DE1530220A1

DE1530220A1 - Kupplungstraeger,insbesondere fuer Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE1530220A1
Application number: DE1965S0096004
Authority: DE
Inventors: Henricot Paul Emile Erne Andre
Original assignee: Usines Emile Henricot SA
Current assignee: Usines Emile Henricot SA
Priority date: 1964-04-23
Filing date: 1965-03-17
Publication date: 1969-10-23
Also published as: ES312147A1; BE646929A; FR1427393A; CH414722A; NL6503095A; GB1099964A; AT282681B

Description

Andrejewski & Honke Patentanwälte

Anwaltsakte: 2J> 471/MN-sa

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke

Essen, den 1ί5· November I968 Kettwigtr Straß· 36

Patentanmeldung der Firma

Societe Anonyme ÜSINES EMILE HENRICOT,

Court-Saint-Etienne, Belgien

Kupplungsträger, insbesondere für Schienenfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kupplungsträger, insbesondere für den nachträglichen Einbau einer Mittelpufferkupplung in Schienenfahrzeuge mit Seitenpuffern.

In neuerer Zeit geht man dazu über, das Zusammenstellen von einzelnen Eisenbahnwagen zu Zugsäulen oder das Aufteilen einer Zugsäule mittels im Bereich eines Schienenabschnitts verfahrbarer Vorrichtungen durchzuführen. Diese weisen zumeist in dem Bereich der Räder oder der Achse ausschwenkbare Mitnehmerarme auf, über die die Verstellung der einzelnen oder mehrerer Eisenbahnwagen erfolgt. Die Vorrichtungen sind zumeist fernsteuerbar. Dabei stört, daß die älteren Modelle der Eisenbahnwagen mit Seitenpuffern versehen sind und die Kupplung einerseits als Kupplungs-

Neue

^rt.7 §1 «».2 Nr. 1 Satz34«Änderung.*4.9.

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sucherhaken und andererseits als zugeordneter Überwurf ausgebildet sind. £ίη derartiger Aufbau der Kupplung erfordert eine manuelle Lösung bzw. ein manuelles Kuppeln der Eisenbahnwagen. Das ist ohne Zweifel in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung arbelts- und zeitaufwendig. Um diesen Nachteil zu beheben, sind Kupplungsträger der eingangs beschriebenen Art bekannt geworden, die an die η Längsachse verlaufenden Tragwerksteile und einen diese verbindenden Brustträger des Fahrzeugrahmens anschließbar sind. Ein derartiger bekannter Kupplungsträger (vergl. deutsches Gbm 1 847 448) besteht im wesentlichen aus einem die Mittelpufferkupplung lagernden Formteil mit zwei von seinem Vorderteil nach beiden Seiten verlaufenden und am Brustträger nahe den genannten Tragwerksteilen befestigten Versteifungsstreben. Bei dieser bekannten Konstruktion ist der Kupplungsträger mit den Versteifungsstreben außenseitig vor den Brustträger des Fahrzeugrahmens gesetzt. Das führt unter Berücksichtigung der verhältnismäßig kurzen Bauweise der Seitenpuffer zwangsläufig zu einer gedrungenen Bauweise des Kupplungsträgers und gleichzeitig zu einer entsprechenden Einengung der Kuppxungslänge der eigentlichen Mittelpufferkupplung. Nachteilig Ist ferner, die durch die gedrungene Bauweise des Kupplungsträgers erfolgte Aufteilung der Kraftkomponenten, die von der Mittelpufferkupplung auf die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden seitlichen Tragwerksteile übertragen werden müssen. Auch ist es bekannt (vergl. deutsches Gbm 1 847 831) die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Tragwerksteile sowie den Brustträger im Bereich ihrer Oberkante und ihrer Unte^?-> in e über eine eingeschweißte Platte miteinander zu verbinden u.;d über Vertikalverbindungen diese beiden Platten aneinander anzuschließen.

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Diese Maßnahme führt zwar zu der erforderlichen Aussteifung, an den Platten sind jedoch Augen vorgesehen, in denen über einen Gelenkbolzen der Kupplungsträger befestigt wird. Das führt im Endergebnis dazu, daß über den Kupplungsbolzen allein die von der Mittelpufferkupplung aufzunehmenden Beanspruchungen in den Fahrzeugrahmen eingetragen werden. Um den erforderlichen Einbau für die Mittelpufferkupplung verwirklichen zu können, ist es ferner bekannt (vergl. österr. Patentschrift 2^6 457) einen rohrförmigen Kupplungsträger an eine dem Brustträger nachgeschaltete Querspante anzuschließen und über zwei T-förmig ausgebildete Versteifungsstreben mit dem Brustträger insbesondere im Bereich der Seitenpuffer zu verbinden. Im übrigen hat man hier eine aus Einzelteilen zusammengesetzte Schweißkonstruktion verwirklicht. Da bei derartigen Mittelpufferkupplungen sowohl Zug- als auch Druckbeanspruchungen auftreten, sind die Versteifungsstreben im Bereich der Mitte des Kupplungsträgers angeordnet. Das führt zu einer nachteiligen Aufteilung der Kraftkomponenten und einer großen Knicklänge der Versteifungsstreben. Der bei dieser bekannten Konstruktion erforderliche Materialaufwand ist daher erheblich. Auch stört bei dieser bekannten Ausführungsform, daß bei der Vielzahl der herzustellenden Kupplungsträger sich die Herstellung als Schweißkonstruktion aufwendig gestaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kupplungsträgei· des eingangs beschriebenen Aufbaus so zu gestalten, daß er bei leichtester Bauweise den auftretenden Beanspruchungen gewachsen ist und darüber hinaus die Baulänge der einzubauenden Mittelpuff erkunnlung nicht in nachteiliger Weise beeinflußt.

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Die Erfindung betrifft einen Kupplungsträger, insbesondere für den nachträglichen Einbau einer Mittelpufferkupplung in Schienenfahrzeuge mit Seitenpuffern auf einem die in der Längsachse bzw. deren unmittelbarer Nähe dieser Seitenpuffer angeordneten Tragwerksteile verbindenden Brustträger des Fahrzeugrahmens, bestehend aus einem die Mittelpufferkupplung lagernden Stahlgußformteil mit zwej. von seinem Vorderteil nach beiden Seiten verlaufenden und am Brustträger nahe den genannten Tragwerksteilen befestigten Versteifungsstreben. Die Erfindung besteht darin, daß das Formteil des Kupplungsträgers außerdem zwei von seinem hinteren Ende aus nach vorne zum Brustträger in die unmittelbare Nähe der die einwirkenden Stoßkräfte aufnehmenden Tragwerksteile des Fahrzeugrahmens verlaufende Seitenstreben aufweist. Zweckmäßig weist das Formteil eine innere Höhlung zur Aufnahme des Stoßdämpfers der Mittelpufferkupplung mit vorderen und hinteren Auflageflächen für den Stoßdämpfer auf. Auch kann die Höhlung des Formteils nach hinten eine axial verlaufende schmälere Aussparung zur Aufnahme des Kupplungsschaftes bei Axialbewegungen aufweisen. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist das Mittelstück des Formteiles rohrförmig ausgebildet und tragt der axial durch dieses rohrförmige Mittelstück hindurchgehende Kupplungsschaft an der Vorderkante bzw. an der Hinterkante des Rohres anliegende Flansche.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß der Kupplungsträger ohne nennenswerten Materialaufwand in einfacher V/eise erstellbar ist und insbesondere dabei die Kupplungslänge der zugeordneten Mittelpufferkupplung in keiner Weise einengt. Insbesondere werden bei der erfindungsgemäßen Ausbildung über die wesentlich kürzen Seitenstreben die Druck-

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kräfte und über die längeren und schlankeren Seitenstreben die Zugkräfte übertragen. Das führt insbesondere zu einer wesentlichen Reduzierung der Knicklänge und zu einer vorteilhaften Aufteilung der Kraftkomponenten. Ferner wird durch die Aufteilung der Streben je nach dem Wechsel der an die Mittelkupplung angreifenden Kräfte eine gegenseitige Entlastung und Aussteifung herbeigeführt. Im Endergebnis läßt sich somit ein Kupplungsträger verwirklichen, der sich durch geringes Eigengewicht und hohe Beanspruchungsfähigkeit auszeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein AusfUhrungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Pig. 1 einen erfindungsgemäßen Kupplungsträger für automatische Mittelpufferkupplungen in der Aufsicht in eingebautem Zustand,

Pig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II nach Fig. 1, Fig. 3 eine Vorderansicht gemäß dem Pfeil F3 nach Fig. 1, Pig. 4 einen Querschnitt gemäß der Linie IV-IV nach Fig. T,

Flg. 5 den Kupplungsträger in vergrößertem Maßstab in der Aufsicht,

Fig. 6 eine Vorderansicht gemäß dem Pfeil F6 nach Fig. 5, Fig. 7 einen Querschnitt gemäß der Linie VII-VII nach Fig. 5

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Fig. 8 eine Vorderansicht gemäß dem Pfeil F8 nach Fig. 5» Fig. 9 einen Querschnitt gemäß der L-nie IX-IX nach Fig. 5*

Flg. 10 eine abgeänderte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1,

Flg. 11 einen Querschnitt gemäß der Linie XI-XI nach Fig. 10,

Fig. 12 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1,

Fig. 13 ein Stäbediagramm welches für sämtliche in den Abbildungen dargestellten Ausführungsformen und Übrigens auch für al±e möglichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kupplungsträgers für automatische Mittelpufferkupplung kennzeichnend ist.

Bei der in F-.g. 1 bis 4 dargestellten Aus führungs form eines Fahrzeugrahmens für Schienenfahrzeuge ist ein Brustträger I vorgesehen und sind an diesen die Tragwerksteile 2 - 3* welche in oder annähernd in Richtung der Achsen von Seitenpuffer 4 bzw. 5 verlaufen, angeschlossen. Querspanten 6-7 und Zugstäbe 8-9 ergänzen den Fahrzeugrahmen. Zwischen dem Brustträger 1 und den Tragwerksteilen 2, J ist ein als Stahlgußformteil ausgebildeter Kupplungsträger angeordnet, welcher so gestaltet ist, daß es die bei Druck oder Zug an der automatischen Mittelpufferkupplung angreifenden Kräfte auf die Tragwerksteile 2-3 übertragen kann.

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Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Kupplungsträger aus Stahlguß 10 und weist Streben 11, 12, 1jJ, 14, 15, und Verbindungsstege 17, 18 auf.

Der Querschnitt dieser Streben kann eine beliebige Gestaltung aufweisen, welche geeignet ist, die auf diese Streben einwirkenden Kräfte aufzufangen und ihnen zu widerstehen.

Diese Versteifungsstreben bilden zusammen ein Dreiecksnetz oder -fachwerk mit annähernd trapezförmiger Anordnung und außerordentlich großer Steifigkeit und Belastbarkeit. Außerdem sind die Abmessungen und die gegenseitige Lage dieser Streben so gewählt, daß sie zwei Enden oder Stützsockel I9, 20 mit Kastenprofil aufweisen; diese Stützsockel sind so gestaltet und liegen so weit auseinander, daß sie nach Befestigung am Brustträger 1 in der unmittelbaren Nähe der Achsen der Seitenpuffer 4, 5.

Der so gestaltete Kupplungsträger 10 kann zwischen die Querspanten, die Zugstäbe 8, 9 und den Brustträger 1 eingesetzt und daran mit geeigneten bekannten Mitteln, wie Schweiß-, Niet- oder Schraubverbindungen befestigt werden.

Im Kupplungsträger 10 ist eine Höhlung 21 mit annähernd rechteckiger Gestalt 21 ausgespart, in der der bei 22 skizzenhaft angedeutete Stoßdämpfer der Kupplung untergebracht werden soll. Diese Höhlung 21 weist hinten zwei Auflageflächen 23, 24 und vorne zwei Auflageflächen 23, 26 auf, wobei der gegenseitige Abstand zwischen diesen Auflageflächen den Abmessungen der automatischen Mittelpufferkupplungen angepaßt ist; diese Auflageflächen dienen zur Begrenzung der Bewegung des entsprechenden

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Kupplungsteils. Die Höhlung 21 weist hinten noch eine Aussparung 27 auf, welche ein Rückwärtsschieben des schematisch bei 28 angedeuteten Kupplungsflansches unter Einfluß von Druckkräften ermöglicht. Diese Fortsetzung ist ebenfalls notwendig, fal.s die Kupplung mit einer Zugstange ausgerüstet ist.

Auf der unteren Seite der Streben 15, 16 des Kupplungsträgers sind, z.B. mittels Bolzen, ein Tragstück 29 und eine Platte 30 befestigt, die beide zur Aufgabe haben, die Kupplung bzw. den zugehörigen Stoßdämpfer 22, 31, jJ2 einwandfrei zu unterstützen. Eine Zunge bzw. ein Auge 33 mit Löchern 34 dient zum Aufhängen gewisser Teile des nicht dargestellten Bremsgestänges. Diese Zunge 33 kann selbstverständlich auch eine beliebige andere Gestaltung aufweisen oder in anderer Weise angeordnet werden; es können auch zwei oder mehrere Augen nebeneinander angeordnet werden, wenn dieses erforderlich ist.

Der Brustträger 1 ist im dargestellten Beispiel aus einem Stahlblech zusammengefaltet und -verschweißt. Dieser Brustträger weist ferner eine große mittlere öffnung 35 auf, die im dargestellten Beispiel rechteckig ausgeführt ist und deren Abmessungen derart gewählt sind, daß der gelenkige Kupplungskopf alle notwendigen seitlichen oder senkrechten Bewegungen unbehindert ausführen kann.

Nimmt man an, daß auf die Mittelpufferkupplung Druckkräfte einwirken, so werden diese Kräfte über die Auflageflächen 23* 24 und die Versteifungsstreben 12, 14 auf die Knotenstücke 36 bzw. 37 übertragen; diese Knotenstücke, die durch ihre Befestigung

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mit den Knotenstücken 38, 39 verbunden sind, übertragen diese Kräfte auf die Tragwerksteile 2, 3, welche die Hauptelemente darstellen, die dem Fahrzeugrahmen seine Steifigkeit verleihen. Die Knotenstücke 36, yj sind von der Längsachse des Fahrzeugrahmens weit genug entfernt, damit die Kräfte einwandfrei übertragen werden können. Dabei spielen auch die übrigen Streben 11, 13, 1t?, 16 eine gewisse Rolle. Wenn aber die Kupplung Zugkräften ausgesetzt wird, so werden diese über die Auflageflächen 25,bzw, 26 und die Streben 12, 14, 15, 16 nach den Knotenstücken 38, 39 übertragen, wobei nun die Versteifungsstreben 11, I3 eine Hilfsrolle spielen.

Bei einem solchen Aufbau des Kupplungsträgers ist einer der Hauptvorteile dar.η zu erblicken, daß die sowohl beim Zusammenstoßen, wie auch beim Beschleunigen der Schienenfahrzeuge auftretenden Kräfte ohne Behinderung auf die erwünschten Punkte, im vorliegenden Fall auf die Knotenpunkte 36, 37 übertragen werden.

Ein anderer Vorteil ist darin zu erblicken, daß der Kupplungsträger 10 ein ungeteiltes Ganzes bildet, woraus hervorgeht, daß es in allen Teilen homogen ist, insbesondere in den Endteilen der Streben, wodurch eine große Festigkeit und einwandfreie Wirkungsweise gesichert sind. Außerdem ist die Gestaltung des Kupplungsträgers so verwirklicht, daß dieser unschwer automatischen Mittelpufferkupplungen aller Bauarten leicht angepaßt werden kann, wobei diese Kupplungen sämtliche für die Ausübung ihrer Funktionen benötigten Abstützpunkte und Unterstützungen finden.

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Zur Erläuterung ist ferner in den Figuren 10 und 11 eine andere Ausführungsform dargesteli-t, wobei ebenfalls der Brustträger 1, die Tragwerksteile 2,3, die Seitenpuffer 4, 5, die Querspanten 6, 7* die Zugstäbe 8, 9 und Kupplungsträger 10 vorhanden sind. Letzterer weist auch hier die Streben 11, 12, IJ, 14, 13, 16 in ähnlicher gegenseitigen Anordnung wie im vorhergehenden Beispiel auf. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch die Streben 15, 16 und die Verbundungsstege 17* I8 nur symbolisch vorhanden; zusammen bilden diese Glieder das rohrförmige Mittelstück des Kupplungsträgers 10, dessen Inneres nun dieselbe Rolle spielt wie die rechteckige Höhlung 21 im vorigen Beispiel. In diesem Hohlraum kann der Stoßdämpfer untergebracht werden, während die Bodenplatten 40-41 als Stützpunkte für die Hingfedern verwendet werden können, die Stoßdämpfer der automatischen Mittelpufferkupplung 31 aufweisen; das Hinterende einer Kupplungsstange 42, welches um ein Kugelgelenk verschwenkbar ist, dessen Mittelpunkt bei 43 angedeutet ist, stützt siiii letzten Endes auf den erwähnten zylindrischen mittleren Teil Vj, 18 ab.

Genau so wie irr. vorigen Beispiel enden auch hier die Versteifungsstreben 11, 12 und die Versteifungsstreben I3, 14 in den Knotenpunkten 36, 37; die Stützsockel Iy, 20 dieser Streben sind auch hier kastenförmig ausgeführt. Die Knotenstücke 36,37 sind mit den benachbarten Knotenstücken 38 bzw. 39 genau so wie Un vorigen Beispiel verbunden.

Auch in der v/eiteren Ausführungsform, die in Fxg. 12 veranschaulicht ist, findet man dieselben wesentlichen Elemente wie in den vorigen Beispielen wieder.

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Diese Ausführungsform ist insbesondere für eine automatische Mittelpufferkupplung 31 mit hohler Kupplungsstange 42 geeignet, wobei in dieser Kupplungsstange ein Kolben 44 gleitet. Zwischen der Kupplungsstange 42 und dem Kolben 44 ist eine (nicht dargestellte) Federvorrichtung angeordnet, welche also abwechselnd zusammengepreßt und gedehnt wird. Der Kolben 44 ist im Punkt 45 am entsprechenden Teil des Kupplungsträgers 10 angelenkt; dieses genügt, damit die Mittelpufferkupplung 31 einen Stützpunkt hat und einwandfreie Wirkung des Stoßdämpfers gewährleistet ist. Die mittlere öffnung 21 ist dabei so gestaltet, daß die Kupplung in ihren seitlichen Bewegungen nicht behindert wird. Es ist bemerkenswert, daß die Länge des Kupplungsträgers 10 in diesem Beispiel kleiner ist als in den vorigen Ausführungsbeispielen. Außerdem bemerkt man, daß obwohl die oben besprochenen AusfUhrungsformen in gewissen Teilen wesentliche Unterschiede aufweisen, sie doch alle in ihrer allgemeinen Gestaltung, die funktionsmäßig bestimmt ist und eines der wesentlichsten Merkmale der Erfindung darstellt, übereinstimmen. Diese allgemeine Gestaltung ist schaubildlich in Fig. 15 dargestellt, wobei die Zahl, Abmessungen und gegenseitige Lage der zu den Knotenpunkten 56, 37 zusammenstrebenden Streben selbstverständlich abgeändert werden können. Wichtig ist jedoch die vollkommene Symmetrie des Formstücks in Bezug auf die Achse A-B, die zugleicherzeit die Längsachse des Fahrzeugs darstellt. Die WinkeleC, P, }(_}ς/ können abgeändert werden; diese bestimmen zusammen die allgemeine Gestaltung des besonderen Formstücks 10.

Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß welche Gestaltung man auch wählt, das Einbauen eines solchen Fachwerkgebildes,

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bzw. der erfindungsgemäßen Unterstützung für automatische Mittelpufferkupplungen, sehr einfach ist, sowohl beim Neubau wie auch im Fall des Umbaus eines bestehenden Fahrgestells.

Im Fall des Einbauens in ein bestehendes Fahrgestellt braucht man nur den Zughaken und die Zugstange, wie auch den vorhandenen vorderen Brustträger auszubauen, und die für die Unterstützung des Hakens und der übrigen Zugvorrichtung benutzten Formstäbe, z.B. mit Hilfe eines Schneidbrenners zu entfernen oder zu verkürzen. Auch von den benachbarten Querspanten, hier z.B. den mit 6 und 7 angegebenen Querspanten, müssen entsprechende Teile abgeschnitten werden. In den dadurch freigemachten Raum wird nun der Kupplungsträger 10 eingesetzt und an die Zugstäbe 8, 9 und die restlichen Teile der Querspanten 6, 7 befestigt. Sodann wird der Brustträger 1 angeordnet und am Gestellende befestigt, wobei ebenfalls im Bereich der Knotenpunkte J6, 37 die Befestigung des Brustträgers an den Kupplungsträger 10 aus Stahlguß vorgenommen wird.

Dieses Verfahren muß natürlich im Einzelfall jeweils dem Fahrgestelltyp entsprechend gestaltet und angepaßt werden; in sämtlichen Anwendungen gilt es im allgemeinen, den für das Einsetzen und Befestigen des Kupplungsträgers aus Stahlguß benötigten Raum freizumachen, indem man die dort befindlichen Fahrgestellteile wegschneidet·

Handelt es sich dagegen um eine Neubildung, so ist der Kupplungsträger einfach als Teil des planmäßigen Fahrgestellaufbaus zu betrachten, der mit den übrigen Gestellteilen nach einem vom Fachmann im voraus bestimmten Arbeitsplan eingebaut wird.

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Claims

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- 13 Ansprüche

1.)Kupplungsträger, insbesondere für den nachträglichen Einbau einer Mittelpufferkupplung in Schienenfahrzeuge mit Seitenpuffern auf einem die in der Längsachse bzw. deren unmittelbarer Nähe dieser Seitenpuffer angeordneten Tragwerksteile verbindenden Brustträger des Fahrzeugrahmens, bestehend aus einem die Mittelpufferkupplung lagernden Stahlgußformteil mit zwei von seinem Vorderteil nach beiden Seiten verlaufenden und am Brustträger nahe den genannten Tragwerksteilen befestigten Verateifungsstreben, daduroh gekennzeichnet, daß das Formteil (10) des Kupplungsträgers außerdem zwei von seinem hinteren Ende aus nach vorne zum Brustträger (1) in die unmittelbare Nähe der die einwirkenden Stoßkräfte aufnehmenden Tragwerksteile des Fahrzeugrahmens verlaufende Seitenstreben (12, 14) aufweist.

2. Kupplungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Formteil (10) eine innere Höhlung (21) zur Aufnahme des Stoßdämpfers (22) der Mittelpufferkupplung mit vorderen und hinteren Auflagefläohen (25, 26 bzw. 2J, 24) für den Stoßdämpfer aufweist.

jj. Kupplungsträger naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlung (21) dee Formteils (10) nach hinten eine axial verlaufende schmäler« Aussparung (27) zur Aufnahme des Kupplungssohaftes (28) bei Axialbewegungen aufweist.

L υ..-..^i.. 'vArt.7i1Ats.2Nr.1 Satz a des Änderungsgaa. v. 4.9.1967)

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4. Kupplungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelstuck des Formteiles (10) rohrförmig ausgebildet ist und der axial durch dieses rohrförmige Mittelstück hindurchgehende Kupplungsschaft (42) an der Vorderkante bzw, an der Hinterkante des Rohres anliegende Flansche trägt.

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