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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mittenrückstellung für einen horizontal verschwenkbaren Kupplungsschaft eines Schienenfahrzeugs, sowie eine Mittelpufferkupplung mit einem Kupplungsschaft und einer Mittenrückstellung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verstärken des Rückstellmoments einer bestehenden Mittenrückstellung.
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Die Mittenrückstellung ist eine Hauptkomponente in einer Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs, neben dem Kupplungskopf, der Kupplungsstange, der Luftkupplung und der Elektrokupplung. Die Mittenrückstellung hat die Funktion die Kupplung im entkuppelten Zustand in der horizontalen Mitte beziehungsweise zentrierten Lage zu halten und Schwingungen sowie horizontal wirkende Kräfte, zum Beispiel aus der Zentrifugalkraft, zu dämpfen, während das Schienenfahrzeug entlang von Kurven, Steigungen oder ähnlichen Bahnen fährt. Zugleich muss die Mittenrückstellung das Auslenken des Kupplungsschafts um die Drehachse des Bolzens im Lagerbock ermöglichen, wenn das Schienenfahrzeug entlang von Kurven fährt.
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In der Praxis sind sowohl mechanische als auch pneumatische Mittenrückstellungen bekannt. Bei mechanischen Mittenrückstellungen wird die Rückstellkraft durch eine mechanische Feder bewirkt. Pneumatische Mittenrückstellungen sind durch Aufbringung eines pneumatischen Druckes in der Regel steuerbar. Dadurch kann das Rückstellmoment der Mittenrückstellung ausgeschaltet werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft alle der genannten Arten von Mittenrückstellungen, insbesondere jedoch pneumatische Mittenrückstellungen. Prinzipiell kann die Erfindung auch bei einer hydraulischen Mittenrückstellung, die bisher in der Praxis nicht bekannt ist, angewendet werden.
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DE 20 2012 100 064 U1 beschreibt eine pneumatische oder hydraulische Mittenrückstellung mit einer Kurvenscheibe und zwei Druckzylindern. Die Kurvenscheibe ist um eine vertikale Achse drehbar gelagert und mit dem Kupplungsschaft drehsynchron verbindbar. Die Druckzylinder umfassen jeweils ein in Tangentialrichtung zu der vertikalen Achse kraftbeaufschlagtes Rückstellelement, das an der Kurvenscheibe zur Aufbringung eines Rückstellmoments angreift. Jeder Druckzylinder weist wenigstens einen Druckraum auf, der durch einen Kolben begrenzt ist. Durch Druckbeaufschlagung des Druckraums wird der Kolben gegen das Rückstellelement gedrückt, das wiederum an der Kurvenscheibe angreift. Zur Vergrößerung der Rückstellkraft können Tandemzylinder mit mindestens zwei Arbeitskolben vorgesehen sein, die in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind und mit demselben pneumatischen oder hydraulischen Druck beaufschlagt werden und dadurch eine größere druckbeaufschlagte Kolbenfläche zur Verfügung stellen. Die Kolben weisen identische Durchmesser auf.
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Nachteilig an den bekannten Mittenrückstellungen ist, dass diese für eine bestimmte Rückstellkraft beziehungsweise für ein bestimmtes Rückstellmoment nach Spezifikation des Fahrzeugs und der Streckeninfrastruktur ausgelegt sind. Wenn dann das Fahrzeug auf einer Strecke in Betrieb genommen werden soll, für welche die ursprüngliche Spezifikation nicht mehr zutreffend ist, dann wirken die Mittenrückstellungen unzuverlässig. Durch entsprechende Fehlfunktionen der Mittenrückstellung werden nicht nur Komforteinbußen bedingt, sondern es drohen Schäden an den Kupplungen und anderen Fahrzeugkomponenten. Die bekannten Mittenrückstellungen können zudem im Verlauf der Betriebszeit durch Verschmutzungen und dergleichen in ihrem Rückstellmoment verändert werden, ohne dass dies kompensierbar ist.
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Der vorliegende Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mittenrückstellung für einen horizontal verschwenkbaren Kupplungsschaft eines Schienenfahrzeugs anzugeben, die die eingangs genannten Nachteile überwindet und insbesondere mit geringem Montage- und Änderungsaufwand eine Veränderung des Rückstellmoments ermöglicht, insbesondere dauerhafte Änderung des Rückstellmoments, wobei das Rückstellmoment insbesondere auf einen definierten Wert eingestellt wird. Ferner soll ein Verfahren zum Verstärken des Rückstellmoments einer bestehenden Mittenrückstellung angegeben werden.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Mittenrückstellung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung. Ferner wird eine Mittelpufferkupplung mit einem Kupplungsschaft und einer erfindungsgemäßen Mittenrückstellung angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Mittenrückstellung, die zumindest horizontal wirkt, für einen horizontal verschwenkbaren Kupplungsschaft eines Schienenfahrzeugs weist eine Kurvenscheibe und wenigstens einen Hauptdruckzylinder auf. Der Hauptdruckzylinder greift an der Kurvenscheibe zum Aufbringen eines Rückstellmoments an. Das Rückstellmoment wirkt im Sinne einer Rückstellung des Kupplungsschafts in seine horizontale Mittenlage.
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Die Kurvenscheibe und der wenigstens eine Hauptdruckzylinder sind relativ zueinander um eine vertikale Achse verdrehbar. Das bedeutet, dass gemäß einer Ausführungsform die Kurvenscheibe um die vertikale Achse drehbar gelagert ist und mit dem Kupplungsschaft drehsynchron verbindbar ist, sowie gemäß einer alternativen Ausführungsform die Kurvenscheibe ortsfest, zum Beispiel am Lagerbock und/oder am Wagenkasten gelagert ist und der wenigstens eine Hauptdruckzylinder drehsynchron mit dem Kupplungsschaft verbindbar ist, insbesondere gemeinsam mit dem Kupplungsschaft um die vertikale Achse verdrehbar ist.
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Der wenigstens eine Hauptdruckzylinder weist ein in Tangentialrichtung zu der vertikalen Achse kraftbeaufschlagtes Rückstellelement auf, das an der Kurvenscheibe zur Aufbringung des Rückstellmoments angreift. Dabei wirkt die Kraftbeaufschlagung auf das Rückstellelement zumindest im aus der horizontalen Mittenlage ausgelenkten Zustand des Kupplungsschafts in der Tangentialrichtung zur vertikalen Achse. In der Mittenlage kann die Kraftbeaufschlagung auf das Rückstellelement gegebenenfalls in Richtung der vertikalen Drehachse erfolgen.
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Der wenigstens eine Hauptdruckzylinder weist wenigstens einen Hauptfederspeicher und/oder wenigstens einen Hauptdruckraum auf, der das Rückstellelement kraftbeaufschlagt.
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Erfindungsgemäß ist nun am Hauptdruckzylinder wenigstens ein zusätzlicher separater Nebendruckzylinder angeschlossen, der das kraftbeaufschlagte Rückstellelement zusätzlich zu der im Hauptdruckzylinder erzeugten Kraft kraftbeaufschlagt, insbesondere in derselben Richtung wie der Hauptdruckzylinder.
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Durch die Erfindung wird somit eine Modularität geschaffen, durch welche besonders leicht an einen bestehenden Hauptdruckzylinder ein oder mehrere Nebendruckzylinder angeschlossen werden können, um die Rückstellkraft auf das bestehende Rückstellelement beziehungsweise das Rückstellmoment, das auf den Kupplungsschaft wirkt, zu vergrößern. Entsprechend kann zur Verkleinerung des Rückstellmoments ein Nebendruckzylinder von einem Hauptdruckzylinder demontiert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Nebendruckzylinder an bestehenden Bohrungen und/oder Gewinden des Hauptdruckzylinders, an denen zuvor beispielsweise ein Deckel angeschlossen ist, angeschlossen. Damit müssen keine baulichen Veränderungen, bis auf die Demontage des Deckels, am Hauptdruckzylinder vorgenommen werden, um den Nebendruckzylinder anzuschließen.
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Bevorzugt ist somit der Nebendruckzylinder lösbar am Hauptdruckzylinder angeschlossen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Hauptdruckzylinder wenigstens einen Hauptkolben auf und der Nebendruckzylinder ist derart am Hauptdruckzylinder angeschlossen, dass er den Hauptkolben kraftbeaufschlagt.
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Beispielsweise weist der Nebendruckzylinder wenigstens einen Nebenkolben auf, sowie eine am Nebenkolben angeschlossene Nebenkolbenstange, und die Nebenkolbenstange greift am Hauptkolben oder an einer am Hauptkolben angeschlossenen Hauptkolbenstange des Hauptdruckzylinders kraftübertragend an. Damit kann ein besonders leichtes Nachrüsten des Hauptdruckzylinders mit dem Nebendruckzylinder erreicht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen der Hauptkolben und der Nebenkolben denselben Außendurchmesser auf. Bei gleichem auf den Hauptkolben und den Nebenkolben wirkendem Druck kann dadurch die Rückstellkraft, die auf das Rückstellelement wirkt, zumindest im Wesentlichen verdoppelt werden. Um mit dem Nebenkolben eine vergleichsweise größere Rückstellkraft oder kleinere Rückstellkraft als mit dem Hauptkolben auf das Rückstellelement auszuüben, können der Hauptkolben und der Nebenkolben verschiedene Außendurchmesser und/oder verschiedene druckkraftbeaufschlagte Flächen aufweisen.
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Besonders bevorzugt umfasst der Nebendruckzylinder einen Nebenfederspeicher und/oder einen Nebendruckraum. Damit können wenigstens zwei Druckräume - ein Hauptdruckraum und ein Nebendruckraum - miteinander kombiniert werden oder es kann ein Hauptdruckraum mit einem Nebenfederspeicher kombiniert werden.
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Selbstverständlich können gemäß der Erfindung auch mehrere entsprechende Nebendruckzylinder, insbesondere hintereinander, an einem Hauptdruckzylinder montiert werden.
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Gemäß einer besonders vorzuziehenden Ausführungsform der Erfindung umfasst der Hauptdruckzylinder wenigstens einen Hauptdruckraum und der Nebendruckzylinder umfasst wenigstens einen Nebendruckraum. Der wenigstens eine Hauptkolben begrenzt den Hauptdruckraum und der wenigstens eine Nebenkolben begrenzt den Nebendruckraum. Der wenigstens eine Hauptdruckraum und der wenigstens eine Nebendruckraum werden mit einem hydraulischen und/oder pneumatischen Druck beaufschlagt, wobei vorteilhaft ein Druckregler vorgesehen ist, um die Druckbeaufschlagung variabel oder konstant einzustellen. Der Druck im Hauptdruckraum kann gleich wie der oder verschieden zu dem Druck im Nebendruckraum sein.
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Besonders bevorzugt ist in der Nebenkolbenstange wenigstens eine druckleitende Verbindung zwischen dem Hauptdruckraum und dem Nebendruckraum vorgesehen. Somit können der Hauptdruckzylinder und der Nebendruckzylinder einen gemeinsamen Druckanschluss, der insbesondere im Hauptdruckzylinder vorgesehen ist, nutzen. Im letzteren Fall kann der Nebendruckzylinder ohne eigenen Druckanschluss auskommen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens zwei oder genau zwei Hauptdruckzylinder an der Kurvenscheibe mit jeweils einem Rückstellelement jeweils zur Aufbringung eines Rückstellmoments angreifend vorgesehen und an wenigstens einem oder an jedem Hauptdruckzylinder ist ein zusätzlicher separater Nebendruckzylinder angeschlossen.
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Um eine Verschmutzung des Eingriffsbereichs zwischen dem oder den Rückstellelementen und der Kurvenscheibe und damit eine ungewollte Veränderung des Rückstellmoments zu vermeiden, wird vorteilhaft zumindest der Eingriffsbereich zwischen dem oder den Rückstellelementen und der Kurvenscheibe durch eine Abdeckhaube abgedeckt. Die Abdeckhaube kann dabei die Kurvenscheibe zumindest in Fahrtrichtung von vorne abdecken. Die Abdeckhaube kann eine Bürstendichtung oder dergleichen umfassen, um einen Spalt abzudecken.
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Das Rückstellelement ist insbesondere als drehbar gelagerte Rolle ausgeführt, die kraftbeaufschlagt in eine Aussparung in der Kurvenscheibe gedrückt wird, sodass bei einer Relativverdrehung zwischen der Kurvenscheibe und dem wenigstens einen Hauptdruckzylinder und entsprechend auch dem am Hauptdruckzylinder angeschlossenen Nebendruckzylinder die Kurvenscheibe entgegen der Federkraft zumindest teilweise oder nur teilweise aus der Aussparung in der Kurvenscheibe gedrückt wird, wodurch die tangential zur vertikalen Drehachse wirkende Rückstellkraft und damit das Rückstellmoment erzeugt wird.
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Eine erfindungsgemäße Mittenrückstellung weist einen Kupplungsschaft und eine Mittenrückstellung der dargelegten Art auf. Der Kupplungsschaft ist zumindest über einen vorgegebenen Verdrehbereich drehsynchron an der Kurvenscheibe oder dem wenigstens einen Hauptdruckzylinder angeschlossen.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verstärken des Rückstellmoments einer bestehenden Mittenrückstellung für einen horizontal verschwenkbaren Kupplungsschaft eines Schienenfahrzeugs, wobei die Mittenrückstellung eine Kurvenscheibe und wenigstens einen Hauptdruckzylinder umfasst, der zur Aufbringung eines Rückstellmoments an der Kurvenscheibe angreift, wobei die Kurvenscheibe und der wenigstens eine Hauptdruckzylinder relativ zueinander um eine vertikale Achse verdrehbar sind und der wenigstens eine Hauptdruckzylinder ein in Tangentialrichtung zu der vertikalen Achse kraftbeaufschlagtes Rückstellelement umfasst, das an der Kurvenscheibe zur Aufbringung des Rückstellmoments angreift; wobei der Hauptdruckzylinder wenigstens einen Hauptfederspeicher und/oder wenigstens einen Hauptdruckraum umfasst, der das Rückstellelement kraftbeaufschlagt, wird am Hauptdruckzylinder wenigstens ein zusätzlicher separater Nebendruckzylinder angeschlossen wird, mit dem das kraftbeaufschlagte Rückstellelement zusätzlich kraftbeaufschlagt wird.
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Vorteilhaft wird ein Deckel von einem Gehäuse des Hauptdruckzylinders abgeschraubt und ein Gehäuse des Nebendruckzylinders wird anstelle des Deckels hinten am Hauptdruckzylinder montiert, wobei besonders bevorzugt eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse des Nebendruckzylinders und dem Gehäuse des Hauptdruckzylinders vorgesehen sein kann, beispielsweise mit einem Dichtring. Gemäß einer Ausführungsform, jedoch nicht zwingend, kann der zuvor demontierte Deckel am hinteren Ende des Nebendruckzylinders angeschlossen werden, um diesen zu verschließen und insbesondere einen Nebendruckraum oder einen Raum für einen Nebenfederspeicher zu verschließen.
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Dementsprechend kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Mittenrückstellung, insbesondere einer Mittelpufferkupplung, wobei die Mittenrückstellung eine Kurvenscheibe und wenigstens einen Hauptdruckzylinder, wie hier dargestellt, umfasst, besonders leicht mit einem Nebendruckzylinder nachgerüstet werden, um das Rückstellmoment bevorzugt dauerhaft zu verändern.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
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Es zeigen:
- 1 und 2 eine erfindungsgemäße Mittelpufferkupplung mit Kupplungsschaft und Mittenrückstellung in einer seitlichen Ansicht und einer Ansicht von oben;
- 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mittenrückstellung, bei welchem eine herkömmliche Mittenrückstellung mit zwei (Haupt-)Druckzylindern mit einem Nebendruckzylinder nachgerüstet wurde;
- 4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mittenrückstellung mit einem Hauptdruckzylinder mit einem Hauptfederspeicher und mit einem Nebendruckzylinder mit einem Nebenfederspeicher;
- 5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mittenrückstellung mit drei Hauptdruckzylindern, an denen jeweils ein Nebendruckzylinder montiert ist;
- 6 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgeführte Mittenrückstellung;
- 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel durch eine erfindungsgemäße Mittenrückstellung in einem horizontalen Axialschnitt;
- 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mittenrückstellung teilweise in horizontal geschnittener Ansicht;
- 9 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Mittenrückstellung in einer horizontalen Schnittansicht;
- 10 einen an einem Hauptdruckzylinder montierten Nebendruckzylinder gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 11 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit an einem Hauptdruckzylinder montierten Nebendruckzylinder;
- 12 u. 13 eine Abdeckhaube;
- 14 die Abdeckhaube aus den 12 und 13 im in einer Mittenrückstellung montierten Zustand.
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In den 1 und 2 ist eine erfindungsgemäß ausgeführte Mittelpufferkupplung mit einem Kupplungsschaft 20 gezeigt, der an einem ersten axialen Ende um eine vertikale Achse 2 verschwenkbar gelagert ist und am entgegengesetzten axialen Ende einen Kupplungskopf 21 trägt. Der Kupplungskopf 21 weist einen Kupplungstrichter 22, einen Kupplungskegel 23 und ein Kupplungshorn 24 auf. Ferner ist in den Kupplungskopf 21 eine Druckluftkupplung und eine Elektrokupplung integriert.
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Der Kupplungsschaft 20 ist um die vertikale Achse 2 verschwenkbar am Lagerbock 17 gelagert, der an einem hier nicht näher dargestellten Wagenkasten befestigt wird. Wenn vorliegend ein Lagerbock 17 beschrieben wird, so kann dieser mehrteilig sein, und einen Teil aufweisen, an dem die Mittenrückstellung 15 angeschlossen ist und der wiederum an einem weiteren Teil des Lagerbocks 17 im Bereich des Anschlusses am Wagenkasten oder/und einem Fahrzeugrahmen angeschlossen ist.
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Bei einer Auslenkung des Kupplungsschafts 20 aus der in der 2 gezeigten horizontalen Mittenlage wirkt eine Federkraft der Mittenrückstellung 15 im Sinn eines Rückstellens des Kupplungsschafts 20 in die gezeigte Mittenlage.
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In der 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mittenrückstellung 15 gezeigt. Diese ist an dem Lagerbock 17 angeschlossen und weist eine drehfest am Lagerbock 17 angeordnete, insbesondere einteilig mit dem Lagerbock 17 ausgeführte Kurvenscheibe 1 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kurvenscheibe 1 mit Schrauben 18 am Lagerbock 17, hier einer Deckscheibe 27 desselben, angeschraubt. Dadurch kann vorteilhaft für die Kurvenscheibe 1 ein anderes Material als für den Lagerbock 17 verwendet werden und/oder die Kurvenscheibe 1 kann separat vom Lagerbock 17 gefertigt und bearbeitet werden.
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An der Kurvenscheibe 1 sind zwei Hauptdruckzylinder 3 angeordnet. Diese sind drehfest an einer Konsole 19 angeschlossen, welche seitliche Anschläge 25 für einen hier nicht näher dargestellten Kupplungsschaft, der auch als Kupplungsstange bezeichnet werden kann, aufweist. Wenn der Kupplungsschaft um die vertikale Achse 2 aus seiner Mittenlage verdreht wird, schlägt er an einem der beiden seitlichen Anschläge 25 an und nimmt diesen zusammen mit der Konsole 19 mit, sodass sich die Konsole 19 und damit die Hauptdruckzylinder 3 gemeinsam relativ zur Kurvenscheibe 1 um die vertikale Achse 2 verdrehen.
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Die Konsole 19 stützt ferner den Kupplungsschaft von unten ab, insbesondere gedämpft.
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Wie nachfolgend noch erläutert wird, wird durch das Verdrehen der Konsole 19 mit den Hauptdruckzylindern 3 relativ zur Kurvenscheibe 1 ein Rückstellmoment erzeugt, das im Sinne eines Rückstellens der Konsole 19 und damit des Kupplungsschafts in die horizontale Mittenlage wirkt. Um dieses Rückstellmoment zu vergrößern, ist zumindest an einem der beiden Hauptdruckzylinder 3, hier dem hinten dargestellten Hauptdruckzylinder 3, ein Nebendruckzylinder 7 angeschlossen. Selbstverständlich könnte auch nur an dem vorne dargestellten Hauptdruckzylinder 3 ein entsprechender Nebendruckzylinder 7 angeschlossen sein oder es könnten an beiden Hauptdruckzylindern 3 entsprechende Nebendruckzylinder 7, hierbei identische oder verschiedene Nebendruckzylinder 7, angeschlossen sein.
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In der 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Mittenrückstellung mit zwei Hauptdruckzylindern 3 dargestellt, an denen jeweils ein Nebendruckzylinder 7 am hinteren Ende angeschlossen, hier angeschraubt ist. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß der 3 ist diesmal die Kurvenscheibe 1 gemeinsam mit dem nicht näher dargestellten Kupplungsschaft um die vertikale Achse 2 relativ zur Konsole 19 verdrehbar. Hierfür ist die Kurvenscheibe 1 drehstarr am Kupplungsschaft angeschlossen, beispielsweise über die gezeigten Bolzen 26.
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Wenn die Kurvenscheibe 1 drehsynchron beziehungsweise drehstarr am Kupplungsschaft angeschlossen ist, kann die Konsole 19, welche die Hauptdruckzylinder 3 trägt, drehstarr oder einteilig am Lagerbock (hier nicht dargestellt) angeschlossen sein.
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Die Kurvenscheibe 1 kann, wie bei der Ausgestaltung gemäß der 3, von einer Deckscheibe 27 überdeckt sein. Im Ausführungsbeispiel gemäß der 3 ist die Kurvenscheibe 1 drehstarr an der Deckscheibe 27 angeschlossen. Bei der Ausgestaltung gemäß der 4, jedoch nicht zwingend, ist die Kurvenscheibe 1 relativ zur Deckscheibe 27 verdrehbar (man beachte, dass in der 4 nur die obere Hälfte der Figur geschnitten dargestellt ist).
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Die Hauptdruckzylinder 3 weisen jeweils ein Rückstellelement 4, hier in Form einer Rolle, auf, das radial von außen an der Kurvenscheibe 1 angreift und in der horizontalen Mittenlage des Kupplungsschafts zentriert in eine Aussparung 28 in der Kurvenscheibe 1 eingreift. Wenn sich die Kurvenscheibe 1 um die vertikale Asche 2 verdreht, wird das Rückstellelement 4 aus diesem zentrierten Eingriff in der Aussparung 28 heraus gedrückt, und zwar entgegen der Federkraft des Hauptfederspeichers 5, hier in Form einer elastischen Druckfeder. Der Hauptfederspeicher 5 beaufschlagt über einen Stößel 29 das Rückstellelement 4.
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Durch die Auslenkung des Rückstellelements 4 entgegen der Federkraft des Hauptfederspeichers 5 aus der zentrierten Lage in der Aussparung 28, wird auf die Kurvenscheibe 1 ein Rückstellmoment erzeugt, und zwar von beiden Rückstellelementen 4 der beiden Hauptdruckzylinder 3. Um die Rückstellkraft, die über jedes Rückstellelement 4 in ein Rückstellmoment der Kurvenscheibe 1 umgewandelt wird, zu vergrößern, ist an jedem Hauptdruckzylinder 3 ein Nebendruckzylinder 7 angeschlossen, der mit einem Nebenfederspeicher 12, hier ebenfalls im Form einer elastischen Druckfeder, parallel zu dem Hauptfederspeicher 5 den Stößel 29 und damit das Rückstellelement 4 kraftbeaufschlagt.
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Um den Hauptdruckzylinder 3 mit dem Nebendruckzylinder 7 nachzurüsten, muss lediglich am hinteren Ende des Hauptdruckzylinders 3 ein zuvor angebrachter Deckel, an dem sich der Hauptfederspeicher 5 abstützt, entfernt werden und durch das Gehäuse 30 mit dem darin aufgenommenen Nebenfederspeicher 12 ersetzt werden.
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Zur besseren Führung des Rückstellelements 4 an der Kurvenscheibe 1 weisen die Hauptdruckzylinder 3 ein Führungselement 31 auf, das von oben auf der Kurvenscheibe 1 aufliegt und beispielsweise einteilig mit dem Stößel 29 ausgeführt oder an diesem angeschlossen sein kann. Das Führungselement 31 kann gabelförmig sein und die Kurvenscheibe 1 oben und unten umgreifen. Die Deckscheibe 27 weist eine entsprechende Aussparung aus, in welcher das Führungselement 31 kollisionsfrei mit der Deckscheibe 27 aufgenommen ist. Aufgrund der geringen Verdrehung des Rückstellelements 4 relativ zur Kurvenscheibe 1, beispielsweise von weniger als 5°, insbesondere von bis zu 2,5° ausgehend von der Mittenlage in jede Drehrichtung, kann die Aussparung vergleichsweise klein sein.
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Die Mittenrückstellung 15 aus der 5 weist drei Hauptdruckzylinder 3 mit drei daran angeschlossenen Nebendruckzylindern 7 auf. Vor dem Anschluss der Nebendruckzylinder 7 wirken die Hauptdruckzylinder 3 ausschließlich pneumatisch. Hierfür weisen die Hauptdruckzylinder 3, wie in der 6 dargestellt ist, einen Hauptdruckraum 6 auf, der in seinem Volumen durch das Gehäuse 30 des Nebendruckzylinders 7 vergrößert wurde. Dies ist jedoch nicht zwingend.
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Ein Deckel 3 des Hauptdruckzylinders 5 mit einem Druckluftanschluss 32 ist vom Gehäuse 34 demontiert worden, anschließend ist an das Gehäuse 34 das Gehäuse 30 des Nebendruckzylinders 7 angeschlossen worden und anschließend ist der Deckel 33 auf das Gehäuse 30 des Nebendruckzylinders 7 aufgesetzt und montiert worden. Somit ist über den Druckluftanschluss 32 ein Hauptkolben 8 des Hauptdruckzylinders 3 nach wie vor beaufschlagbar. Der Hauptkolben 8 wirkt über die Hauptkolbenstange 10 kraftbeaufschlagend auf das Rückstellelement 4, das wiederum an der Kurvenscheibe 1 angreift.
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Zusätzlich ist im Gehäuse 30 des Nebendruckzylinders ein Nebenfederspeicher 12 aufgenommen, welcher den Hauptkolben 8 parallel zum Luftdruck im Hauptdruckraum 6 elastisch druckbeaufschlagt, um die Rückstellkraft des Hauptdruckzylinders 3 zu vergrößern.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß der 7 ist die Kurvenscheibe 1 wiederum drehstarr am Lagerbock 17 angeschlossen. Dies ist jedoch nicht zwingend. Auch hier könnte die Kurvenscheibe 1 verdrehbar am Lagerbock 17 angeschlossen sein und stattdessen die Konsole 19 starr am Lagerbock 17 angeschlossen sein.
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Die Mittenrückstellung arbeitet, wie anhand der anderen Ausführungsbeispiele zuvor dargestellt. Jedoch weisen diesmal der Hauptdruckzylinder 3 und der Nebendruckzylinder 7 jeweils einen pneumatisch oder hydraulisch druckluftbeaufschlagten Druckraum auf, nämlich der Hauptdruckzylinder 3 den Hauptdruckraum 6 und der Nebendruckzylinder 7 den Nebendruckraum 13.
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Der Hauptdruckzylinder 3 weist einen Hauptkolben 8 auf, der durch den Druck im Hauptdruckraum 6 druckbeaufschlagt wird. Der Hauptkolben 8 wirkt über die Hauptkolbenstange 10 auf das Rückstellelement 4. Der Nebendruckzylinder 7 weist einen Nebenkolben 9 auf, der über die Nebenkolbenstange 11 den Hauptkolben 8 druckbeaufschlagt. Der Nebenkolben 9 wird vom Druck im Nebendruckraum 13 druckbeaufschlagt.
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In der Nebenkolbenstange 11 ist eine druckleitende Verbindung 14 vorgesehen, über welche der über den Druckluftanschluss 32 in den Nebendruckraum 13 eingeleitete Druck in den Hauptdruckraum 6 übertragen wird.
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Das Gehäuse 30 des Nebendruckzylinders 7 ist abgedichtet an das Gehäuse 34 des Hauptdruckzylinders 3 angeschlossen, vorteilhaft auch hier an den Anschlussstellen eines vormals aufgesetzten Deckels 33.
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Die Ausführungsform ist besonders flexibel hinsichtlich eines möglichen Außendurchmessers des Nebenkolbens 9. So kann dieser denselben oder einen größeren oder einen kleineren Außendurchmesser als der Hauptkolben 8 aufweisen. Das dem Hauptdruckzylinder 3 ferne Ende des Nebendruckzylinders 7 kann denselben Durchmesser wie das dem Rückstellelement 4 ferne Ende des Hauptdruckzylinders 3 aufweisen. Dann kann der Deckel 33 wiederum als Deckel des Nebendruckzylinders 7 verwendet werden. Alternativ weist es einen anderen Durchmesser auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein anderer Deckel 33 für den Nebendruckzylinder 7 vorgesehen, der das Gehäuse 30 des Nebendruckzylinders 7 umgreift.
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Die Ausführungsform gemäß der 8 zeigt ebenfalls pneumatisch wirkende Hauptdruckzylinder 3 und pneumatisch wirkende Nebendruckzylinder 7. Jedoch weist hier der Hauptdruckzylinder 3 und jeder Nebendruckzylinder 7 einen eigenen Druckluftanschluss auf. Damit können beispielsweise unterschiedliche Luftdrücke im Hauptdruckraum 6 und Nebendruckraum 13 eingestellt werden.
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Im Übrigen wird auf die Beschreibung der bisherigen Figuren verwiesen, da die sich entsprechenden Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß der 9 entspricht weitgehend jenem der 7. Während jedoch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 7 besonders leicht der Nebenkolben 9 mit einem anderen Außendurchmesser als der Hauptkolben 8 ausgeführt werden kann, fügt sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 9 das Gehäuse 30 des Nebendruckzylinders 7 abgedichtet anstelle des zuvor demontierten Deckels 33 in das Gehäuse 34 des Hauptdruckzylinders 3 ein. Der Deckel 33 kann dann entsprechend in das Gehäuse 30 des Nebendruckzylinders 7 eingefügt werden oder an das Gehäuse 30 des Nebendruckzylinders 7 angefügt werden, welches am hinteren Ende denselben Innendurchmesser wie das Gehäuse 34 des Hauptdruckzylinders 3 aufweist.
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Das Gehäuse 30 des Nebendruckzylinders 7 ist beispielsweise mit einer O-Ringdichtung 35 gegen das Gehäuse 34 des Hauptdruckzylinders 3 abgedichtet. Im Übrigen wird auf die bisherige Figurenbeschreibung verwiesen.
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Selbstverständlich können sowohl beim Ausführungsbeispiel gemäß der 7 als auch beim Ausführungsbeispiel gemäß der 9 beide Hauptdruckzylinder 3 durch einen Nebendruckzylinder 7 ergänzt werden. Anhand der Darstellung in der 9 erkennt man jedoch besonders einfach, dass der Deckel 33 des Hauptdruckzylinders 3 wiederverwendet werden kann, wohingegen beim Ausführungsbeispiel gemäß der 7 der Deckel 33 am Nebendruckzylinder 7 eine andere Form als der Deckel 33 am Hauptdruckzylinder 3 aufweist.
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Eine Draufsicht schräg von außen auf die Kombination des Hauptdruckzylinders 3 und des Nebendruckzylinders 7 aus der 9 ist in der 10 gezeigt. Eine entsprechende Draufsicht auf die Kombination des Hauptdruckzylinders 3 mit dem Nebendruckzylinder 7 aus der 7 ist in der 11 gezeigt.
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In den 12 bis 14 ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung gezeigt, der auch unabhängig von der dargestellten Ergänzung eines Hauptdruckzylinders mit einem Nebendruckzylinder bei einer Mittenrückstellung ausgeführt werden kann. So ist eine Abdeckhaube 16 vorgesehen, welche von vorne (bezogen auf die Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs) die Kurvenscheibe 1 abdeckend aufgebracht wird, um den Eingriffsbereich zwischen dem oder den Rückstellelementen und der Kurvenscheibe 1 abzudecken und vor Umwelteinflüssen zu schützen, damit dieser Eingriffsbereich vor einer Verschmutzung geschützt ist, die eine Veränderung des Rückstellmoments bewirken könnte.
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Die Abdeckhaube 16 weist jeweils eine Öffnung 36 für jeden Hauptdruckzylinder 3 und gegebenenfalls Nebendruckzylinder 7 auf, sowie eine Öffnung 37, in welche die Kurvenscheibe 1, gegebenenfalls mit Deckscheibe 27, eingreift.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kurvenscheibe
- 2
- vertikale Achse
- 3
- Hauptdruckzylinder
- 4
- Rückstellelement
- 5
- Hauptfederspeicher
- 6
- Hauptdruckraum
- 7
- Nebendruckzylinder
- 8
- Hauptkolben
- 9
- Nebenkolben
- 10
- Hauptkolbenstange
- 11
- Nebenkolbenstange
- 12
- Nebenfederspeicher
- 13
- Nebendruckraum
- 14
- druckleitende Verbindung
- 15
- Mittenrückstellung
- 16
- Abdeckhaube
- 17
- Lagerbock
- 18
- Schrauben
- 19
- Konsole
- 20
- Kupplungsschaft
- 21
- Kupplungskopf
- 22
- Kupplungstrichter
- 23
- Kupplungskegel
- 24
- Kupplungshorn
- 25
- seitlicher Anschlag
- 26
- Bolzen
- 27
- Deckscheibe
- 28
- Aussparung
- 29
- Stößel
- 30
- Gehäuse
- 31
- Führungselement
- 32
- Druckluftanschluss
- 33
- Deckel
- 34
- Gehäuse
- 35
- O-Ringdichtung
- 36
- Öffnung
- 37
- Öffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202012100064 U1 [0005]
