DE19512384C2 - Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mittelpufferkupplung für Schienenfahr­ zeuge, insbesondere Güterzüge, mit wahlweiser Benutzung eines Kupp­ lungskopfes oder Zughakens, wobei

• a) der Kupplungsarm kardanisch am Fahrzeug angelenkt ist,
• b) der am Kupplungsarm befestigte Kupplungskopf nach Lösen einer Verriegelungseinrichtung um ein im wesentlichen horizontale Dreh­ achse nach unten oder oben verschwenkbar ist,
• c) ein Zughaken am Kupplungsarm befestigt ist, dessen Kupplungs­ maul nach Wegschwenken des Kupplungskopfes zugänglich und kuppelbar ist,
• d) mindestens eine Feder zum Gewichtsausgleich bei der Verschwen­ kung des Kupplungskopfes an diesem angeordnet ist.

Aus der DE 40 06 812 A1 ist eine gattungsgemäße automatische Mittel­ pufferkupplung bekannt, bei der eine Zug- und Stoßvorrichtung im fahr­ zeugseitigen Ende der Kupplung angeordnet ist und davor ein Zwei- Bolzen-Scharnier vorgesehen ist, mit dem der davor liegende Kupplungs­ kopf nach unten oder oben verschwenkt werden kann. Zum Gewichtsaus­ gleich bei der Verschwenkung des Kupplungskopfes ist dabei zwischen dem festen Teil des Scharniers und dem Kupplungskopf mindestens eine große Zugfeder angeordnet. Die Federn greifen dabei jeweils seitlich am Kupplungskopf und dem Scharnier an. Diese Feder wirken praktisch nur in der Schwenkrichtung nach unten. Zur Verriegelung sind bei diesem Stand der Technik durchgehende Bolzen vorgesehen, die in Bohrungen ange­ ordnet sind und zum Entriegeln ganz herausgezogen werden müssen.

Außerdem sind die großen Federn außen ungeschützt angeordnet und nehmen relativ viel Platz in Anspruch.

Die DE-AS 12 69 155 gibt eine Mittelpufferkupplung der eingangs ge­ nannten Art an, die den Anforderungen im Zeitpunkt ihrer Konzeption möglicherweise gerecht werden konnte. Im Hinblick auf die heute anste­ henden statischen und dynamischen Belastungen ist eine solche selbsttä­ tige Kupplung für Schienenfahrzeuge nicht mehr einsetzbar. Die Verrie­ gelungseinrichtung für den Kupplungskopf war seinerzeit dahingehend vorgesehen worden, daß ein Bolzen in koaxiale Queröffnungen gesteckt wurde, um die selbsttätige Kupplung in der Betriebsstellung zu sichern. Der Bolzen erstreckte sich dabei durch das einen Schlitz bildende Maul des Kupplungshakens. Dabei war der Durchmesser des Bolzens be­ schränkt, da das Maul des Kupplungshakens normiert ist und international die gleichen Maße aufweist. Eine irgendwie geartete Vergrößerung des Bolzendurchmesses war daher nicht möglich. Ein derartiger Bolzen, wie er seinerzeit vorgesehen war, kann aber den heute auftretenden Kräften von beispielsweise 3000 kN bei Druckbelastung und 2500 kN bei Zugbela­ stung ohne bleibende Verformung nicht mehr standhalten. Hinzukommt, daß das Handling einer solchen Kupplung sehr schwer möglich war und nur theoretisch in Frage kam, da die Bedienperson den Kupplungskopf normalerweise beidhändig verschwenkt und daher keine Hand zur Verfü­ gung hat, um den Bolzen in den beiden verschiedenen Stellungen einzu­ stecken. Hinzukommt, daß es relativ schwierig ist, den sehr schweren Kupplungskopf genau in die zutreffende Stellung zu bringen, in der bei­ spielsweise die Queröffnungen mit dem Maul des Kupplungshakens über­ einstimmen, so daß der Bolzen einsteckbar ist, zumal die Übereinstim­ mung der Öffnungen nicht optisch überprüfbar ist. Es setzt also eine sehr komplizierte Handhabung voraus, die in der Praxis auch deshalb er­ schwert ist, da in der Praxis nicht mehr die (vielleicht noch erträglichen) Startbedingungen nach Inbetriebstellung der Kupplung gegeben sind, sondern aufgrund von Verschmutzungen, auftretenden Reibungskräften, Verformungen der Öffnungen und dergleichen erhebliche Schwierigkeiten beim Einstecken des Bolzens entstehen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine möglichst raumspa­ rende Konstruktion einer Mittelpufferkupplung vorzuschlagen, bei der der Gewichtsausgleich während des Schwenkvorganges des Kupplungskop­ fes verbessert und insbesondere die Endlagearretierung verbessert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kupplung mit dem in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen vorgeschlagen.

Zur Verriegelung des Kupplungskopfes in den beiden Endstellungen wer­ den erfindungsgemäß zwei unabhängige Bolzen verwendet, die nicht im eigentlichen Zugpfad angeordnet sind. Die Bolzen werden in verriegelter Stellung durch Federn und/oder Nocken oder eine Bahnkurve gehalten. Die Entriegelung geschieht durch eine Drehbewegung der Spannhülsen, die auf der Schräge eine Bahnkurve beschreiben und dadurch die Hub­ bewegung erzeugen. Bei der Schwenkbewegung werden durch Anschlä­ ge, Gegenanschläge und Führungseinrichtungen der Verriegelungsbolzen automatisch aus der Entriegelungsstellung in die neue Verriegelungsstel­ lung bewegt und rasten dann in die entsprechenden Aussparungen ein. Die Spannhülsen führen beim Hoch- und Herunterschwenken des Kupp­ lungskopfes jeweils entgegengesetzte Drehrichtungen aus. Betätigungs­ hebel können integriert oder auch abnehmbar gestaltet sein. Der besonde­ re Vorteil der erfindungsgemäßen automatischen Verriegelungseinrichtung besteht darin, daß sie auch einhändig bedient werden kann. Dazu kann der Bedienungsmann zweckmäßig mit der einen Hand das Ende des Kupplungskopfes anheben bzw. halten und mit der anderen Hand nach­ einander die Verriegelungsbolzen auf beiden Seiten des Kupplungskopfes entriegeln bis sie jeweils in der Entriegelungsstellung gehalten werden. Danach kann der Bedienungsmann mit beiden Händen den Kupplungs­ kopf nach oben oder nach unten schwenken. Bei diesem Schwenkvor­ gang werden die Spannhülsen dadurch, daß Anschläge und Gegenan­ schläge gegeneinanderliegen, auf den Schrägen zwangsläufig aus der Entriegelungsstellung wieder gegen den Kupplungskopf gedrückt und gleiten an dem Kupplungskopf entlang bis sie zur Verriegelung wieder in die Aussparung einrasten.

Mit den seitlich am Kupplungskopf und Kupplungsarm unter Zwischen­ schaltung von Federn befestigten, insbesondere auf Zug beanspruchten Stangen wird erfindungsgemäß ein besonders wirksamer Gewichtsaus­ gleich beim Verschwenken des Kupplungskopfes und in beiden Endstel­ lungen durch die federnde Anpressung eine Unterstützung der Endla­ genarretierung erreicht. Durch die Anordnung der Abstützfeder und des Verbindungsstückes mittig im Kupplungsarm kann die Abstützfeder zu­ sätzlich Verschiebewege des Kupplungsarmes in Druckrichtung aufneh­ men und somit für eine Spielabfederung in dessen Gelenk sorgen. Hierzu sind insbesondere in den Stangen und/oder dem Verbindungsstück Langlöcher angeordnet. Die Stange kann auch über eine Gelenkverbin­ dung mit einer stehenden Welle als Drehachse verbunden sein und damit eine kurvenförmige Bewegung ausführen.

Zur Aufnahme der Abstützfedern und des Verbindungsstückes ist der Kupplungsarm teilweise hohl ausgebildet und besitzt zur Montage minde­ stens an einer Seite entsprechende Öffnungen. Er kann aber auch zweckmäßig in diesem Bereich einen U-förmigen, insbesondere unten offenen Querschnitt besitzen.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Fig. 1 bis 4 beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen automatischen Mittel­ pufferkupplung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I von Fig. 1

Fig. 3 einen Ausschnitt zur Ansicht entsprechend Fig. 1

Fig. 4 die Verriegelungseinrichtung als Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 3,

Fig. 5 entsprechend Fig. 3 eine andere Ausführungsform und

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie III-III von Fig. 5.

In den Fig. 1 und 2 ist der Kupplungsarm über das nur teilweise dargestellte Gelenk 1a mit dem Fahrzeug verbunden. Zum Kupplungskopf 2 hin besitzt der Kupplungsarm 1 einen Zwischenarm 1b, der im wesentlichen einen U-förmigen und und/oder oben offenen Querschnitt besitzt zur Aufnahme des Verbindungsstückes 4 und der Ab­ stützfedern 9 und 10, die sich innen am Zwischenarm 1b an der An­ schlagfläche 4a abstützen. In dem Verbindungsstück 4 ist ein Bolzen 17 angeordnet, der in Langlöchern 19 im Zwischenarm 1b des Kupplungsarmes 1 in dessen Längsrichtung geführt wird. Außerhalb des Zwischenarmes 1b sind auf dem Bolzen 17 an beiden Seiten zusätzlich Stangen 8 drehgelenkig angeordnet und in Langlöchern 18 geführt. Die Stangen 8 sind am anderen Ende drehgelenkig über Verriegelungsbolzen 7 mit dem Kupplungskopf 2 verbunden. Der Kupplungskopf 2 ist um einen waagerecht angeordneten Bolzen mit der Drehachse 3 nach unten schwenkbar. Dieser Bolzen ist in entsprechenden Bohrungen der Anschlußgabel 2a des Kupplungskopfes 2 und im Endstück 1c des Kupplungsarmes 1 gelagert. In den beiden Teilen der Anschlußgabel 2a sind jeweils Verriegelungsbolzen 7 quer zur Kupplungslängsachse verschieblich angeordnet. Zur Verriegelung werden die Verriegelungsbolzen 7 mit Hilfe der Federn 14 in entsprechende Aussparungen 15a und 15b des Endstückes 1c gepreßt. Die Federn 14 stützen sich gegenüber den Mitnehmern 5 ab, die über Befestigungsschrauben 11 mit der Anschlußgabel 2a verbunden sind. Die äußeren Enden der Verriegelungsbolzen 7 besitzen einen verringerten Durchmesser und ragen durch entsprechende Bohrungen in den Mitnehmern 5 nach außen. In diesen äußeren Enden der Verriegelungsbolzen 7 befinden sich quer zu deren Längsachse angeordnete Spannhülsen 12, Stifte oder ähnliche Elemente. Zur Entriegelung der Verriegelungsbolzen, das heißt Bewegung nach außen aus den Aussparungen 15a und 15b heraus werden die Verriegelungsbolzen um ihre Längsachse gedreht, dabei gleiten die Spannhülsen 12 auf den mit den Stangen 8 verbundenen Schrägen 6 als Fürhrungseinrichtung bis sie an den Feststellflächen 16 gehalten werden. Auch in dieser entriegelten Stellung wird der Kupplungskopf 2 durch die federbelasteten Stangen 8 im wesentlichen in seiner jeweiligen Position gehalten, d. h. auch in der oberen Arbeitsstellung des Kupplungskopfes 2 drücken die Federn 9 und 10 das Verbindungsstück 4 in Richtung auf das Gelenk 1a und üben somit über die Stangen 8 die Verriegelungsbolzen 7 und die Mitnehmer 5 auf die Anschlußgabel 2a eine Zugkraft aus, so daß der Kupplungskopf hochgedrückt wird und ggf. in seiner oberen Stellung gehalten werden kann. Mit relativ wenig Kraftaufwand kann dann der Bedienungsmann den Kupplungskopf 2 um die Drehachse 3 gegen die Kraft der Federn nach unten schwenken bis der Kupplungskopf die untere Position erreicht und die Verriegelungsbolzen in die untere Aussparung 15b im Endstück 1c zur Verriegelung einrasten. Beim Verschwenken des Kupplungskopfes 2 werden die Verriegelungsbolzen 7 über äußere am Verriegelungsbolzen 7 angeordnete Anschläge 20 und an den Mitnehmern 5 angeordnete Gegenanschläge 21 zwangsläufig aus der Entriegelungsendstellung in die Verriegelungsendstellung in den Aussparungen 15a, 15b bewegt. Nach Abschwenken des Kupplungskopfes 2 nach unten wird der zwischen der Anschlußgabel 2a angeordnete Zughaken 13 zugänglich und kann für den Rangierbetrieb genutzt werden.

Auch für das Hochschwenken des Kupplungskopfes wird zunächst die Spannhülse 12 gedreht und auf der Schräge 6 gleichzeitig nach außen bewegt bis sie durch die Feststellfläche 16 gehalten wird, wobei die Enden der Verriegelungsbolzen 7 aus der unteren Aussparung 15b gezogen worden sind. Bei dem anschließenden Hochschwenken des Kupplungskopfes 2 werden wiederum automatisch über die Anschläge 20 und Gegenanschläge 21 die Veriegelungsbolzen entlastet bis sie in der oberen Stellung in die obere Aussparung 15a gepreßt werden. Aus den Fig. 2 und 4 ist noch erkennbar, daß durch die Schrägflächen 22 an der Anschlußgabel 2a sowie dem angrenzenden Zwischenarm 1b auch bei hohen Druckkräften ein Auseinanderbiegen der beiden Teile der Anschlußgabel 2a verhindert wird.

In den Fig. 5 und 6 ist der in den Fig. 1 und 3 dargestellte Bolzen 3 für die Drehachse insofern abgeändert worden, als statt des Bolzens 3 mit dem sehr großen Durchmesser ein dickwandiges zylindrisches Rohr 23 verwendet wird. In diesem dickwandigen Rohr 23 ist eine Gummizwischenlage 24, insbesondere eine Gummihülse einvulkanisiert, in der wiederum eine Achswelle 25 mit relativ geringem Durchmesser zentral verläuft. Diese Achswelle 25 ist ihrerseits in Lagerscheiben 26 gelagert. Der Außendurchmesser dieser Lagerscheiben 26 ist größer als der Außendurchmesser der zylindrischen Rohre 23 und ist so dimensioniert, daß durch die beim Drehen des Kupplungskopfes 2 um die Achswelle 25 anstehenden äußeren Kräfte und die resultierende Verformung der Gummizwischenlage 24 Freigängigkeit zwischen dem zylindrischen Rohr 23 und der Anschlußgabel 2a des Kupplungskopfes besteht. Damit wirken die Reibkräfte nur auf den relativ geringen Durchmesser der Achswelle 25, die sich in den Lagerscheiben 26 dreht. Bei Anstehen höherer Kräfte zwischen den Anschlußgabeln 2a des Kupplungskopfes 2 und dem mit dem Zughaken in Verbindung stehenden Endstück 1c wird die Gummizwischenlage 24 weiter verformt und es kommt zum direkten Kraftfluß von der Anschlußgabel 2a über das zylindrische Rohr 23 auf das Endstück 1c.

In Fig. 5 ist zusätzlich ein Bügel 27 dargestellt, mit dem die Verriegelungsbolzen 7 entriegelt werden können.

Bezugszeichen

1

Kupplungsarm

1

a Gelenk

1

b Zwischenarm von

1

1

c Endstück von

1

2

Kupplungskopf

2

a Anschlußgabel von

2

3

Bolzen als Drehachse für

2

4

Verbindungsstück

4

a Anschlagfläche von

9

,

10

an

1

b

5

Mitnehmer an

2

6

Schräge an

8

7

Verriegelungsbolzen

8

Stange

9

,

10

Abstützfedern zwischen

1

b und

4

11

Befestigungsschraube für

5

an

2

12

Spannhülsen, Stifte

13

Zughaken

14

Feder zwischen

7

und

5

15

a obere Aussparung in

1

c

15

b untere Aussparung in

1

c

16

Feststellfläche für Entriegelungsstellung von

7

17

Bolzen als Drehachse für

4

18

Langloch in

8

19

Langloch in

1

20

Anschlag an

7

21

Gegenanschlag an

5

22

Schrägflächen an

2

a und

1

b

23

zylindrisches Rohr

24

Gummizwischenlage

25

Achswelle

26

Lagerscheiben

27

Bügel

Claims (9)

1. Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge, insbesondere Güterzü­ ge, mit wahlweiser Benutzung eines Kupplungskopfes (2) oder Zug­ hakens (13), wobei

• a) der Kupplungsarm (1) kardanisch am Fahrzeug angelenkt ist,
• b) der am Kupplungsarm (1) befestigte Kupplungskopf (2) nach Lösen einer Verriegelungseinrichtung um eine horizontale Drehachse (3) nach unten oder oben verschwenkbar ist,
• c) ein Zughaken (13) am Kupplungsarm (1) befestigt ist, dessen Kupplungsmaul nach Wegschwenken des Kupplungskopfes (2) zugänglich und kuppelbar ist,
• d) mindestens eine Feder (9, 10) zum Gewichtsausgleich bei der Verschwenkung des Kupplungskopfes (2) an diesem angeord­ net ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung nach der Entriegelung beim Ver­ schwenken des Kupplungskopfes (2) aus der jeweiligen oberen oder unteren Entriegelungsstellung über mit der Verriegelungseinrichtung verbundene Anschläge (20) und damit korrespondierende, mit dem Kupplungskopf (2) verbundene, Gegenanschläge (21) in die neue Verriegelungsstellung bewegbar ist, wobei ein oder mehrere Verrie­ gelungsbolzen (7) der Verriegelungseinrichtung federbelastet sind.

2. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung über entsprechende Führungsein­ richtungen in die neue Verriegelungsstellung bewegbar ist.

3. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung aus mindestens einem quer zur Kupplungslängsrichtung angeordneten Verriegelungsbolzen (7) be­ steht, der in der den Zughaken (13) umschließenden Anschlussgabel (2a) des Kupplungskopfes (2) verschieblich gelagert ist und sowohl in Anschlussstellung des Kupplungskopfes (2) als auch in abge­ schwenkter Stellung in Aussparungen (15a, 15b) des Kupplungsar­ mes (1) des Zughaken (13) einrastet.

4. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass am äußeren Ende der Verriegelungsbolzen (7) senkrecht dazu als Betätigungseinrichtung Spannungshülsen (12) oder Stifte ange­ ordnet sind, die um die Längsachse der Verriegelungsbolzen drehbar sind und dabei mit den Verriegelungsbolzen (7) nach außen von ei­ ner Verriegelungsendstellung in eine Entriegelungsstellung beweg­ bar sind.

5. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Spannungshülsen (12) oder Stifte in der unteren und/oder obe­ ren Entriegelungsendstellung der Verriegelungsbolzen (7) an Fest­ stellflächen (16) arretierbar sind.

6. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung für die Spannungshülsen (12) oder Stifte zur Verriegelung aus der unteren oder oberen Stellung sinnfällig entge­ gengesetzt sind.

7. Mittelpufferkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Drehachse für den Kupplungskopf (2) eine Achswelle (25) mit geringem Durchmesser dient, die beidseitig in Lagerscheiben (26) gelagert ist und von einem zylindrischen, dickwandigen Rohr (23) umgeben ist, wobei die Achswelle (25) gegenüber dem Rohr (23) elastisch, vorzugsweise über eine Gummizwischenlage (24), abgestützt ist und der Außendurchmesser der Lagerscheiben (26) größer ist als der Außendurchmesser der Rohre (23).

8. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Kupplungskopf (2) zwei Stangen (8) drehgelenkig angreift, die federnd mit dem Kupplungsarm (1) verbunden ist, dass jeweils die Stange (8) außen gegenüberliegend am Kupplungskopf (2) an­ gelenkt ist, dass an dem vom Kupplungskopf (2) abgewandten Ende der Stange (8) drehgelenkig ein Verbindungsstück (4) befestigt ist, dass über mindestens eine Feder (9, 10) mit dem Kupplungsarm verbunden ist, und dass die Stangen (8) und das Verbindungsstück (4) über einen gemeinsamen Bolzen (17) drehgelenkig verbunden sind und der Bolzen (17) in den Zugstangen (8) und/oder dem Ver­ bindungsstück (4) kurvenförmig geführt ist.

9. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (9, 10) und das Verbindungsstück (4) mittig im Kupplungsarm (1) angeordnet sind.