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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubenkupplung zum Kuppeln von zwei Schienenfahrzeugen, wobei die Schienenfahrzeuge Zughaken oder andere Kuppeleinrichtungen aufweisen, in welche die Schraubenkupplung mit ihren Kuppelelementen einhakbar oder einsetzbar ist, um die beiden Kuppeleinrichtungen miteinander zu kuppeln. Die Erfindung betrifft ferner eine Abschraubsicherung für eine solche Schraubenkupplung.
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Schraubenkupplungen dienen dazu, zwei Schienenfahrzeuge zum Beispiel mit ihren Zughaken aneinander zu kuppeln. Hierfür weisen die Schraubenkupplungen jeweils zwei Kuppelelemente an ihren beiden axialen Enden auf. Zwischen den Kuppelelementen ist eine Gewindestange, auch Spindel genannt, vorgesehen, auf welche die Kuppelelemente aufgeschraubt sind. Somit kann durch Drehen der Gewindestange der Abstand zwischen den beiden Kuppelelementen verändert werden und damit kann die Schraubenkupplung zwischen zwei Schienenfahrzeugen, die beispielsweise über Puffer aneinander abgestützt sind, verspannt werden.
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Die Kuppelelemente der Schraubenkupplungen weisen in der Regel jeweils eine Öse auf, die über den entsprechenden Zughaken geschoben und in diesen eingehängt werden kann. Prinzipiell ist die vorliegende Erfindung jedoch auch bei anders gestalteten Schraubenkupplungen anwendbar, beispielsweise bei Übergangskupplungen oder Gemischtzugkupplungen, bei denen die Kuppelelemente verschieden zueinander gestaltet sein können, entweder, indem die Ösen verschiedene axiale Längen aufweisen oder indem statt einer Öse ein anderes Kuppelelement zum Anschluss an eine Kuppeleinrichtung an einem Schienenfahrzeug vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung ist auch bei Schraubenkupplungen anwendbar, bei welchen beide Kuppelelemente keine Öse aufweisen, sondern anders gestaltete Kuppelelemente aufweisen.
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Um zu verhindern, dass die Gewindestangen aus den Kuppelelementen vollständig herausgedreht werden können, weisen gattungsgemäße Schraubenkupplungen eine Abschraubsicherung an jedem axialen Ende der Gewindestange auf, auf welches ein Kuppelelement aufgeschraubt ist. Häufig wird eine an die Gewindestange angeschweißte, radial über die Gewindestange hervorstehende Scheibe als Abschraubsicherung vorgesehen, sodass diese Scheibe ein Abschrauben des Kuppelelementes über das axiale Ende der Gewindestange hinaus blockiert. Eine derartige Ausführung ist beispielsweise aus
GB 1911/11136 A vorbekannt. Andere bekannte Abschraubsicherungen weisen am axialen Ende der Gewindestange einen Splint oder Spannstift auf, der entsprechend radial über das Außengewinde der Gewindestange hervorsteht und somit das Kuppelelement gegen eine Abschrauben über das axiale Ende der Gewindestange hinaus blockiert.
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Ferner sind Schlüsselringsicherungen als Abschraubsicherung am axialen Ende der Gewindestange bekannt. Hierbei wird ein über seinem Umfang geschlitzter, federnder Drahtring hinter einer Passscheibe und einem Ring in eine Nut am axialen Ende der Gewindestange eingesteckt, sodass er radial nach außen aus der Nut herausragt und damit das aufgeschraubte Kuppelelement gegen ein Abschrauben über das axiale Ende der Gewindestange hinaus blockiert.
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Die bekannten Abschraubsicherungen weisen jeweils Nachteile auf. Bei der Lösung mit am stirnseitigen Ende der Gewindestange angeschweißter Scheibe erfolgt beim Anschweißen der Scheibe ein Wärmeeintrag in die Gewindestange, die in der Regel aus hochfestem Vergütungsstahl hergestellt ist. Dieser Wärmeeintrag kann zu ungünstigen Gefügeveränderungen im Material der Gewindestange führen und der Schweißvorgang erfordert eine aufwändige Vorbereitung sowie einen speziell ausgebildeten Schweißer, der in der Regeln nur ausgewählten Werkstätten verfügbar ist.
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Bei den Lösungen mit Splint, Spannstift oder federndem Ring besteht die Gefahr, dass die Abschraubsicherung versehentlich aus ihrer Halterung gelöst wird. Beispielsweise kann ein Spannstift aus der entsprechenden Durchgangsbohrung in der Gewindestange herausgeschlagen werden und ein am federnden Ring angreifendes Moment drückt diesen aus der Nut heraus. In beiden Fällen ist die Funktion der Abschraubsicherung damit nicht mehr gegeben und die Gewindestange kann versehentlich aus dem Kuppelelement herausgeschraubt werden, was zu einem Schaden an der Gewindestange führt und Bedienpersonal verletzen kann. Ferner droht die Gefahr, dass die Gewindestange zwar noch nicht vollständig aus dem Kuppelelement herausgeschraubt ist, jedoch mit einer nicht mehr ausreichenden Anzahl von Windungen in das Kuppelelement eingeschraubt ist, sodass die Gewindestange bei der Fahrt der Schienenfahrzeuge aus dem Kuppelelement herausgerissen wird und die Fahrzeuge voneinander getrennt werden.
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Die Druckschrift
GB 2 014 265 A offenbart eine Manipulationsschutzvorrichtung zum Verhindern lediglich einer unbefugten Winkelverstellung eines einen Anschlag bildenden und als Gewindestange ausgeführten Einstellelementes für eine Kraftstoffeinspritzpumpenvorrichtung. Diese umfasst ein einteiliges und in Umfangsrichtung nicht geschlossenes elastisches Ringelement, welches in einer Nut am Ende der Gewindestange platziert ist und am Außenumfang über ein Kappenelement fixiert wird. Das Kappenelement verhindert lediglich einen unbefugten Zugang zur Gewindestange und damit eine dadurch erfolgende Verstellung, kann sich jedoch relativ zu dieser in Umfangsrichtung verdrehen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenkupplung zum Kuppeln von zwei Schienenfahrzeugen anzugeben, welche einen einfachen Aufbau aufweist und zugleich die eingangs genannten Nachteile vermeidet. Ferner soll eine Abschraubsicherung für eine solche Schraubenkupplung angegeben werden. Die Abschraubsicherung soll einen einfachen Aufbau aufweisen und möglichst wenig Bauraum benötigen, um auch als Nachrüstlösung in bestehende Schraubkupplungen integriert werden zu können.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Schraubenkupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Ferner wird eine erfindungsgemäße Abschraubsicherung angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Schraubenkupplung zum Kuppeln von zwei Schienenfahrzeugen weist eine Gewindestange auf, die im Bereich ihrer beiden axialen Enden jeweils ein Kuppelelement trägt. Die Gewindestange ist bevorzugt einteilig ausgeführt, jedoch kommt prinzipiell auch eine mehrteilige Gewindestange in Betracht, deren einzelnen Abschnitte über jeweils ein Zwischenstück, in das die Gewindestangenabschnitte mit den einander zugewandten Enden eingeschraubt sind, miteinander verbunden sind.
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Wenigstens eines der beiden Kuppelelemente an den beiden axialen Enden der Gewindestange ist auf ein Außengewinde der Gewindestange aufgeschraubt. Bevorzugt sind beide Kuppelelemente auf jeweils ein axiales Ende der Gewindestange aufgeschraubt.
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Die Gewindestange ist verdrehbar, um dadurch den Abstand zwischen den beiden Kuppelelementen zu variieren, weil durch Verdrehen der Gewindestange diese entweder weiter in das oder die Kuppelelemente eingeschraubt wird oder aus dem oder den Kuppelelementen herausgeschraubt wird. Die Verdrehbarkeit der Gewindestange schließt auch ein Verdrehen des oder der Kuppelelemente und Halten der Gewindestange ein.
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Wenigstens ein axiales Ende der Gewindestange, insbesondere jedes axiale Ende der Gewindestange, auf welches ein Kuppelelement aufgeschraubt ist, weist eine Abschraubsicherung auf, wobei die Abschraubsicherung das Kuppelelement gegen ein Abschrauben über das axiale Ende der Gewindestange hinaus blockiert.
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Erfindungsgemäß umfasst die Abschraubsicherung eine sich wenigstens über einen Teil des Umfangs, insbesondere über den gesamten Umfang, der Gewindestange erstreckende Nut, in die ein aus der Nut radial vorstehender Sicherungsring eingesetzt ist, wobei der Sicherungsring über seinem Umfang zumindest an einer Stelle unterbrochen ist, sodass er formschlüssig in die Nut eingesetzt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist radial außen auf dem Sicherungsring ein über seinem Umfang geschlossener Haltering angeordnet, der den Sicherungsring vollumfänglich umschließt.
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Der Haltering verhindert, dass sich der Sicherungsring, nachdem dieser in die Nut am axialen Ende der Gewindestange eingesetzt wurde, in der Radialrichtung aufweiten kann. Daher kann der Sicherungsring nicht mehr aus der Nut herausgleiten. Zugleich ist ein Verschweißen des Sicherungsringes an der Gewindestange nicht notwendig, sodass ein entsprechender Wärmeeintrag in die Gewindestange vermieden wird. Insbesondere ist der Sicherungsring frei, das heißt ohne stoffschlüssige Verbindung mit der Gewindestange, in die Nut eingesetzt. Prinzipiell könnte der Sicherungsring jedoch durch andere stoffschlüssige Maßnahmen, beispielsweise durch Verkleben, an der Gewindestange befestigt sein. Wenn ein großer Wärmeeintrag vermieden werden kann, kommt sogar ein einfaches Anschweißen oder Anheften in Betracht, um die Montage zu erleichtern.
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Eine erfindungsgemäße Abschraubsicherung für eine solche Schraubenkupplung weist entsprechend einen über seinem Umfang zumindest an einer Stelle unterbrochenen Sicherungsring und einen radial außen auf dem Sicherungsring positionierbaren oder angeordneten, über seinem Umfang geschlossenen Haltering auf, der bei Anordnung auf dem Sicherungsring diesen vollumfänglich umschließt.
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Der Haltering kann stoffschlüssig mit dem Sicherungsring verbunden sein und ist insbesondere an diesem verschweißt. Zusätzlich oder alternativ kommt beispielsweise auch ein Aufschrumpfen des Halteringes auf den Sicherungsring in Betracht. Andere formschlüssige oder stoffschlüssige Befestigungen sind möglich.
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Der Sicherungsring ist bevorzugt frei von einer stoffschlüssigen Verbindung zu der Gewindestange.
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Bei dem Haltering handelt es sich insbesondere um ein ringförmiges Element, d.h. ein Element mit zumindest einer um eine Achse in Umfangsrichtung verlaufenden und in radialer Richtung weisenden Außenfläche. Diese wird von einer um diese Achse mit konstantem Radius umlaufenden Fläche beliebiger Kontur gebildet. Der Haltering ist vorzugsweise durch eine Breite charakterisiert, d.h. Erstreckung in axialer Richtung charakterisiert, welche im Wesentlichen der des Sicherungsringes entspricht oder geringfügig größer im Sinne eines Überstehens ist. Die Abschraubsicherung aus Haltering und Sicherungsring baut daher in radialer und axialer Richtung relativ kompakt und bedingt keinen zusätzlich zur Verfügung stehenden Bauraum. Diese kann dadurch ferner auch in bestehenden Systemen einfach nachgerüstet werden oder die bekannten Lösungen ersetzen.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Sicherungsring mehrere voneinander getrennte Ringsegmente. Insbesondere ist der Sicherungsring aus zwei voneinander getrennten Ringsegmenten zusammengesetzt, wobei diese Ringsegmente Halbschalenelemente ausbilden können, die dann formschlüssig in die Nut in der Gewindestange eingesetzt werden können, gemeinsam die Gewindestange vollständig oder nahezu vollständig über dem Umfang umschließen und durch Überschieben des geschlossenen Halterings in der Nut gehalten werden. Die zumindest zweiteilige Ausführung ist einfach montierbar und die einzelnen Ringsegmente bleiben auch unter Torsionseinfluss relativ formstabil.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Sicherungsring über seinem Umfang genau einmal unterbrochen. Somit kann er nach Art eines Federrings insbesondere quer zur Längsachse der Gewindestange über die Gewindestange in die Nut geschoben werden, wobei er bevorzugt elastisch aufgespreizt wird. Wenn er in die Nut eingesetzt wurde, insbesondere in diese eingeschnappt ist, kann der Haltering radial außen auf den Sicherungsring geschoben werden und ein erneutes Aufspreizen verhindern.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Abschraubsicherung eine Axialscheibe, die axial neben dem Sicherungsring auf der Gewindestange angeordnet ist und eine Axialanlagefläche für den Sicherungsring und den Haltering bildet. Demgemäß steht die Axialscheibe in Radialrichtung über den Sicherungsring hinaus, sodass sich der auf dem Sicherungsring angeordnete Haltering in der Axialrichtung an der Axialscheibe abstützen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Axialscheibe zusammen mit dem Sicherungsring in der Nut positioniert werden. Bevorzugt ist die Axialscheibe jedoch außerhalb der Nut auf der Gewindestange angeordnet und insbesondere in der Axialrichtung gegen einen Bund der Gewindestange am axialen Ende des Außengewindes der Gewindestange abgestützt.
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Das oder die Kuppelelemente können insbesondere unmittelbar auf die Gewindestange aufgeschraubt sein und weisen bevorzugt jeweils einen mit einem Innengewinde versehenen Schraubkörper auf, der auf das Außengewinde der Gewindestange aufgeschraubt ist, sowie eine gelenkig am Schraubkörper angeschlossene Kuppelöse.
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Um die Gewindestange verdrehen zu können und das Antriebsmoment mit einem Hebel aufbringen zu können, ist bevorzugt in einem axial mittleren Bereich der Gewindestange ein Schwengel drehfest an der Gewindestange angeschlossen. Ein solcher Schwengel kann einen drehfest an der Gewindestange angeschlossenen Grundkörper und eine gelenkig hieran angeschlossenen Griff aufweisen.
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Die Nut in der Gewindestange, in welche der Sicherungsring eingesetzt ist, hat bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt. Es kommen jedoch auch andere Querschnittsformen in Betracht, beispielsweise ein V-förmiger Querschnitt.
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Der Sicherungsring weist bevorzugt eine Schulter auf, die axial neben der Nut auf einer radial äußeren Oberfläche der Gewindestange aufliegt, wenn der Sicherungsring in die Nut eingesetzt ist. Beispielsweise weist der Sicherungsring einen T-förmigen Querschnitt auf, wobei ein Fußbereich des T-förmigen Querschnitts in die Nut eingreift und ein Dachbereich des T-förmigen Querschnitts sich in der Axialrichtung außen auf der Gewindestange erstreckt und damit bevorzugt zwei radial innere Schultern ausbildet, die radial außen auf der Gewindestange aufliegen.
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Wenn nur eine Schulter vorgesehen sein soll, weist der Sicherungsring zum Beispiel eine Winkelform auf, wobei ein Schenkel des Winkels in die Nut eingreift und der andere Schenkel des Winkels die Schulter ausbildet. Die Querschnittformen beziehen sich auf einen Axialschnitt durch den Sicherungsring, das heißt durch den Schnitt entlang der Längsrichtung der Gewindestange, jeweils bezogen auf eine Seite neben der Längsachse.
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Die Abschraubsicherung weist bevorzugt eine solche maximale radiale Erstreckung auf, dass sie innerhalb einer Bohrung des jeweiligen Kuppelelements verschoben werden kann.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
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Es zeigen:
- 1 eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Schraubenkupplung;
- 2 eine axiale Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Abschraubsicherung;
- 3 einen Axialschnitt entlang der Schnittlinie A-A aus der 2 durch die Abschraubsicherung mit angrenzenden Bereichen der Schraubenkupplung.
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In der 1 ist eine erfindungsgemäße Schraubenkupplung dargestellt, mit welcher zwei Schienenfahrzeuge, umfassend jeweils einen Zughaken, aneinander gekuppelt werden können. Die Schraubenkupplung weist eine Gewindestange 1, die auch als Spindel bezeichnet wird, auf, an deren beiden axialen Enden jeweils ein Kuppelelement 2, 3 aufgeschraubt ist. Die Kuppelelemente 2, 3 können auch an einer anderen Kuppeleinrichtung des Schienenfahrzeugs als einem Zughaken befestigt werden, beispielsweise an einem Bolzen 20, wie hier schematisch durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Die Kuppelelemente 2, 3 sind hier insbesondere als Schraubenkupplungsbügel ausgeführt.
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Jedes Kuppelelement 2, 3 weist einen Schraubkörper 15 auf, hier in Form eines Würfels oder Quaders, der ein Innengewinde 14 umfasst, das auf das Außengewinde 4 der Gewindestange 1 aufgeschraubt ist. Am Schraubkörper 15 ist jeweils eine Kuppelöse 16 gelenkig angeschlossen, die über ein entsprechendes Bauteil am Schienenfahrzeug, beispielsweise Zughaken oder Bolzen 20, geschoben beziehungsweise eingehängt werden kann, um eine formschlüssige Verbindung, zumindest für Zugkräfte, mit dem Schienenfahrzeug herzustellen.
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Um die Gewindestange 1 leichter verdrehen zu können, und dadurch den Abstand zwischen den beiden Schraubkörpern 15 zu ändern, ist in der axialen Mitte der Gewindestange 1 zwischen zwei Abschnitten des Außengewindes 4 ein Schwengel 17 drehfest an der Gewindestange 1 angeschlossen. Dieser kann gegriffen werden und bildet einen Hebel für die Einleitung des Drehmomentes in die Gewindestange 1.
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Beim Drehen der Gewindestange 1 um deren Längsachse 19 in eine erste Richtung, werden die beiden Schraubkörper 15 aufeinander zubewegt. Beim Drehen in eine entgegengesetzte zweite Richtung werden die Schraubkörper 15 auseinander bewegt. Im letztgenannten Fall besteht die Gefahr, dass die Schraubkörper 15 von der Gewindestange 1 abgeschraubt werden, weswegen im Bereich von jedem axialen Ende der Gewindestange 1 eine Abschraubsicherung 5 vorgesehen ist.
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Die Abschraubsicherung 5 hat bevorzugt eine solche maximale radiale Erstreckung, dass sie innerhalb einer Bohrung der Schraubkörper 15 verschoben werden kann.
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Details einer vorteilhaften Abschraubsicherung sind in den 2 und 3 dargestellt.
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Jede Abschraubsicherung 5 weist einen Sicherungsring 7 auf, der die Längsachse 19 der Gewindestange 1 konzentrisch umschließt und in eine Nut 6 im Bereich des axialen Endes der Gewindestange 1 eingesetzt ist. Der Sicherungsring 7 weist wenigstens eine Unterbrechung über seinem Umfang auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sicherungsring 7 aus zwei voneinander getrennten Ringsegmenten 7.1, 7.2 zusammengesetzt, die im in die Nut 6 eingesetzten Zustand in der Umfangsrichtung nur einen geringen Abstand zueinander aufweisen, sodass sie die Gewindestange 1 nahezu über ihrem gesamten Umfang umschließen.
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Die Ringsegmente 7.1 und 7.2 weisen in einem Axialschnitt durch die Längsachse 19 gesehen, jeweils einen T-förmigen Querschnitt auf, wobei der Fußbereich in die Nut 6 eingesetzt ist und der Dachbereich zwei radial innere Schultern 18 ausbildet, die auf dem äußeren Umfang der Gewindestange 1 aufliegen. Damit können die Ringsegmente 7.1 und 7.2 leicht und exakt außen auf der Gewindestange 1 beziehungsweise in der Nut 6 positioniert und gehalten werden.
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Um zu verhindern, dass sich die Ringsegmente 7.1 und 7.2 aus der Nut 6 lösen, ist radial außen auf den Sicherungsring 7, das heißt auf beide Ringsegmente 7.1 und 7.2, ein Haltering 8 geschoben, der über seinem Umfang geschlossen ist und den Sicherungsring 7 vollumfänglich umschließt. Der Haltering 8 ist bevorzugt am Sicherungsring 7 angeschweißt, beispielsweise mit mehreren über dem Umfang verteilt angeordneten Schweißnähten 13.
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Um ein Verschweißen zu erleichtern, weist der Haltering 8 bevorzugt an seinem vom Außengewinde 4 abgewandten stirnseitigen Ende eine Fase 12 auf, in die die Schweißnähte 13 eingebracht werden können, sodass die Schweißnähte 13 die radial schräg nach innen gerichtete Oberfläche der Fase 12 und die radial nach außen gerichtete, durch die Fase 12 freigegebene Oberfläche des Sicherungsringes 7 kontaktieren.
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Die radial äußere Oberfläche 21 des Halterings 8 kann als freie Oberfläche, insbesondere als zylindrische Oberfläche, ausgeführt sein und einen Abstand zu den umgebenden Bauteilen der Schraubenkupplung aufweisen.
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Bevorzugt ist axial neben dem Sicherungsring 7 und dem Haltering 8 radial außen auf der Gewindestange 1 eine Axialscheibe 9 vorgesehen, die eine Axialanlagefläche 10 sowohl für den Sicherungsring 7 als auch für den Haltering 8 ausbildet. Die Axialscheibe 9 ist bevorzugt an einem Bund 11 am Ende des Außengewindes 4 gegen die Gewindestange 1 abgestützt.
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Die Axialscheibe 9 stellt sicher, dass der Sicherungsring 7 und der Haltering 8 in der Radialrichtung zueinander ausgerichtet sind und kann ferner eine Anschlagfläche für den Schraubkörper 15 darstellen, um diesen gegen ein Abschrauben über das axiale Ende der Gewindestange 1 hinaus zu blockieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gewindestange
- 2
- Kuppelelement
- 3
- Kuppelelement
- 4
- Außengewinde
- 5
- Abschraubsicherung
- 6
- Nut
- 7
- Sicherungsring
- 7.1, 7.2
- Ringsegment
- 8
- Haltering
- 9
- Axialscheibe
- 10
- Axialanlagefläche
- 11
- Bund
- 12
- Fase
- 13
- Schweißnaht
- 14
- Innengewinde
- 15
- Schraubkörper
- 16
- Kuppelöse
- 17
- Schwengel
- 18
- Schulter
- 19
- Längsachse
- 20
- Bolzen
- 21
- radial äußere Oberfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 1911/11136 A [0004]
- GB 2014265 A [0008]
