.
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Auch mit dieser Form einer Hakenkupplung lässt sich die bekannte Trichterkupplung nicht nachbilden.
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Die beiden zuletzt beschriebenen Formen von Hakenkupplungen haben gemeinsam den Nachteil, dass sie den schwenkbaren Hebel exakt führen und deshalb innerhalb der Kupplung kaum Winkelveränderungen möglich sind. Für den Aufbau der Modellbahnfahrzeuge bedeutet dies, dass die notwendigen Winkelveränderungen durch die Kupplungsbefestigung am Fahrzeug realisiert werden müssen. Dies ist ein weiterer Nachteil, der eine vorbildgetreue Ausführung einer Trichterkupplung unmöglich macht, da diese im realen Fahrbetrieb keine derartigen Auslenkungen erfährt.
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Aus
DE 1 140 118 A ist eine symmetrische Kupplung mit Vorentkopplung für Modellbahnfahrzeuge bekannt, die mit einem in einer Ausnehmung angeordneten Hebel und einem materialeinheitlich am Hebel angeordneten Haken arbeitet. Am Hebel ist in der Nähe des Drehpunktes ein nach unten ragender Ausrücker (hier: Stößel
43) angeordnet, der zudem hinter dem Pufferteller (hier: als Puffer wirkender Bügel
15) liegt. Über diesen soll beim Entkuppeln der Haken so weit angehoben werden, dass das vordere Ende des Hebels mit einem Permanentmagneten in Kontakt kommt und von diesem gehalten wird. Diese Form einer Hakenkupplung ist bei Modellbahnlokomotiven, die mit einem Schienenräumer ausgestattet sind, nicht verwendbar. Der weit hinten angeordnete Hebel ragt in den Raum des Schienenräumers, weshalb dessen Betätigung erschwert ist. Außerdem liegt der Hebel in einer sich nach vorn öffnenden Ausnehmung im Kupplungsträger, ist nicht seitlich geführt und kann deshalb eine zufällige Lage einnehmen. Bei Kupplungsvorgängen kann dies dazu führen, dass der Hebel des gegenüberliegenden Kupplungsteils in der gleichen Position liegt und beide beim Kupplungsvorgang zusammenstoßen. Große Toleranzen und ein großer Abstand zwischen den Puffern führen zudem zu einem unruhigen Verhalten dieser Kupplung beim Fahrbetrieb. Dazu trägt ebenso die Rundung des Hebels beim Übergang zum Ausrücker bei, da die hintere Kante des Puffers sich in diese Rundung hineinschiebt. Die oben beschriebenen Kupplungsformen sind bei Modellen von Schmalspurbahnlokomotiven regelmäßig nicht oder nur mit erheblichen Einschränkungen hinsichtlich der Vorbildtreue anwendbar. Schmalspurbahnloks haben in vielen Fällen im Frontbereich einen sogenannten Schienenräumer, der keilförmig ausgeführt ist. Derartige Loks sind in natura im Frontbereich jedoch mit einer Mittelpufferkupplung ausgestattet. Dies vorbildgetreu bei Modellbahnloks nachzubilden, erfordert es, alle Teile der Modellbahnkupplung vor dem Schienenräumer anzuordnen. Dies ist bei den oben beschriebenen Kupplungsformen entweder nicht möglich oder nicht vorbildgetreu zu realisieren. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Kupplung der Bauart Trichter- oder Trompetenkupplung vorzuschlagen, die leicht und einfach und kostengünstig herstellbar ist, in Größe und Bauform der Mittelpuffer-Trichterkupplung weitgehend entspricht, ein selbsttätiges Kuppeln und ein automatisches Auskuppeln ermöglicht und zugleich in allen vorhandenen Anwendungsfällen eingesetzt werden kann, ohne die Nachteile der im Stand der Technik beschriebenen Kupplungsformen zu haben.
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Nach der Erfindung wird dies erreicht durch eine Wagenkupplungs- und Auskupplungsvorrichtung in der Bauform der Trichter- oder Trompetenkupplung für Modelleisenbahnfahrzeuge, die Schub- und Zugkräfte aufnehmen kann, mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes dieses Anspruches. Neben- und Unteransprüche beschreiben weiterentwickelte oder abgewandelte Ausführungsformen dieser Kupplung.
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In der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung werden die darin verwendeten Begriffe mit folgendem Bedeutungsinhalt verwendet:
Kupplung – ist eine Baueinheit, die aus zwei jeweils mit einem Modellbahnfahrzeug verbundenen Kupplungseinheiten besteht und eine Verbindung eines Modellbahnfahrzeuges mit einem anderen Modellbahnfahrzeug ermöglicht und mit den Modellbahnfahrzeugen jeweils fest oder horizontal beweglich verbunden ist.
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Kupplungseinheit – ist die mit einem Modellbahnfahrzeug verbundene Baueinheit, die zu einer anderen Kupplungseinheit eines anderen Modellbahnfahrzeuges weitgehend kompatibel ist.
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Kupplungsgehäuse – ist das Bauteil oder die Baueinheit, durch die eine Verbindung zum Modellbahnfahrzeug hergestellt wird und das die wesentlichsten Teile der Kupplung aufnimmt.
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Pufferteller – ist ein Bestandteil des Kupplungsgehäuses, durch das Schubkräfte zu einem anderen Modellbahnfahrzeug übertragen werden.
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Trichter – ist eine Ausnehmung im Kupplungsgehäuse und insbesondere im Pufferteller, die ihren größten Querschnitt in der Ebene des Puffertellers hat.
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Hebel – ist ein Bauteil, das im Kupplungsgehäuse im Bereich des Trichters angeordnet ist und über die Ebene des Puffertellers hinausragt. Er hat einen Teil der Funktionen des Kuppeleisens der Original-Trichterkupplung.
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Haken – ist ein am Hebel vorhandenes, eine Formhinterschneidung ausbildendes Element.
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Ausrücker – ist ein am Hebel angreifendes oder mit diesem materialeinheitlich verbundenes Element, durch das ein Trennen der Kupplung mit Hilfe eines schienengebundenen Ausrückers möglich ist.
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Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Trichter- oder Trompetenkupplung ausgeführt wird, die zunächst mit einem Kupplungsgehäuse einen Mittelpuffer bildet und bei der das Kupplungsgehäuse in der Mittelachse des Modellbahnfahrzeuges angeordnet ist. Der Pufferteller des Kupplungsgehäuses steht dabei über die Fahrzeugaußenkontur über und ermöglicht das Ankuppeln einer weiteren gegenüber an einem anderen Modellbahnfahrzeug befindlichen Kupplungseinheit.
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Das Kupplungsgehäuse bildet im Bereich des Puffertellers in etwa mittig einen Trichter aus, der zugleich einen Hebel aufnimmt, der am Kupplungsgehäuse bewegbar gelagert ist und dem Ankuppeln dient.
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Frontseitig ist am Hebel ein Haken ausgebildet, der durch Formhinterschneidung das Ankuppeln eines weiteren Modellbahnfahrzeuges ermöglicht.
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Der Haken ist so ausgeführt, dass am Hebel frontseitig eine Schräge angeordnet ist, die beim Ankuppeln Kontakt zur Kontur des Trichters des gegenüberliegenden Kupplungsteils erhält und den Hebel in der Annäherungsphase aushebt. Nach dem vollständigen Einlaufen des Hakens in den gegenüberliegenden Trichter fällt der Hebel durch sein Eigengewicht in den hinter dem Pufferteller des gegenüberliegenden Kupplungsteils liegenden Freiraum und der am Hebel vorhandene Haken bildet mit der Unterkante der Kontur des Trichters im Pufferteller eine formschlüssige Verbindung. Zwischen den beiden Puffertellern liegt der Ausrücker.
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Die gegenüber an einem weiteren Modellbahnfahrzeug angeordnete und in gleicher Weise ausgeführte Kupplungseinheit besitzt gewöhnlich, aber nicht notwendigerweise, einen Hebel mit dem gleichen Aufbau. Beim Kuppelvorgang kommen somit einander gegenüber liegende Haken zum Eingriff und die Kupplung erfolgt gewöhnlich zweifach.
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Im gekuppelten Zustand sind beide Pufferteller im Abstand a voneinander entfernt. Liegen an der Kupplung Zugkräfte an, ist somit der Abstand der Kupplungseinheiten entsprechend dem Betrag a. Liegen Schubkräfte an, werden die Kupplungseinheiten so weit aufeinander zu geschoben, dass die beiden Pufferteller an den Schmalseiten der Ausrücker anliegen, damit die beiden Hebel in ihrer Kupplungslage fixieren und auf diese Weise den Schubbetrieb der Modellbahnfahrzeuge gewährleisten. Obgleich beim Schubbetrieb die Haken nicht mehr im Eingriff sind, kann die Kupplung nur durch zwangsweises Anheben über die Ausrücker entkuppelt werden.
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Die Längendifferenz zwischen dem ursprünglichen Abstand a und der Breite b der Ausrücker ist zugleich maßgebend für den Winkel, den die Kupplung zwischen beiden Kupplungseinheiten zulässt. Die maximale Winkelabweichung wird weiterhin durch die Länge des Hebels, die Breite der Pufferteller, gegebenenfalls durch deren Wölbung und durch den Abstand der beiden Hebel zueinander bestimmt. Letztlich ist die Auslegung der oben aufgeführten Teile eine Optimierungsaufgabe.
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Die oben beschriebene Auslegung der erfindungsgemäßen Trichterkupplung ermöglicht im Vergleich zum Original der bei sächsischen bzw. württembergischen Schmalspurbahnen eingesetzten Trichterkupplung eine dem Vorbild sehr nahe kommende Ausführung, die gleichzeitig entgegen dem Vorbild durch eine Änderung des Abstandes zwischen den Kupplungseinheiten den Erfordernissen des Modellbahnbetriebes mit seinen engen Kurvenradien genügt, zugleich in jeder Betriebssituation sicher ist und in der bei Modellbahnen üblichen Weise gekuppelt und entkuppelt werden kann.
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Diese oben beschriebene Form der Trichterkupplung lässt sich durch weitere Maßnahmen verbessern. So können die Hebel der Kupplungseinheiten gegenüber der Mittelachse der Kupplung seitlich versetzt angeordnet werden. Damit lässt sich ein Abstand zwischen den Hebeln einstellen, der ein zufälliges Zusammenstoßen beider Hebel ausschließt.
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Zugleich kann der Abstand so weit minimiert werden, dass die Trichterkupplung entweder eine extrem große Winkelabweichung zulässt oder bei Beibehaltung eines erforderlichen Winkels kann der Abstand a zwischen den Puffertellern verringert werden. Letzteres dient einer vorbildgetreueren Ausführung der Kupplung.
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Der Pufferteller des Kupplungsgehäuses kann im Interesse einer vorbildgetreuen Ausführung gerade oder gewölbt ausgeführt sein. Seine Umrisslinie kann rechteckig, rechteckig mit abgerundeten Ecken, ovalförmig, kreisförmig oder auch rechteckförmig mit Einziehungen an der Ober-, Unterseite oder zu beiden Seiten ausgeführt sein.
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Besitzt der Pufferteller an der Oberseite eine Einkerbung, kann diese in Verbindung mit einer entsprechenden Ausnehmung auch im dahinter liegenden Kupplungsgehäuse sich sogar für das Ankuppeln einer Kupplung nach der Art von
DE 296 21 371 U1 eignen.
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Sind seitliche Einschnürungen vorhanden, kann auch die von Schmalspurbahnen her bekannte Balancierhebelkupplung ausgeführt werden.
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Durch die Möglichkeit mit dieser Kupplung große Auslenkwinkel zu erreichen, ist die Verbindung des Kupplungsgehäuses mit den Modellbahnfahrzeugen besonders einfach. Es genügt eine starre Verbindung.
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Um Kupplungs- und Entkupplungsvorgänge zu erleichtern, kann die Kupplung weiter verbessert werden. So kann der Pufferteller an seiner unteren Kante von der Außenseite her abgeschrägt sein und der Haken gleitet über diese Fläche mit seiner abgeschrägten Vorderkante leichter in den Trichter hinein.
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Anstelle einer abgeschrägten Fläche kann auch ein Radius vorgesehen sein.
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Ebenso kann der Trichter so ausgeführt sein, dass er selbst eine bis zur Vorderkante des Puffertellers geführte Trompetenform hat, während das dahinter liegende Teil des Kupplungsgehäuses nach unten eine Ausnehmung besitzt, die den Eingriff des am Hebel befindlichen Hakens gewährleistet.
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Das Kupplungsgehäuse kann als massives Bauteil durch Urformen mit gegebenenfalls notwendigen Nachbearbeitungen erzeugt werden. Bevorzugte Werkstoffe können hier Kunststoffe oder gießbare Metalllegierungen sein. Ebenso ist das Kupplungsgehäuse durch Pressen unter Verwendung umformbarer Werkstoffe zu erzeugen.
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Es ist ebenso möglich, das Kupplungsgehäuse durch spanende Formgebung zu erzeugen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform kann auch ein Biegeteil für den Hauptteil des Kupplungsgehäuses sein, das zugleich die Lagerung für den Hebel mit ausbildet und an das der Pufferteller in einem nachfolgenden Arbeitsgang verbunden wird. Dabei kann die angewendete Verbindungstechnik entsprechend der Art der verwendeten Werkstoffe ausgewählt werden.
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Hebel und Ausrücker können ebenfalls auf beliebige Weise hergestellt sein, wobei aufgrund der Anforderungen und der vorhandenen Formgebung die Herstellung als Stanzteil besonders vorteilhaft ist.
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Ist der Hebel aus Metall gefertigt, kann der Ausrücker auch nachträglich umgeformt werden.
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Werden für Hebel und Ausrücker magnetische Werkstoffe verwendet, kann in Verbindung mit einer entsprechenden Form des Ausrückers im Bereich außerhalb der Kupplung auch ein magnetisches Entkuppeln vorgesehen werden. Im Übrigen sind die im Stand der Technik beschriebenen geometrischen Formen des Ausrückers allesamt ausführbar.
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Eine Ausführung der erfindungsgemäßen Kupplung mit veränderter Kinematik sieht vor, dass der schwenkbare Hebel mit einem aufrecht stehenden Haken versehen ist. Der Pufferteller besitzt hingegen im Bereich seiner Trichter an der Oberkante eine Schräge.
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Der Hebel ist am Kupplungsgehäuse schwenkbar gelagert und kann sich insbesondere nach unten bewegen. Durch eine Feder beliebiger Art oder ein Bauteil aus einem Elastomer wird der Hebel in seiner Solllage gehalten.
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Beim Kupplungsvorgang wird dann der Hebel durch seinen abgeschrägten Haken und durch die am gegenüber liegenden Pufferteller vorhandene Einlaufschräge nach unten gedrückt und am Ende des Kupplungsvorganges wieder durch Federkraft zurück in seine Solllage bewegt.
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Durch einen vor dem Pufferteller materialeinheitlich am Hebel angeordneten Ausrücker ist ein Entkuppeln in der Weise möglich, dass mit magnetisch arbeitenden Entkupplungseinrichtungen gearbeitet wird. Hierzu ist zugleich der Ausrücker aus einem magnetisierbaren Werkstoff ausgeführt.
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Die erfindungsgemäße Kupplung kann auch mit einer Kinematik ausgeführt werden, bei der der Haken starr mit dem Kupplungsgehäuse verbunden ist.
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Eine Ausführungsform dieser Kupplung sieht einen geteilten Pufferteller vor, dessen oberer Teil sich gemeinsam mit dem schwenkbaren Oberteil des Puffergehäuses nach oben bewegen kann.
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Der Haken ist wiederum aufrecht stehend angeordnet, sodass er mit seiner Schräge wiederum gegen die Anlaufschräge in der Ausnehmung des schwenkbaren Oberteils läuft und dieses aushebt. Am Ende des Kupplungsvorganges fällt das schwenkbare Oberteil durch Gewichtskraft in seine Ausgangslage zurück und der Kupplungsvorgang ist vollzogen. Das Entkuppeln erfolgt mit einem Ausrücker, der entweder in der Nähe des Puffertellers am schwenkbaren Oberteil angreift oder im Bereich des Drehpunktes des schwenkbaren Oberteils mit diesem verbunden ist. Die letztgenannte Form wird zweckmäßig als gebogener Ausrücker ausgeführt.
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Eine weitere Form einer solchen Kupplungseinrichtung sieht ebenfalls ein geteiltes Kupplungsgehäuse vor, jedoch mit einem schwenkbaren Unterteil desselben. Der Haken ist wiederum starr mit dem Kupplungsgehäuse verbunden, ist allerdings nach unten gerichtet.
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Beim Kupplungsvorgang läuft der Haken wiederum mit seiner Schräge gegen eine Anlaufschräge am schwenkbaren Unterteil des Kupplungsgehäuses und drückt dieses nach unten. Am Ende des Kupplungsvorganges wird das schwenkbare Unterteil durch Federkraft in seine Ausgangslage zurückbewegt und der Kupplungsvorgang ist vollendet.
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Zum Entkuppeln ist ein Ausrücker als Verlängerung des Puffertellers ausgeführt, wobei dieser aus einem magnetisierbaren Werkstoff besteht. Somit kann auch bei dieser Ausführungsform der Kupplung mit magnetisch arbeitenden Entkupplungseinrichtungen das Entkuppeln bewerkstelligt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 – Die erfindungsgemäße Kupplung in einer schematisierten Darstellung in Seitenansicht.
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2 – Die erfindungsgemäße Kupplung in einer schematisierten Darstellung in der Draufsicht.
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3 – Einen Pufferteller in der Vorderansicht.
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4 – Einen Pufferteller in der Vorderansicht mit ebenfalls dargestelltem Hebel.
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5 – Einen Pufferteller in der Vorderansicht.
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6 – Eine Kupplungsform mit einem nach unten beweglichen Haken.
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7 – Eine Kupplungsform mit feststehendem Haken und einem schwenkbaren Pufferoberteil.
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8 – Eine Kupplungsform mit feststehendem Haken und nach unten schwenkbarem Pufferteil.
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Eine Kupplung bestehend aus einer ersten Kupplungseinheit 1 auf der linken Seite und einer zweiten Kupplungseinheit 2 auf der rechten Seite, ist durch die Hebel 3 und 4 zusammengekuppelt, wobei Hebel 3 mit seinem Haken 5 in der Ausnehmung 6 der Kupplungseinheit 2 und Hebel 4 mit seinem Haken 7 in die nicht dargestellte Ausnehmung in der Kupplungseinheit 1 eingreift und die beiden Hebel 3 und 4 jeweils eine formschlüssige Verbindung herstellen.
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Hebel 3 ist in einem Trichter 8 des Kupplungsgehäuses 9 der Kupplungseinheit 1 im Punkt 10 und Hebel 4 in einem Trichter 11 des Kupplungsgehäuses 12 der Kupplungseinheit 2 im Punkt 13 gelagert. Am Hebel 3 ist der Ausrücker 14 und am Hebel 4 der Ausrücker 15 angeordnet. Die Kupplungsgehäuse 9 und 12 sind durch schaftähnliche Verlängerungen 16 und 17 mit den ihnen zugeordneten Modellbahnfahrzeugen verbunden.
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Im gekuppelten Zustand liegt der Haken 5 des Hebels 3 in der Ausnehmung 6 des Kupplungsgehäuses 12 und der Haken 7 des Hebels 4 in der entsprechenden Ausnehmung des Kupplungsgehäuses 9.
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Die Kupplungsgehäuse 9 und 12 haben jeweils frontseitig Pufferteller 18 und 19, in denen jeweils eine Ausnehmung zur Aufnahme der Hebel 3 oder 4 vorgesehen ist.
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Pufferteller 19 zeigt dabei in einer Schnittdarstellung eine Schräge 20, die das Anheben des Hakens 5 oder 7 beim Ankuppeln erleichtert.
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Anstelle der Schräge 20 kann auch eine Rundung ausgeführt sein.
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Beim Ankuppeln werden die Kupplungseinheiten 1 und 2 aufeinander zu bewegt. Dabei werden durch die Anlaufschräge 21 des Hakens 5 und/oder die Anlaufschräge 22 des Hakens 7 die Hebel 3 und 4 angehoben und der Haken 5 oder 7 durch die jeweilige Ausnehmung geschoben. Nach Überwinden der Pufferteller 18 und 19 fallen die Hebel 3 oder 4 durch ihr Eigengewicht in die Ausgangslagen zurück. Die in Nähe der Haken angeordneten Ausrücker 14 und 15 tragen mit ihrem Eigengewicht dazu bei.
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Wirken nach dem Ankuppeln auf die Kupplungseinheiten 1 und 2 Zugkräfte, entsteht so durch die Haken 5 und 7 eine formschlüssige Verbindung und die Kupplung wird bis auf das Größtmaß a auseinandergezogen.
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Wirken auf die Kupplungseinheiten 1 und 2 Schubkräfte, werden diese soweit gegeneinander geschoben, dass die Ausrücker 14 und 15 mit ihren Vorderseiten 35 und 36 den Minimalabstand der Kupplung bestimmen. Zugleich sind die Hebel 3 und 4 in dieser Stellung blockiert.
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Nach dem Ankuppeln kann zwischen den Kupplungseinheiten 1 und 2 eine Winkelstellung erreicht werden, indem der Haken 5 des Hebels 3 gegen die Rückseite 23 des Puffertellers 19 gezogen wird, während der Haken 7 in den Trichter 8 des Kupplungsgehäuses 9 geschoben wird und lediglich auf der nicht dargestellten Unterkante der gleichfalls nicht dargestellten Ausnehmung im Pufferteller 18 aufliegt. Die Begrenzung des Schwenkwinkels α kann dabei entweder durch Kontakt der beiden Pufferteller 18 und 19 miteinander oder durch Verschieben des Ausrückers 15 des Hebels 4 soweit, bis dieser mit der Vorderseite 35 des Ausrückers 14 an dem Pufferteller 18 anliegt, erreicht werden.
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Die Pufferteller 18 und 19 können eine rechteckige Form 24 haben, wobei Rundungen 25 an den Ecken vorhanden sind.
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Ebenso sind Pufferteller in der Weise ausführbar, dass neben abgerundeten Ecken 27 in der Fläche 26 seitliche Vertiefungen 28 und 29 vorhanden sind, die es erlauben, die nicht dargestellten Ketten einer Balancierhebelkupplung seitlich vorbeizuführen.
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Die Pufferteller können wiederum in der Fläche 33 oben eine Vertiefung 34 haben, die dazu dienen kann, einen Haken einer Kupplungsform, bei der der Haken über der eigentlichen Kupplung liegt, anzukuppeln.
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Der Trichter 30 ist analog der Ausnehmung 6 rechteckförmig und zeigt die Lage eines Hebels 31 sowie dessen Ausrückers 32. Hebel 31 und Ausrücker 32 entsprechen in Form und Abmessungen den Hebeln 3 und 4 in 1 und 2.
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Hebel 3 ist ebenso wie Hebel 4 gegenüber der Mittelachse der Kupplung seitlich verschoben. Dadurch wird gewährleistet, dass beim Ankuppeln der Kupplungseinheiten 1 und 2 die Hebel 3 und 4 nicht anstoßen können und der Vorgang des Ankuppelns fehlerfrei verläuft.
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In den Kupplungseinheiten 1 und 2 wird dabei stets der zuzuordnende Hebel auf der gleichen Seite montiert, sodass Kompatibilitätsprobleme ausgeschlossen sind. Es ist auch möglich, durch die entgegengesetzte Lage der Hebel ein zweites Kupplungssystem herzustellen, das möglicherweise im Sinne der Sicherstellung anderer Kompatibilität notwendig sein kann.
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Eine weitere Form der erfindungsgemäßen Kupplung besteht darin, dass diese mit einem federbelasteten schwenkbaren Hebel ausgeführt wird. Ein Kupplungsgehäuse 37 ist im Bereich seines Trichters 38 mit einem schwenkbaren Hebel 39 ausgestattet. Derselbe ist im Gelenkpunkt 40 mit dem Kupplungsgehäuse 37 verbunden. Eine Feder 41, die nicht notwendigerweise als Druckfeder ausgeführt sein muss, hält den Hebel 39 in seiner waagerechten Solllage, indem er gegen die Kante 42 der Ausnehmung 43 des Puffertellers 44 gedrückt wird. Der Haken 45 ist in diesem Fall aufrecht stehend angeordnet und wird durch die Schräge 46 der Ausnehmung 43 des Puffertellers 44 sowie durch seine Schräge 47 nach unten bewegt, bis er am Ende des Kupplungsvorganges durch Federkraft in die Ausgangslage zurückschnappt.
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Der Ausrücker 48 ist in diesem Fall in einem magnetisierbaren Werkstoff ausgeführt, sodass ein magnetisches Entkuppeln möglich ist.
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Eine weitere Form der erfindungsgemäßen Kupplung arbeitet mit einem fest stehenden Hebel 49, der mit dem Kupplungsgehäuse 50 starr verbunden ist. Das Kupplungsgehäuse 50 ist geteilt und besitzt ein schwenkbares Oberteil 52, das im Gelenkpunkt 53 am Kupplungsgehäuse 50 gelagert ist. Beim Kupplungsvorgang läuft der Haken 54 mit seiner Schräge 55 in die Schräge 56 und hebt dabei das schwenkbare Oberteil an. Am Ende des Kupplungsvorganges fällt das schwenkbare Oberteil 52 durch Schwerkraft in seine Ausgangsstellung zurück. Das Entkuppeln ist mit einem mechanisch arbeitenden Ausrücker 57, der mit dem schwenkbaren Oberteil 52 verbunden ist, durchführbar.
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Es ist weiterhin möglich, die erfindungsgemäße Kupplung so auszuführen, dass diese wiederum mit einem Hebel 58, der starr mit dem Kupplungsgehäuse 59 verbunden ist, ausgeführt wird. Ferner ist das Kupplungsgehäuse 59 geteilt und das schwenkbare Unterteil 61 im Gelenkpunkt 62 am Kupplungsgehäuse 59 drehbar gelagert. Mit einer Feder 63 wird das schwenkbare Unterteil 61 in seiner Solllage gehalten. Beim Kupplungsvorgang berührt der Hebel 58 mit der Schräge 64 des Hakens 65 die Schräge 66 der Ausnehmung 67 im Pufferteller 68 und drückt das schwenkbare Unterteil 61 nach unten. Am Ende des Kupplungsvorganges wird das schwenkbare Unterteil 61 durch Federkraft in seine Ausgangslage zurückbewegt.
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Das Entkuppeln ist mit einem Ausrücker 69 aus einem magnetisierbaren Werkstoff und magnetisch arbeitenden Entkuppeleinrichtungen möglich.
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Die Erfindung hat also den Vorteil, dass sie es ermöglicht, weitgehend der Original-Trichterkupplung entsprechende Wagenkupplungs- und Auskupplungseinrichtungen für Modellbahnfahrzeuge zu schaffen, die es zusätzlich ermöglichen, bei Modelleisenbahnen übliche Techniken der Bedienung auch bei diesen anzuwenden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungseinheit
- 2
- Kupplungseinheit
- 3
- Hebel
- 4
- Hebel
- 5
- Haken
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Haken
- 8
- Trichter
- 9
- Kupplungsgehäuse
- 10
- Punkt
- 11
- Trichter
- 12
- Kupplungsgehäuse
- 13
- Punkt
- 14
- Ausrücker
- 15
- Ausrücker
- 16
- Verlängerung
- 17
- Verlängerung
- 18
- Pufferteller
- 19
- Pufferteller
- 20
- Schräge
- 21
- Anlaufschräge des Hakens [5]
- 22
- Anlaufschräge des Hakens [7]
- 23
- Rückseite des Puffertellers [19]
- 24
- rechteckige Form
- 25
- Rundung
- 26
- Fläche
- 27
- abgerundete Ecke
- 28
- Vertiefung
- 29
- Vertiefung
- 30
- Trichter
- 31
- Hebel
- 32
- Ausrücker
- 33
- Fläche
- 34
- Vertiefung
- 35
- Vorderseite des Ausrückers [14]
- 36
- Vorderseite des Ausrückers [15]
- 37
- Kupplungsgehäuse
- 38
- Trichter
- 39
- Hebel
- 40
- Gelenkpunkt
- 41
- Feder
- 42
- Kante der Ausnehmung [43]
- 43
- Ausnehmung
- 44
- Pufferteller
- 45
- Haken
- 46
- Schräge der Ausnehmung [43]
- 47
- Schräge des Hakens [45]
- 48
- Ausrücker
- 49
- Hebel
- 50
- Kupplungsgehäuse
- 51
-
- 52
- Schwenkbares Oberteil
- 53
- Gelenkpunkt
- 54
- Haken
- 55
- Schräge des Hakens [54]
- 56
- Schräge
- 57
- Ausrücker
- 58
- Hebel
- 59
- Kupplungsgehäuse
- 60
-
- 61
- Schwenkbares Unterteil
- 62
- Gelenkpunkt
- 63
- Feder
- 64
- Schräge des Hakens [65]
- 65
- Haken
- 66
- Schräge der Ausnehmung [67]
- 67
- Ausnehmung
- 68
- Pufferteller
- 69
- Ausrücker
