DE1455233A1 - Zug- und Stossvorrichtung fuer mit Mittelpufferkupplungen ausgeruestete Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

• Zug--und Stoßvorrichtung für mit Mittelpufferkupplungen ausgerüstete Schienenfahrzeuge. Die Erfindung betrifft eine gefederte Zug- und Stoßvorrichtung für mit Mittelpufferkupplungen ausgerüstete Schienenfahrzeuge, bei welcher eine an ihrem vorderen Ende einen Mittelpufferkupplungskopf tragende Kuppelstange nahe ihres rückwärtigen Endes über ein Kugelgelenk an einem vertikalen Bolzen, der in Zugrichtung über eine Feder gegen den Fahrzeugrahmen abgestützt ist, angelenkt ist und an ihrem rückwärtigem Ende eine Anschlagfläche aufweist, der eine an einem-in Stoßrichtung über eine Feder gegen den Fahrzeugrahmen abgestützten Teil befindliche Gegenfläche gegenübersteht-.
• Es sind bereits Zug- und Stoßvorrichtungen der vorstehend angeführten Art bekannt. Die Anschlag- und die Gegenfläche bilden dabei Kugelflächen um den Drehpunkt des Kugelgelenkes als Mittelpunkt. Diese Ausführungen sind jedoch mit dem Mangel behaftet,-daB bei zueinander parallel,-aber in Quer-richtung verschoben im Gleis stehenden Fahrzeuges, beispiels- weise bei im versetzten Spießgang in einem,geraden Streckenabschnitt oder bei in einem S-Bogen befindlichen Fahrzec,gen auf diese ausgeübte Stoß- oder Druckkräfte querkraftkomponeten erzeugen, die die Fahrzeuge hoch weiter in Querrichtung zu versetzen suchen und sie dabei zum Entgleisen bringen können.
• Zur Behebung dieses Mangels ist es bereits bekannt, seit® lieh der Anschlag- und der Gegenfläche Anschläge vorzusehen, die ab einer bestimmten, seitlichen Auslenkung der Kuppelatange im Eingriff.kommen und die Übertragung der Stoß- und Druckkräfte von der Kuppelstange auf den Fahrzeugrahmen unter"Abheben der Anschlag- von der Gegenfläche übernehmen,-'En wird also durch die Anschläge eins seitliche Versetzung der Angriffsstelle der Stoß- und, Druckkräfte am Fahrzeug erzielt und die Querkraftkomporiente damit.-.je nach der An-Ordnung der Anschläge=und dem Aus-lenkwinkel, umgekehrt oder reduziert. Bei nur-kleinen Aüslenkwinkeln und bereits wirk-Samen Anschlägen oder bei, großen Auslenkwinkeln kann die J-Querkraftkomponente jedoch noch Werte erreichen; die ein Entgleisen der Fahrzeuge in der einen oder anderen Ri.chtung verursachen können.
• Um-die Querkraftkomponenten völlig auszuschalten, .st be-reite versucht- worden, die--Anschlagfläche um den Kuppelmit-.-telpunkt, d.h. dem Mittelpunkt zweier gekuppelter Kupplunge- . köpfe, als Krümmungsmittelpunkt zu krümmen. Bei dieser Ausführungsform wälzt sich also die Anschlagfläche beim Auslenken dar Kuppelstange auf der eben ausgebildeten Gegenfläche , ab und bewirkt so ein dem Auslenkwinkel entsprechendes, seitliches-Yersetzen der Angriffsstelle der Zug- und Stoßkräfte. Das Fehlen jeglicher Querkraftkomponente begünstigt.jedoch einen unruhigen lauf der Fahrzeuge in geraden Gleisabschnitter Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, -eine Zug- und StbB-vorrichtung der eingangs angeführten-Art zu schaffen, bei welcher während Druckbeanspruchungen der Mittelpufferkupplung bereits ab einem geringen Auslenkwinkel der Kuppelstange eine zur Auslenkrichtung entgegengesetzte, von der Größe des Auslenkwinkels unabhängige, mäßige Querkraftkomponente auftritt, die die Fahrzeuge ohne Entgleisungsgefahr auszurichten sucht und somit in geraden-Gleisabschnitten einen-ruhigen lauf der Fahrzeuge gewährleistet.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, d@aß bei unbelasteter Zug- und Stoßvorrichtung eine der-beiden vorgenannten Flächen in der Höhe der Kupplungslängsachse in horizontaler Richtung gesehen einen mittleren, in einer die Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene liegenden Abschnitt aufweist, an den sich nach beiden Seiten ein von der anderen Fläche weggekrümmter; in den genannten Abschnitt tangential übergehender Abschnitt.anschließt, dessen Krümmungsradius zumindest annähernd dem Abstand,der Anschlagfläche von der KuppIebene entspricht,. und daß die zweitgenannte Fläche über' ihrer ganzen Breitet den genannten Abschnittgin mit einem in "einer die Kupp-'-lungslängsachse senkrecht schneidende Ebene,liegende Abschnitt gegenübersteht-.,." - " , Bei in.vertikaler Richtung durch unterschiedliche Durchfederurig oder Gleisunebenheiten =zueinander versetzten Pahr-= ,zeugen läßt sich- eine während Druckbeanspruchungen durch mäßige Vertikalkraftkomponenten-'vertikal zentrierende"Wirkung"der Zug- und Stoßvorrichtung,@die jedoch eine Ent- -gleisungsgefahr durch übermäßiges "Entlasten eines der-Fahrzeuge vermeidet,, nach der weiteren Erfindung dadurch erreichen, daß'eine der beiden Flächen in vertikaler Richtung gesehen -einen mittleren,,: in -einer die Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene liegenden Abschnitt` aufweist-, an. den sieh nach oben und unteneiri von der anderen Fläche.@" weggekrümmtet, in den genannten Absehnitt tagential"übergehender ``@" .Abschnitt anschließt, dessen Krümmungsradua zumindestannähernd dem.Abstaüd der Anschlagfläche von der Kuppelebene entspricht, und daß:`,die zweitgenannte Flächenur vertikale Flächenabschnitte aufweist. "" Nach der weteren_Erfindung ergibt sich"eine auch be'gleicn-: zeitigen lioiontal-.und Vertikalauslenkungen der Kuppel- krümmte Abschnitt ringförmig ausgebildet@ist und all eitig tangential-in den erstgenannten Abschnitt übergehend . diesen völlig umgibt und wenn 'die zweitgenannte Fläche in an. sich bekannter Weise gänzlich in einer die Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene hegt. Da eine der. Flächen völlig eben; ist und nur die andere Fläche einen . gekrümmten Abschnitt aufweist, wird hierbei zugleich-eine fertigungstechnisch günstige Gestaltung der Flächen er- reicht.
• Um seitlich des Kugelgelenkes für-das Ausschwenken der Kuppelstange nur wenig freien-Raum zu benötigen, ist es nach der weiteren Erfindung vorteilhaft, wenn bei an der Gegenfläche anliegender Anachlsgfläche der vertikale Holzen in waagrechter Richtung senkrecht-zur Kupplüngslängsachle um bestimmte Wegstrecken verscheblich geführt ist.. -Bei sehr großen Auslenkungen der Kuppelatange wird durch die begrenzte Seitenversvhieblichkeit des-Bolzens -die Aufstandsstelle der Änechlag- auf-die Gegenfläche zur Kupp- _--lungslängsachae hinverschoben., so daß die seitliche Versetzung der"Kuppelstange im Bereich des Kugelgelenkes ge- ring bleibt. Die rückstellende Wirkung der Zug- und-Stoßvorrichtung wird durch diese Ausbildung, bei sehr großen Auelenkrungen zwar vermindert und schließlich sogar in.eine Verstärkung der Aualenkung umgekehrt t doch bringt dies, da erfahrungsgemäß bei 'derartig großen Auslenlnangen nur geringe Druckkräfte durch die Kupplungen zu übertragen sind, für den Parktischen Betrieb keine Entgleisungsgefährdung.-Eine festigungstechnisch besonders günstige Gestalturig der Zug- und Stoßvorrichtung ergibt sich nach-der weiteren Erfindung, wenn der gekrümmte Abschnitt der Gegenfläche zugehört-und die Anschlagfläche völlig eben ausgebildet ist. Der gekrümmte Flächenabschnitt ist dann an einem 'verhält-.
• handlichen-, kleinen und gut zu bearbeitenden Teil ` angeordnet und kann billig ünd einfachhergestellt werden. Zugleich ergibt sich durch diese .Maßnahme, dBB.bei extrem. großen Auslenkungen der Kuppelstange diese zumindest annähernd senkrecht auf der Gegenfläche aufsteht und somit durch-die zu zu übertragenden Druckkräfte nicht ungewollt se-.
• lieh verschoben werden kann. -In denZeichnungen iat die Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:_ senkrechten, ebenen Gegenflächen 1 und 1' zweier Fahrzeuge, die zueinander parallel, aber um die Strecke a seitlich versetzt im -Gleis stehen, im waagrechten Schnitt dargestellt: An den Gegenflächen 1 und 1' liegen mit ihrem gekrümmten Abschnitten 2 bzw. 2' die Anschlagflächen 3 und 3#-an, die die rückwärtigen Enden von Kuppelstangen 4 bzw. 4' bilden. Die Kuppelstangen 4 und 4' sind durch Mittelpufferkupplungsköpfe 5 und 519 die in der Kuppelebene 6 gekuppelt sind, miteinander verbunden. Die Anschlagflächen 3 Lind 31 weisen mittlere Abschnitte 7 und 7e auf, die eben ausgebildet sind.und zur Ungsrichtung der Kuppelstangen 4 und 4' senkrecht stehen. An die Abschnitte 7 und 7' schließen sich-seitlieh tangential übergehend die'um die. Krümmungemittelpunkte M bzw. M, mit dem dem Abstand der Kuppelebene 6 vom Abschnitt 7 bzw. 7# gleichen Radius R gekrümmten Abschnitte 2 bzw: 29 an: Die Krümmungsmittelpunkte M und M' liegen also in der Kuppelebene 6 und weisen zur Länge-, achse der Kuppelstange 4-und 4# einen der halben waagrechten Erstreckung der Abschnitte 7 und 7# gleichen Abstand -b auf. .
• Bei einer Druckbeanspruchung der Mittelpufferkupplung durch die Druckkräfte p entstehen bei der dargestellten seitlichen.Qereetzung-der beiden Fahrzeuge, wenn also die ,Abschnitte 2 und 21 an den Gegenflächen 1-und 1 1 anliegen, zur .Fahrzeugseite hin gerichtete Kraftkomponenten PK-, die durch $ebschluB von den Abschnitten 2'und 2# auf die- Fahrzeuge übertragen werden.-und diese zu zentrieren suchen. Die Größe der Kraftkomponenten PK hängt von der Größe der Druckkraft P, vom Abstand b und -vom Aüslenkwnkel der Kuppelstange 4 und 4' aus. -der Fahrzeuglä,ngerichtung ab. Da dieser Auslenkwinkel im normalen Streckennetz stets verhältnismäßig klein bleibt, _ können. die Eraftkomporienten 2prak= @_ tisch über den normalen Auslenkbereich als von'der@ Größe der- Auslenkung unabhängig ,angesehen werden. Exakt ließe sich die Unabhängigkeit bei hohem IieratellungsaufWand -durch, eine .dem. Auelenkwinkel- entsprechende, eeitliche Yerschebung der Krümmungsmttelpunkte :und X° für die jeweils- zur Anlage, an den Gegenflächen 1 und .1' gelingenden,--Punkte- der Abschnitte 2und 2e erreichen. Sobald-die seitliche Versetzung :der .Fahrzeuge auf-geihoben und der Auslenkwinkel der Kuppeletange= 4 ünci 4' zu .0 Wirrt, legen sich die Abschnitte: 7 und 7" an- den -Gegenflächen _.1 und 1 ' an und -die @: Kraftkomponenten PK -verschwinden',plötzlich. Durch: die Gestaltung'- der ünd der Gegenfläche 3 -und l wird also- erreicht-,: - Um eine entsprechende Wirkung bei vertikaler oder kombinierter vertikaler und horizontaler Auslenkung der Kuppelstange 4 zu erreichen, kann die Gegenfläche 1 bzw. 1' in vertikaler Richtung einen mittleren, ebenen-Abschnitt aufweisen, an den sich oben und unten je ein mit dem Radius R von der in vertikaler Richtung ebenen Anschlagfläche 3 bzw.-3' weggekrümmter Abschnitt anschließt. Eine vorteilhaftere Ausbildung ergibt sich jedoch, wenn der Abschnitt 2 bzw. 21 als Ringfläche um einen in der Kupgelebene 6 auf einer elliptischen oder kreisförmigen Bahn umlaufenden Krümmungsmittelpunkt M ausgebildet und die Gegenfläche 1 bzw11 eben ist. -. Ih-Fig..2 und 3 ist eine entsprechend den vorstehenden Ausführungen ausgebildete Zug- und Stoßvorrichtung dargestellt, -Die den Mittelpufferkupglungskopf 5 tragende Kuppelstange 4 ist mittels eines Kugelgelenkes .8 kurz vor ihrem rückwärtigen,. die Anschlagfläche 3 aufweisenden Ende .an einem vertikalen Bolzen 9 gelagert. Der Bolzen 9-greift in sich nach rückwärts erweiternde Langlöcher 10 eines eine Druckfeäer.11 enthaltende Federpatrone 12 umfassenden Zugbügels 13 ein: Die-gegen die Kraft der Druckfeder 11 teleskopisch verkürz= bare Federpatrone 12 ist mittels zweier aus F g. 3 ersiehtlicher Anschläge 14 und 15 in den Fahrzeugrahmen 16 einge@ . spannt und trägt. an ihrer vorderen Stirnseite die zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechtes ebene Gegenfläche 1e- Weiterhin greift am Bolzen 9 ein Druckstück 17 an, das nach rückwärts, ,:ber eine Feder 18 Sagen die Federpatrone 12 abgentützt ist. Die-der Gegenfläche 1 mit geringen, Abstand gegenüberstehen-. de Anschlagfläche 3 weist den mittleren, ellipsen- oder kreiförmigen, ebenen Abschnitt 7 und den diesen ringförmig " umgehenden, gekrümmten " Abs eh nitt 2süf . hie grümmung ist in den Fig.,2 und 3 zur Verdeutlichung-übertrieben dargestellt; die-Krümmungsmittelpunkte müssen für die geschnitten dargestellten Teile. des Abschnittes 2 in der Kuppel:ebene 6.bei M_legen.
• In Fig. 2 und 3 ist die Zug- und Stoßvorrichtung im "unbelasteten. Zustand dargestellt. Die Kuppelatange 4 wird dabei durch eine nicht dargestellte Haltevorrichtung elastisch in ihrer Zage gehalten.Bei.Auslenkunen der guppelstange $ ist nur die geringe Reibung im zu überwinde n, so daß das `Zentrieren bei Kupplungsvorgängen sehr leicht erfolgen kann. ' a gen die Kraft der Feder 18-zurUckbis die Anschlagfläche 3 zur Anlage an der Gegenfläche 1-kommt und der die Kraft der Feder 18 übersteigende Anteil der Druckbeanspruchung von der Kuppelatange 4 unmittelbar auf die Federpatrone 12 und gefedert über den Anschlag 14 auf den Fahrzeugrahmen 1& übertragen wird. In Fig._4 ist die dann erreichte Zage der Anschlag- und der Gegenfläche 3-und 1 unter Weglassung der hier nicht interessierenden Teile, insbesondere des Druck:-: etückea 17, dargestellt.
• Beim Auslenken der Kuppelstange ;4 in waagrechter Richtung wälzt sich der Abschnitt 2 der Anschlagfläche 3 auf der. Gegenfläche 1 ab, wobei der Abschnitt 7 abgehoben wird. und der Bolzen '9 im Langloch 10 .zur Seite wandert. 'Die Übertragungsstelle für die Druckbe'anspruchg wird dabei in Auslenkrichtung aus der-Kupplungalängsachse zur Seite verlagert. Die damit erreichte Zage ist-in Fig. 5-dargestellt.
• Wenn die Kuppelstange 4 sehr stark ausgelenkt wird, wie es beispielsweise beim Durchfahren von Industriegleisen-oder Pährbaotrampen vorkommen kann,_saylegt sich der -Bo1-men 9, :wie -in F:.g. 6 dargestellt, an die aeitläche'-Wan4_-dung der Langläeher 10 an und die. Anlagefläche des Abschnitten 2 der Anschlagfläche 3 an der Gegenfläche t wird zum Nittelpunkt der letzteren hin vergahoben:Der für das Auelenkender Kuppelstange 4 seitlich des Kugelgelenkes 8 erforderliche, freie Baum; wird aloo >klein gehalten. Bei den vorstehend dargestellten,. sehr großen duslenkungen der - Kuppeletange 4 kann die durch * die Druckb-eanspruch-ung hervorgerufene,-hierbei entgegen der Auelenkr_ichtung... zur Seite gerichtete 'Kraftkomponente ein seitliches .Ab= rutschen der- Anschlng-auf der Gegenfläche 3 bzw. 1 bewirken. Um die8.zu vermeiden, kann, wie in Fg: 7 dargestellt, die Anschlagfläche 3 'eben und die Gegenfläche 1 aus-dem.
• . ebenen 'Abschntt T und den-diesen umgebenden, gekrümmten ,_ Abschnitt-2.zusammengesetzt sein. Die Druckbeanspruchung durchsetzt-dann -d.ie Aufstandsstelle der Anschlag- auf der Gegenfläche .3 bzw. 1 bei großen Auslenkungen der Kuppelstange 4 zumindest ann!.herad senkrecht, so daß ein Abrutschen ausgeschlossen ist. Außerdem ist hierbei.der ge= krü=te Abschnitt ,2: au .einem verhältniemäB,ig kleinen; gut zu bearbeitenden. fel angeordnet, so dgD. eine billige gerstellung mßglich"- et.. - .

Claims (5)

1. . , . patent a ?q' s p r ü c h e _ Gefederte Zug- und Stoßvorrichtung für mit Mittelpuffer- kupplungen ausgerüstete Schienenfahrzeuge, bei welcher eine an ihrem vorderen Ende einen Mittelpufferkupplungskopf . tragende Kuppelstange nahe ihres rückwärtigen Endes über ein Kugelgelenk an einem vertikalen Bolzen, der in Zugrichturig über eine Feder gegen den Fahrzeugrahmen abgestützt ist,.angelenkt ist und an ihren rückwärtigen Ende eine Anschlagfläche aufweist,-der eine an einem in Stoßrichtung über eine Feder gegen den.
2. Fahrzeugrahmen abgestützten Teil befindliche Gegenfläche gegenübersteht, dadurch gekennzeichnet, daß bei unbelasteter Zug- und Stoßvorrichtung eine der beiden vorgenannten Fläc heri,(1 oder.
3. 3) in der Höhe der Kupplungsläng®achee in-horizontaler Richtung gesehen einen mittleren, in einer die Kupplungslänge-.achse senkrecht schneidenden Ebene liegenden Abschnitt (7) aufweist, an den sich nach beiden Seiten ®in von der anderen Fläche ( 3 oder 1.) weggekrümmter; in den genannten Abschnitt tä#gential übergehender Abschnitt (2) anschließt, dessen Krümmungsradius (r) zumindest annähernd dem Abstand der Anschlagfläche (3:)* von der Kuppelebene (6) .ent$prioht, und daß die zweitgenannte Fläche über*3hrer ganzen Breite den genannten Abschnitten (2 und 7) mit einem in einer dies .Kupplungslängsachse senkrecht.sahneidendenEbene liegenden Abschnitt gegenübersteht. 2, Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Flachen-( 1 oder 3).in vertikaler Richtung gesehen einen mittleren, in einer die .Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene liegenden Abschnitt (7) aufweist, an den sich nach. oben und unten einvon der anderen Fläche ( 1 oder 3) weggekrümmter, in den genannten Abschnitt tangential übergehender Abschnitt (2) an® schließtdessen Krümmungsradius (R) zumindest annähernd dem Abstand der Anschlagfläche (3)` von der Kuppelebene (6) entspricht, und daß die zweitgenannte Fläche-nur vertikale Flächenabschnitte aufweist. f 3. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch.gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt (7). Aer -einen Fläche (. 1 oder 3) eine, elliptische bzw. kreisförmige Begrenzung besitzt, daß.dir von der anderen Fläche weggekrümmte Ab- , schnitt (2) ringförmig au®gebildet-ist und allseitig tan-'- -gential in den eretgehannten Abschnitt übergehend diesen völlig umgibt und daB -die zweitgenannte flächt ( 3 Qder-1) in a; sich bekannter Weise gänzlich in einer die Kupplungelängsach®e senkrecht schneidend®nEb®ne liegt. .
4. 4, Zug- und OtoBvorxichtung nach Anspruch 3. dadurch geke=--zeichnet, daß bei der Gegenfläche (1) anliegender -n- .@ -schlagfläclae (3) der vertikale Bolzen (9) in waagrechter . Richtaa z= Kupplungslängsachse um bestimmte- . . psgeceken verschi®blioh- &*: führt tat.
5. 5. Zug- und Stoßvorrichtung nasch Anspruch 3 oder 4, da- -durch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Abschnitt (2) der Gegenfläche (1) zugehört und die An®chlagfläche (3) völlig eben ausgebildet ist.