DE1455233B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine 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 rückwärtigen Ende eine Anschlagfläche aufweist, der eine an einem in Stoßrichtung über eine Feder gegen den Fahrzeugrahmen abgestützten Teil befindliche Gegenfläche gegenübersteht, wobei eine der beiden Flächen im Bereich der Höhe der Kupplungslängsachse einen mittleren, in einer die Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene liegenden ebenen Abschnitt aufweist, an den sich, in horizontaler Richtung gesehen, nach beiden Seiten ein von dem die andere Fläche tragenden Teil weggekrümmter, in den genannten Abschnitt tangential übergehender gekrümmter Abschnitt anschließt.

Eine derartige Zug- und Stoßvorrichtung ist der USA.-Patentschrift 2469118 als bekannt zu entnehmen. Bei dieser bekannten Ausbildung ist nicht nur die Anschlagfläche der Kuppelstange, sondern auch die Gegenfläche mit sich an einen mittleren ebenen Abschnitt seitlich anschließenden gekrümmten Abschnitten versehen, die im gleichen Sinne gekrümmt sind wie die gekrümmten Abschnitte der Anschlagfläche. Auf Grund dieser Gestaltung kann beim seitlichen Verschwenken der Kuppelstange ein Abwälzen der Anschlagfläche auf der Gegenfläche bzw. umgekehrt nicht stattfinden. Vielmehr treten bei gegenseitigem seitlichem Versatz der miteinander gekuppelten Fahrzeuge, wie er beispielsweise im Spießgang gegeben ist, unter der Wirkung der zu übertragenden Stoßkräfte in den gegenseitigen Anlagebereichen von Anschlagfläche und Gegenfläche Kantenpressungen und Quetschungen auf, die relativ große Querkraftkomponenten erzeugen können, wobei diese Querkraftkomponenten in einem die Entgleisungsgefahr erhöhenden Richtungssinn wirken können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zug- und Stoßvorrichtung der eingangs angeführten Art zu schaffen, bei welcher während Stoßbeanspruchungen der Mittelpufferkupplung bereits ab einem relativ geringen Auslenkwinkel der Kuppelstange eine in bezug auf die Auslenkrichtung gegensinnige, von der Größe des Auslenkwinkels weitgehend unabhängige, mäßige Querkraftkomponente auftritt, die die Fahrzeuge im Sinne einer Beseitigung der Entgleisungsgefahr auszurichten sucht und in geraden Gleisabschnitten einen ruhigen Lauf der Fahrzeuge gewährleistet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Krümmungsradien der gekrümmten Abschnitte zumindest annähernd dem Abstand der Anschlagfläche von der Kuppelebene entsprechen und daß die der mit den gekrümmten Abschnitten

versehenen Fläche gegenüberliegende Fläche den gekrümmten Abschnitten und dem ebenen Abschnitt über deren gesamte Breite mit einem in einer die Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene liegenden Flächenbereich gegenübersteht.

Um bei einer Zug- und Stoßvorrichtung für mit Mittelpufferkupplungen ausgerüstete Schienenfahrzeuge die Querkraftkomponenten völlig auszuschalten, ist es allerdings auch bereits bekannt, die Anschlagfläche um den Kuppelmittelpunkt, d. h. den Mittelpunkt der beiden gekuppelten Kupplungsköpfe, als Krümmungsmittelpunkt zu krümmen. Bei dieser Ausführungsform weist indessen in wesentlicher Abweichung von einer Zug- und Stoßvorrichtung der eingangs genannten Art die sich auf der eben ausgebildeten Gegenfläche abwälzende Anschlagfläche kernen ebenen Abschnitt auf, so daß beim Auslenken der Kuppelstange keine Querkraftkomponenten auftreten können. Das Fehlen jeglicher Querkraftkomponenten trägt jedoch zu einem unruhigen Lauf der Fahrzeuge in geraden Gleisabschnitten bei.

Bei in vertikaler Richtung infolge unterschiedlicher -^f Durchfederung oder Gleisunebenheiten zueinander versetzten Fahrzeugen läßt sich während Stoßbeanspruchungen eine vertikale Ausrichtwirkung der Zug- und Stoßvorrichtung durch mäßige Vertikalkraftkomponenten, die eine Entgleisungsgefahr durch übermäßiges Entlasten eines der Fahrzeuge vermeiden, 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 ebenen Abschnitt aufweist, an den sich nach oben und unten ein von der anderen Fläche weggekrümmter, in den ebenen Abschnitt tangential übergehender gekrümmter Abschnitt anschließt, dessen Krümmungsradius zumindest annähernd dem Abstand der Anschlagfläche von der Kuppelebene entspricht, und daß die andere Fläche nur vertikale Flächenbereiche aufweist.

Eine sowohl bei horizontaler als auch bei vertikaler Versetzung der Fahrzeuge vorhandene Ausrichtwirkung durch mäßige Kraftkomponenten bei Stoßbeanspruchung ergibt sich, wenn nach einem weiteren Erfindungsgedanken der ebene Abschnitt der einen Fläche eine elliptische bzw. kreisförmige Begrenzung besitzt, wobei der gekrümmte Abschnitt dieser Fläche ringförmig ausgebildet ist und den ebenen Abschnitt unter allseitigem tangentialem Übergang in diesen völlig umgibt und wobei die andere Fläche in an sich bekannter Weise gänzlich in einer die Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene liegt.

Um seitlich des Kugelgelenkes für das Ausschwenken der Kuppelstange nur wenig freien Raum zu benötigen, ist es vorteilhaft, wenn nach der weiteren Erfindung bei an der Gegenfläche anliegender Anschlagfläche der vertikale Bolzen in waagerechter Richtung senkrecht zur Kupplungslängsachse begrenzt verschieblich geführt ist. Bei großen Auslenkungen der Kuppelstange wird durch diese begrenzte Seitenverschieblichkeit des Bolzens die Aufstandsstelle der Anschlag- auf der Gegenfläche zur Kupplungslängsachse hin verschoben, so daß die seitliche Versetzung der Kuppelstange im Bereich des Kugelgelenkes gering bleibt.

Eine fertigungstechnisch günstige Gestaltung der Zug- und Stoßvorrichtung ergibt sich, wenn nach der weiteren Erfindung der gekrümmte Abschnitt der Gegenfläche zugehört und die gesamte Anschlagfläche eben ausgebildet ist. Der gekrümmte Flächenabschnitt ist dann an einem verhältnismäßig handlichen, kleinen und gut zu bearbeitenden Teil angeordnet und kann billig und einfach hergestellt werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 ein Schema der erfindungsgemäßen Ausbildung,

F i g. 2 einen vertikalen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3 einen horizontalen Schnitt des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2,

Fig. 4, 5 und 6 unterschiedliche Betriebsstellungen der Ausführung nach F i g. 2 und 3 in Draufsicht und

F i g. 7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 sind schematisch im Horizontalschnitt zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechte, ebene Gegenflächen 1 und 1' der Zug- und Stoßvorrichtungen zweier Fahrzeuge, die zueinander parallel, aber um die Strecke α seitlich versetzt im Gleis stehen, dargestellt. An den Gegenflächen 1 und 1' liegen mit gekrümmten Abschnitten 2 bzw. 2' Anschlagflächen 3 bzw. 3' an, die die rückwärtigen Enden von Kuppelstangen 4 bzw. 4' bilden. Die Kuppelstangen 4 und 4' sind durch Mittelpufferkupplungsköpfe S und 5', die in der Kuppelebene 6 gekuppelt sind, miteinander verbunden. Die Anschlagflächen 3 und 3' weisen mittlere ebene Abschnitte 7 bzw. 7' auf, die zur Längsrichtung der Kuppelstangen 4 bzw. 4' senkrecht stehen. An die ebenen Abschnitte 7 und T schließen sich seitlich, tangential übergehend, um Krümmungsmittelpunkte M bzw. M' mit einem dem Abstand der Kuppelebene 6 vom ebenen Abschnitt 7 bzw. 7' gleichen Krümmungsradius R gekrümmte Abschnitte 2 bzw. 2' an. Die Krümmungsmittelpunkte M und M' liegen also in der Kuppelebene 6 und weisen zur Längsachse der Kuppelstangen 4 bzw. 4' einen der halben waagerechten Erstreckung der ebenen Abschnitte 7 und T gleichen Abstand b auf.

Bei einer Stoßbeanspruchung der Mittelpufferkupplung durch Stoßkräfte P entstehen bei der in F i g. 1 dargestellten seitlichen Versetzung der beiden Fahrzeuge, wenn also die gekrümmten Abschnitte 2 und 2' an den Gegenflächen 1 bzw. V anliegen, zur Fahrzeugseite hin gerichtete Kraftkomponenten P& die durch Reibschluß von den gekrümmten Abschnitten 2 und 2' auf die Fahrzeuge übertragen werden und diese gegenseitig auszurichten suchen. Die Größe der Kraftkomponenten P_K hängt von der Größe der Stoßkraft P, vom Abstand b und vom Auslenkwinkel der Kuppelstangen 4 bzw. 4' aus der Fahrzeuglängsrichtung ab. Da dieser Auslenkwinkel im normalen Streckennetz verhältnismäßig klein bleibt, können die Kraftkomponenten P_K praktisch über den normalen Auslenkbereich als von der Größe der Auslenkung unabhängig angesehen werden. Exakt ließe sich diese Unabhängigkeit bei allerdings entsprechendem Herstellungsaufwand durch eine dem Auslenkwinkel entsprechende seitliche Verschiebung der Krümmungsmittelpunkte M und M' für die jeweils zur Anlage an" den Gegenflächen 1 und 1' gelangenden Stellen der gekrümmten Abschnitte 2 bzw. 2' erreichen.

Sobald die seitliche Versetzung der Fahrzeuge

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aufgehoben ist und damit die Kuppelstangen 4 und 4' Bei Auslenkungen der Kuppelstange 4 ist nur die

aus ihrer ausgelenkten Stellung zurückgeschwenkt geringe Reibung im Kugelgelenk 8 zu überwinden,

sind, legen sich die ebenen Abschnitte 7 und 7' an so daß das Zentrieren bei Kupplungsvorgängen leicht

den Gegenfiächen 1 bzw. V an, und die Kraftkompo- erfolgen kann.

nenten P_K verschwinden. Durch die erfindungsgemäße 5 Bei einer Zugbeanspruchung des Mittelpuffer-Gestaltung der Anschlagflächen 3 bzw. 3' und Gegen- kupplungskopfes 5 wird die Zugkraft über den im flächen 1 bzw. V wird also erreicht, daß ab geringen engen vorderen Teil der Langlöcher 10 anliegenden Auslenkwinkeln der Kuppelstangen 4 bzw. 4' vom Bolzen 9 auf den Zugbügel 13 und über die Druck-Anwachsen der Auslenkwinkel praktisch unabhän- feder 11 und den Anschlag 15 für die Federpatrone gige, die Fahrzeuge auszurichten suchende und durch io 12 auf den Fahrzeugrahmen 16 übertragen. Der günstige Bemessung des Abstandes b mäßig zu hai- Abstand der Anschlagfläche 3 von der Gegenfläche 1 tende Kraftkomponenten P_K auftreten. wird hierbei vergrößert.

Um eine entsprechende Wirkung bei vertikaler Beim Auftreten von Stoßbeanspruchungen drückt

oder kombinierter vertikaler und horizontaler Aus- die Kuppelstange 4 über das Kugelgelenk 8 und den

lenkung der Kuppelstangen 4 und 4' zu erreichen, 15 in den Langlöchern 10 nach rückwärts wandernden

können die Gegenflächen 1 und 1', in vertikaler Bolzen 9 das Druckstück 17 gegen die Kraft der

Richtung gesehen, jeweils einen mittleren ebenen Feder 18 zurück, bis die Anschlagfläche 3 zur Anlage

Abschnitt aufweisen, an den sich oben und unten an der Gegenfläche 1 kommt und der die Kraft der

je ein mit dem Radius R von der in vertikaler Rieh- Feder 18 übersteigende Anteil der Stoßbeanspruchung

tung ebenen Anschlagfläche 3 bzw. 3' weggekrümm- 20 von der Kuppelstange 4 unmittelbar auf die Feder-

ter Abschnitt anschließt. Eine vorteilhaftere Aus- patrone 12 und gefedert über den Anschlag 14 auf

bildung ergibt sich jedoch, wenn der gekrümmte den Fahrzeugrahmen 16 übertragen wird. In F i g. 4

Abschnitt 2 bzw. 2' als Ringfläche ausgebildet und ist die dann erreichte Lage der Anschlagfläche 3 und

die Gegenfläche 1 bzw. 1' eben ist. der Gegenfläche 1 unter Weglassung der hier nicht'

In F i g. 2 und 3 ist eine entsprechend den vor- 25 interessierenden Teile, insbesondere des Druckstücks

stehenden Ausführungen ausgebildete Zug- und Stoß- 17, dargestellt.

vorrichtung dargestellt. Die den Mittelpufferkupp- Beim Auslenken der Kuppelstange 4 in waagelungskopf 5 tragende Kuppelstange 4 ist mittels eines rechter Richtung wälzt sich der gekrümmte AbKugelgelenkes 8 kurz vor ihrem rückwärtigen, die schnitt 2 a der Anschlagfläche 3 auf der Gegen-Anschlagfläche 3 aufweisenden Ende an einem verti- 30 fläche 1 ab, wobei der ebene Abschnitt la abgehoben kalen Bolzen 9 gelagert. Der Bolzen 9 greift in sich wird und der Bolzen 9 im Langloch 10 zur Seite nach rückwärts erweiternde Langlöcher 10 eines wandert. Die Ubertragungsstelle für die Stoßbean-Zugbügels 13 ein, der eine eine Druckfeder 11 ent- spruchung wird dabei in Auslenkrichtung aus der haltende Federpatrone 12 umfaßt. Die gegen die Kupplungslängsachse zur Seite verlagert. Die damit Kraft der Druckfeder 11 teleskopartig verkürzbare 35 erreichte Lage ist in F i g. 5 dargestellt. Federpatrone 12 ist mittels zweier aus F i g. 3 ersieht- Wenn die Kuppelstange 4 sehr stark ausgelenkt licher Anschläge 14 und 15 in den Fahrzeugrahmen wird, wie es beispielsweise beim Durchfahren von 16 eingespannt und trägt an ihrer vorderen Stirnseite Industriegleisen oder Fährbootrampen vorkommen die zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechte ebene kann, so legt sich der Bolzen 9, wie in F i g. 6 dar-Gegenfläche 1. Weiterhin greift am Bolzen 9 ein 40 gestellt, an die seitliche Wandung der Langlöcher 10 Druckstück 17 an, das nach rückwärts über eine an, und die Anlagestelle des gekrümmten Abschnit-Feder 18 gegen die Federpatrone 12 abgestützt ist. tes2a der Anschlagfläche 3 an der Gegenfläche 1 Die der Gegenfläche 1 mit geringem Abstand gegen- wird zur Mitte der letzteren hin verschoben. Der überstehende Anschlagfläche 3 weist einen mittleren, für das Auslenken der Kuppelstange 4 seitlich des ellipsen- oder kreisförmigen, ebenen Abschnitt la 45 Kugelgelenkes 8 erforderliche freie Raum wird also und einen diesen ringförmig umgebenden gekrümm- klein gehalten.

ten Abschnitt 2 α auf. Die Krümmung ist in F i g. 2 Bei der Variante nach F i g. 7 ist die Anschlag-

und 3 zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt. fläche 3 eben ausgebildet, während die Gegenfläche 1

Die Krümmungsmittelpunkte M für die gekrümmten aus einem ebenen Abschnitt la und einem diesen

Abschnitte 2 α liegen in der Kuppelebene 6. 50 umgebenden gekrümmten Abschnitt 2 α zusammen-

In Fig. 2 und 3 ist die Zug- und Stoßvorrichtung gesetzt ist. Hierbei ist der gekrümmte Abschnitt la

im unbelasteten Zustand dargestellt. Die Kuppel- an einem verhältnismäßig kleinen, gut zu bearbeiten-

stange 4 wird dabei durch eine nicht dargestellte den Teil angeordnet, so daß eine billige Herstellung

Haltevorrichtung elastisch in ihrer Lage gehalten. möglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. 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 rückwärtigen Ende eine Anschlagfläche aufweist, der eine an einem in Stoßrichtung über eine Feder gegen den Fahrzeugrahmen abgestützten Teil befindliche Gegenfläche gegenübersteht, wobei eine der beiden Flächen im Bereich der Höhe der Kupplungslängsachse einen mittleren, in einer die Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene liegenden ebenen Abschnitt aufweist, an den sich, in horizontaler Richtung gesehen, nach beiden Seiten ein von dem die andere Fläche tragenden Teil weggekrümmter, in den genannten Abschnitt tangential übergehender gekrümmter Abschnitt anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsradien (R) der gekrümmten Abschnitte (2) zumindest annähernd dem Abstand der Anschlagfläche (3) von der Kuppelebene (6) entsprechen und daß die der mit den gekrümmten Abschnitten (2) versehenen Fläche (Anschlagfläche 3) gegenüberliegende Fläche (Gegenfläche 1) den gekrümmten Abschnitten (2) und dem ebenen Abschnitt (7) über deren gesamte Breite mit einem in einer die Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene liegenden Flächenbereich gegenübersteht.

2. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Flächen (Gegenfläche 1 oder Anschlagfiäche 3), in vertikaler Richtung gesehen, einen mittleren, in einer die Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene liegenden ebenen Abschnitt (Ta) aufweist, an den sich nach oben und unten ein von der anderen Fläche (Anschlagfläche 3 bzw. Gegenfläche 1) weggekrümmter, in den ebenen Abschnitt (7 a) tangential übergehender gekrümmter Abschnitt (2 a) anschließt, dessen Krümmungsradius zumindest annähernd dem Abstand der Anschlagfläche (3) von der Kuppelebene (6) entspricht, und daß die andere Fläche (Anschlagfläche 3 bzw. Gegenfläche 1) nur vertikale Flächenbereiche aufweist.

3. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ebene Abschnitt (Ta) der einen Fläche (Gegenfläche 1 oder Anschlagfläche 3) eine elliptische bzw. kreisförmige Begrenzung besitzt, daß der gekrümmte Abschnitt (2 a) dieser Fläche ringförmig ausgebildet ist und den ebenen Abschnitt (Ta) unter allseitigem tangentialem Übergang in diesen völlig umgibt und daß die andere Fläche (Anschlagfläche 3 bzw. Gegenfläche 1) in an sich bekannter Weise gänzlich in einer die Kupplungslängsachse senkrecht schneidenden Ebene liegt.

4. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei an der Gegenfläche (1) anliegender Anschlagfläche (3) der vertikale Bolzen (9) in waagerechter Richtung senkrecht zur Kupplungslängsachse begrenzt verschieblich geführt ist.

5. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Abschnitt (2 α) der Gegenfläche (1) zugehört und die gesamte Anschlagfläche (3) eben ausgebildet ist.