DE102015205434A1

DE102015205434A1 - Fahrzeug mit gelenkiger Anbindung einer Kuppelstange

Info

Publication number: DE102015205434A1
Application number: DE102015205434.9A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2016-09-29
Also published as: ES2781651T3; PT3072773T; DK3072773T3; EP3072773B1; PL3072773T3; EP3072773A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur gelenkigen Anbindung einer Kupplungsstange (1) an das Fahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst: eine vertikal angeordnete Anschlagplatte (2), die in einem Untergestellbereich des Fahrzeugs an einem Rohbau des Fahrzeugs befestigt oder von einem Rohbauabschnitt gebildet ist, wobei die Kupplungsstange (1) derart gelagert ist, dass horizontale Winkelauslenkungen der Kupplungsstange (1) gegenüber ihrer zentralen Ausgangslage in Längsrichtung des Fahrzeugs zugelassen sind, und eine an der Anschlagplatte (2) abgestützte zentrale Druckfederanordnung (12), die mit der Kupplungsstange (1) derart zusammenwirkt, dass bei einer Winkelauslenkung der Kupplungsstange (1) gegenüber ihrer Ausgangslage eine exzentrisch wirkende Rückstellkraft auf die Kupplungsstange (1) ausübbar ist, wobei eine Zugfederanordnung (4) vorgesehen ist, die am Rohbau des Fahrzeugs abgestützt und über ein Scharniergelenk (13) mit dem der Anschlagplatte (2) zugeordnetem Ende der Kuppelstange (1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur gelenkigen Anbindung einer Kupplungsstange an das Fahrzeug, wobei die Vorrichtung umfaßt:
eine vertikal angeordnete Anschlagplatte, die in einem Untergestellbereich des Fahrzeugs an einem Rohbau des Fahrzeugs befestigt oder von einem Rohbauabschnitt gebildet ist, wobei die Kupplungsstange derart gelagert ist, dass horizontale Winkelauslenkungen der Kupplungsstange gegenüber ihrer zentralen Ausgangslage in Längsrichtung des Fahrzeugs zugelassen sind, und eine an der Anschlagplatte abgestützte zentrale Druckfederanordnung, die mit der Kupplungsstange derart zusammenwirkt, dass bei einer Winkelauslenkung der Kupplungsstange gegenüber ihrer Ausgangslage eine exzentrisch wirkende Rückstellkraft auf die Kupplungsstange ausübbar ist.
Ein solches Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur gelenkigen Anbindung einer Kuppelstange ist beispielsweise aus der EP 1 946 988 A1 bekannt. Die dort bei einem Schienenfahrzeug eingesetzte Vorrichtung kann als Stabilisierungsgelenk bezeichnet werden. Dieses nutzt gezielt eine Nachgiebigkeit von Federanordnungen aus, die als elastische Gelenke wirken. Dabei ist die Nachgiebigkeit in Längsrichtung des Fahrzeugs gegeben und dient insbesondere zur Stabilisierung eines Zugverbandes, zu dem das Fahrzeug gehört, bei Kollisionen.
Der Einsatz elastischer Gelenke birgt jedoch den Nachteil in sich, dass mögliche horizontale Schwenkwinkel der Kupplungsstange gegenüber dem Rohbau des Fahrzeugs begrenzt sind.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur gelenkigen Anbindung einer Kupplungsstange an das Fahrzeug derart weiterzuentwickeln, dass größere horizontale Schwenkwinkel realisierbar sind.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Fahrzeug dadurch gelöst, dass eine Zugfederanordnung vorgesehen ist, die am Rohbau des Fahrzeugs abgestützt und über ein Scharniergelenk mit dem der Anschlagplatte zugeordneten Ende der Kuppelstange verbunden ist.
Durch den Einsatz des Scharniergelenks ist es möglich, auch für größere horizontale Schwenkwinkel der Kupplungsstange definiert über die Druckfederanordnung eine Rückstellkraft auf die Kupplungsstange auszuüben. Eine Abfederung der Kupplungsstange gegenüber in Längsrichtung des Fahrzeugs wirkenden Druckkräften geschieht über die zentrale Druckfederanordnung. Das Scharniergelenk kann einen Zugbügel aufweisen, an dem ein Gelenkbolzen des Scharniergelenks fixiert ist, der das der Anschlagplatte zugewandte Ende der Kupplungsstange lagert, wobei der Zugbügel über die Zugfederanordnung mit dem Rohbau des Fahrzeugs verbunden ist.. Diese Maßnahme gestattet es, eine vertikale Drehachse für das Scharniergelenk und damit eine Schwenkachse für die Kupplungsstange festzulegen, und zwar durch den Gelenkbolzen.
Die Zugfederanordnung kann wenigstens zwei Zugfedern umfassen, die vozugsweise horizontal symmetrisch zu der Kupplungsstange angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine geeignete Zugfederung für die Kuppelstange.
Der Zugbügel kann eine vertikal wirkende Lagerung für das der Anschlagplatte zugewandte Ende der Kupplungsstange bilden. Dies schafft die gewünschten Bewegungsfreiheitsgrade für die Bewegung der Kupplungsstange und ermöglicht vorzugsweise rein horizontale Schewnkbewegungen.
Die Vorrichtung zur gelenkigen Anbindung einer Kupplungsstange kann einen Berührkörper aufweisen, der zwischen dem der Anschlagplatte zugewandten Ende der Kupplungsstange und der zentralen Druckfederanordnung angeordnet ist und mit einem Berührabschnitt der Anschlagplatte derart zusammenwirkt, dass bei einer Winkelauslenkung der Kupplungsstange gegenüber ihrer Ausgangslage eine exzentrisch wirkende Rückstellkraft auf die Kupplungsstange ausübbar ist. Bei dieser Ausführungsform erfährt die Kupplungsstange sowohl durch die zentrale Druckfederanordnung als auch über der Berührkörper exzentrisch wirkende Rückstellkräfte.
Alternativ ist es auch möglich, dass das der Anschlagplatte zugewandte Ende der Kupplungsstange unmittelbar an der zentralen Druckfederanordnung anliegt. Auch kann der Berührkörper fest mit dem Ende der Kupplungsstange verbunden sein. In diesem Fall müßte die Druckfederanordnung allerdings sämtlichen Winkelbewegungen der Kupplungsstange folgen. Bevorzugt besitzt daher der Berührkörper lediglich Berührflächen zur Stirnseite der Kupplungsstange.
Der Gelenkbolzen verläuft bevorzugt durch eine vertikal verlaufende Durchgangsbohrung des Berührkörpers hindurch. In dieser Weise kann Bauraumkonflikten zwischen dem Scharniergelenk und dem Berührkörper begegnet werden.
Die vertikal verlaufende Durchgangsbohrung des Berührkörpers ist vorzugsweise derart bemessen ist, dass der Gelenkbolzen horizontales Spiel hat.
Der Berührkörper kann zwischen einem oberen und einem unteren horizontalen Abschnitt des Zugbügels in das der Anschlagplatte zugewandte Ende der Kuppelstange gesetzt sein. Dadurch ergibt sich eine kompakte Bauweise im Bereich des Scharniergelenks.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Ansicht von oben auf eine Vorrichtung zur gelenkigen Anbindung einer Kupplungsstange an ein Fahrzeug in einer ersten Ausführungsform,
2 eine vertikale Längsschnittansicht der Vorrichtung von 1 entlang einer Ebene II-II in 1,
3 eine Ansicht auf eine Hälfte der Kupplungsstange mit Blickrichtung zur Fahrzeugmitte,
4 eine horizontale Längsschnittansicht der Vorrichtung von 1 entlang einer Ebene IV-IV in 3,
5 eine Längsschnittsansicht der Vorrichtung von 1 mit ausgelenkter Kupplungsstange in derselben Ebene wie 4 und
6 eine horizontale Längsschnittansicht einer Vorrichtung zur gelenkigen Anbindung einer Kupplungsstange an ein Fahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform in derselben Ebene wie 4 und 5.
Die 1 bis 4 zeigen sämtlich Ansichten einer Vorrichtung zur gelenkigen Anbindung einer Kupplungsstange 1 an einen Rohbau eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs. Dabei nimmt die Kupplungsstange 1 eine Ausgangsposition ein, bei der sie weder Zug- noch Druckkräften in Längsrichtung des Fahrzeugs (der Kupplungsstange 1) ausgesetzt ist. Die Kupplungsstange 1 ist letztlich an einer Anschlagplatte 2 des Fahrzeugrohbaus abgestützt. Dabei kann die Anschlagplatte 2 von einem plattenförmigen Abschnitt des Rohbaus selbst gebildet sein. Alternativ ist die Anschlagplatte 2 als Flansch ausgebildet, der mit dem Rohbau des Fahrzeugs beispielsweise verschraubt ist. Seitlich der Kupplungsstange 1 gehen von der Anschlagplatte 2 zwei symmetrisch angeordnete Zugstangen 3 aus, die entweder (3) über die Anschlagplatte 2 mit dem Rohbau verschraubt sind oder (6) durch den Rohbau hindurch reichen und an einer rückwertigen Anlagefläche 4 angreifen.
Ein horizontal angeordneter Zugbügel 5 ist im Bereich des der Anschlagplatte 2 zugewandten Endes der Kupplungsstange 1 angeordnet und weist einen oberen flachen Abschnitt 6 und einen unteren flachen Abschnitt 7 auf, die beide ebenfalls horizontal verlaufen.
Die Zugstangen 3 sind jeweils auf einer Seite der Kupplungsstange 1 in einem Abstand zu ihr angeordnet. Die seitlichen Enden des Zugbügels 5 sind auf einen Innenabschnitt 8 der jeweiligen Zugstange 3 aufgesteckt und über jeweilige Federelemente 9 gegenüber auf die Kupplungsstange 1 wirkenden Längszugkräften elastisch gelagert.
Wie 2 zu entnehmen ist, schließt sich in der dargestellten Ausgangsposition der Kupplungsstange 1 an ihrem der Anschlagplatte 2 zugewandten Ende ein Berührkörper 10 an, der mit stirnseitigen, exzentrisch liegenden Berührflächen 11 der Kupplungsstange 1 zusammenwirkt. Der Berührkörper 10 liegt auf einer der Anschlagplatte 2 zugeordneten Seite an einer zentral angeordneten Druckfederanordnung 12 an, die im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem einzelnen Federelement gebildet ist. Das ringförmige Federelement ist dazu geeignet, bei einer Winkelauslenkung der Kupplungsstange 1 und damit einhergehenden Auslenkung des Berührkörpers 10 auf letzteren eine Rückstellkraft auszuüben, die auf die Kupplungsstange 1 übertragen wird und dafür sorgt, dass sie in ihre Ausgangsposition zurückgedrückt wird.
Der Berührkörper 10 ist zwischen dem oberen 6 und dem unteren horizontalen Abschnitt 7 des Zugbügels 5 in das der Anschlagplatte 2 zugewandte Ende der Kupplungsstange 1 gesetzt. Diese zeigt an diesem Ende einen Aufnahmeraum für den Berührkörper 10.
Der Zugbügel 5 ist Teil eines Scharniergelenks 13, mit dem horizontale Winkelbewegungen der Kupplungsstange 1 zugelassen werden. Dabei wird eine Achse des Scharniergelenks 13 durch einen Gelenkbolzen 14 festgelegt, dessen oberes und unteres Ende jeweils an dem zugeordneten oberen 6 oder unteren Abschnitt 7 des Zugbügels 5 befestigt ist. Der Gelenkbolzen 14 lagert das der Anschlagplatte 2 zugewandte Ende der Kupplungsstange 1.
Wie aus 2 hervorgeht, verläuft der Gelenkbolzen 14 durch eine Durchgangsbohrung 15 in dem Berührkörper 10 hindurch. Dabei ist die Durchgangsbohrung 15 horizontal so bemessen, dass der Gelenkbolzen 14 in der horizontalen Querschnittsebene der Durchgangsbohrung 15 mit Spiel gelagert ist. Aus 5 geht nunmehr die Position der beteiligten Komponenten für den Fall hervor, dass die Kupplungsstange 1 aufgrund einer einwirkenden Längsdruckkraft eine horizontale Winkelauslenkung erfahren hat. Dann löst sich der in 5 untere, hintere Abschnitt des Berührkörpers 10 von seiner zugeordneten Berührfläche 11 an der Kupplungsstange 1, so dass an dieser Stelle keine Kraftübertragung zwischen dem Berührkörper 10 und der Kupplungsstange 1 stattfindet. Auf der gegenüberliegenden Seite, d. h. in 5 der obere Bereich des Berührkörpers 10, liegt der exzentrisch gelegene Abschnitt des Berührkörpers 10 unmittelbar zur Kraftübertragung an seiner zugeordneten Berührfläche 11 an der Kupplungsstange 1 an. Da die Kupplungsstange 1 eine Längsdruckkraft erfahren hat, ist sie gemeinsam mit dem Berührkörper 10 in Richtung der Anschlagplatte 2 gedrückt worden Wie ebenfalls in 5 zu sehen ist, schlägt der der Anschlagplatte 2 zugewandte Rand des Berührkörpers 10 an einem Berührabschnitt 16 der Anschlagplatte 2 an, wobei die Druckfederanordnung 12 komprimiert wird. Durch den ebenfalls exzentrischen Anschlag des Berührkörpers 10 an der Anschlagplatte 2 wird über den Berührkörper 10 eine Rückstellkraft auf die Kupplungsstange 1 übertragen, welche sie in Richtung ihrer Ausgangsposition bewegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1946988 A1 [0002]

Claims

Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur gelenkigen Anbindung einer Kupplungsstange (1) an das Fahrzeug, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine vertikal angeordnete Anschlagplatte (2), die in einem Untergestellbereich des Fahrzeugs an einem Rohbau des Fahrzeugs befestigt oder von einem Rohbauabschnitt gebildet ist, wobei die Kupplungsstange (1) derart gelagert ist, dass horizontale Winkelauslenkungen der Kupplungsstange (1) gegenüber ihrer zentralen Ausgangslage in Längsrichtung des Fahrzeugs zugelassen sind, und eine an der Anschlagplatte (2) abgestützte zentrale Druckfederanordnung (12), die mit der Kupplungsstange (1) derart zusammenwirkt, dass bei einer Winkelauslenkung der Kupplungsstange (1) gegenüber ihrer Ausgangslage eine exzentrisch wirkende Rückstellkraft auf die Kupplungsstange (1) ausübbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zugfederanordnung (4) vorgesehen ist, die am Rohbau des Fahrzeugs abgestützt und über ein Scharniergelenk (13) mit dem der Anschlagplatte (2) zugeordneten Ende der Kuppelstange (1) verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharniergelenk (13) einen Zugbügel (5) aufweist, an dem ein Gelenkbolzen (14) des Scharniergelenks (13) fixiert ist,, der das der Anschlagplatte (2) zugewandte Ende der Kupplungsstange (1) lagert, wobei der Zugbügel (5) über die Zugfederanordnung (4) mit dem Rohbau des Fahrzeugs verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfederanordnung (9) wenigstens zwei Zugfedern umfasst, die symmetrisch zu der Kupplungsstange (1) angeordnet sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugbügel (5) eine vertikal wirkende Lagerung für das der Anschlagplatte (2) zugewandte Ende der Kupplungsstange (1) bildet.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur gelenkigen Anbindung einer Kupplungsstange (1) einen Berührkörper (10) aufweist, der zwischen dem der Anschlagplatte (2) zugewandten Ende der Kupplungsstange (1) und der zentralen Druckfederanordnung (12) angeordnet ist und mit einem Berührabschnitt (16) der Anschlagplatte (2) derart zusammenwirkt, dass bei einer Winkelauslenkung der Kupplungsstange (1) gegenüber ihrer Ausgangslage eine exzentrisch wirkende Rückstellkraft auf die Kupplungsstange (1) ausübbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkbolzen (14) durch eine vertikal verlaufende Durchgangsbohrung (15) des Berührkörpers (10) hindurch verläuft.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikal verlaufende Durchgangsbohrung (15) des Berührkörpers (10) derart bemessen ist, dass der Gelenkbolzen (14) horizontales Spiel hat.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Berührkörper (10) zwischen einem oberen (6) und einem unteren horizontalen Abschnitt (7) des Zugbügels (5) in das der Anschlagplatte (2) zugewandte Ende der Kuppelstange (1) gesetzt ist.