DE19637982A1 - Kupplung für Bahnfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für Bahnfahrzeuge entsprechend dem Oberbegriff des 1. Patentanspruches.

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo Tragwerk von Bahnfahrzeugen in Verbindung mit einem Drehgestell lösbar und beweglich miteinander verbunden werden sollen, insbesondere da, wo Güterwagen nach dem Baukastensystem miteinander verbunden werden müssen.

Das Baukastensystem ist ein Güterwagensystem, welches sich besonders durch hohe Flexibilität auszeichnet. Diese Flexibilität, das Kurzkuppeln und der Verzicht auf alles für den Ganzzugverkehr Unnötige, macht das Baukastensystem wirtschaftlicher als Einzelwagen.

Die besonderen Merkmale dieses Systems sind:

Tragwerke und Fahrwerke sind selbständige Baueinheiten. Unter Tragwerk ist alles zu verstehen, was zur Aufnahme des Ladegutes dient, wie beispielsweise Plattformen für die Beförderung von Containern, Plattformen für Kleinbehälter, wie z. B. Logistikbox, Spezialaufbauten für Sattelanhängertransport, Transportgestelle für Autotransport, Schiebewandaufbauten, Tankaufbauten, Siloaufbauten usw.

Fahrwerke sind Drehgestelle, in die die Bremsanlage teilweise oder komplett eingebaut ist.

Die Transporteinheiten sind kurzgekuppelt, d. h. Fahrwerke und Tragwerke lassen sich in diesem System voneinander trennen.

Kupplungen von Bahnfahrzeugen, bei denen die Kupplurigsteile des Tragrahmens in Verbindung mit einem Drehgestell lösbar unbeweglich miteinander verbunden werden, sind bekannt, z. B. von Trailerzügen, Gelenkwagen oder Bahnwagen mit abnehmbaren Aufbauten.

Aus EP 0 209 312 A2 geht eine Kupplung für ein Transportsystem hervor, bei der die Kupplungsteile des Tragrahmens über ein Drehgestell miteinander verbindbar sind. Beim Einrasten des Kupplungsteils in einem Teil des Drehgestells wird automatisch von unten ein Bolzen durch eine Öffnung im Kupplungselement bewegt, wodurch es zum Ankoppeln des Kupplungsteils des Tragrahmens in das Drehgestell kommt.

Diese Lösung ist nur für Trailerzüge anwendbar. Ein Rahmen kann nicht einzeln herausgenommen werden. Ferner kann nur horizontal gekuppelt werden.

Um den Vorteil der Flexibilität bei Güterwagen nach dem Baukastensystem zu erreichen, muß es leicht und einfach möglich sein, Fahrwerke und Tragwerke voneinander zu trennen und diese beliebig miteinander zu verbinden. Dazu sind einheitliche Verbindungskupplungen erforderlich, die den nachfolgenden Bedingungen entsprechen müssen. Bei Baukastensystem stützen sich jeweils zwei Tragwerke auf einem Fahrwerk ab. Die Kupplung muß darum die zwei Tragwerke untereinander und mit dem Fahrwerk verbinden. Es müssen alle horizontalen Zug- und Druckkräfte sowie vertikale Kräfte aus Eigengewicht und Ladung übertragen werden.

Zu übertragende Kräfte sind Zug- und Druckkraft in Fahrtrichtung bis 100 KN, Vertikalkräfte aus Last und Eigengewicht bis 40 KN, ein Abstand der Rahmen von 450 mm und eine Bauhöhe von 200 mm.

Weiterhin muß die Kupplung eine sichere, formschlüssige Verbindung herstellen; sie muß in geschlossenem Zustand gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert sein; die Sicherung muß einfach zu kontrollieren sein; bei nicht einwandfrei hergestellter Verbindung dürfen sich die Bremsen nicht lösen lassen; die beiden auf einem Drehgestell lagernden Tragwerke müssen unabhängig voneinander zu lösen sein; das Zusammenfügen und Trennen von Einheiten muß ohne Werkzeug, außerhalb einer Werkstatt, im Terminal mit den dort verfügbaren Hebeeinrichtungen möglich sein; die Tragwerke müssen horizontal in Fahrtrichtung und vertikal einzufügen sein; alle vertikalen Kräfte müssen im Zentrum der Drehgestelle eingeleitet werden; alle kritischen Kupplungselemente sollen sich möglichst am Drehgestell befinden; die Entgleisungssicherheit muß gewährleistet sein; ein Fahrwerk mit einem Rahmen muß fahrbar sein; Bremsleitungen und sonstige Steuer-, Kontroll- und Energieübertragungsleitungen müssen mit den Tragwerken und Fahrwerken verbunden werden; diese Verbindungen können einzeln und auch automatisch geschehen. Eine Betätigung und Kontrolle muß von außen gefahrlos möglich sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplung zu entwickeln die diesen Bedingungen genügt und mit der, mit der Kupplungsteile des Tragwerkes in Verbindung mit dem Drehgestell lösbar und beweglich miteinander verbindbar sind.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des 1. Patentanspruches gelöst.

Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungen der Erfindung wieder.

Die erfindungsgemäße Kupplung besteht aus drei Hauptteilen, wobei eine Schwinge auf einem Drehgestell die Verbindung zwischen zwei Seitenteilen der Kupplung, die jeweils gegenüberliegend an den Stirnseiten des Tragwerkes angeordnet sind, und einem Mittelteil der Kupplung schaffen soll. Auf einer Seite des Tragwerkes, der mit der anderen Seite des Tragwerkes verbunden werden soll, sind zwei Seitenteile mit Ausnehmungen für seitliche Kupplungsösen zum Tragen der Last angeordnet, wobei Bolzen zum Aufnehmen der Zugkraft dienen, mit denen eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Seitenteilen und der Kupplungsöse herstellbar sind.

Eine auf einem Drehgestell angeordnete Schwinge, die drehbar gelagert und quer zur Fahrtrichtung schwingbar ist, mit zwei seitlichen Kupplungsösen für die Seitenteile und eine mittlere Kupplungsöse mit einer beweglichen Kugel zum Aufnehmen eines mittleren Kupplungsteils schaffen die Verbindung zwischen beiden Kupplungsteilen des Tragewerkes.

An der anderen Seite des Tragwerkes ist ein Mittelteil mit Ausnehmungen zum Aufnehmen der mittleren Kupplungsöse auf der Schwinge und einem Bolzen zum Aufnehmen der Zug kraft auf dieser anderen Seite des Tragwerkes angeordnet.

Der Kupplungsvorgang kann in der Weise verlaufen, daß zunächst die Seite des Tragrahmens, an der sich zwei Seitenteile mit Ausnehmungen zum Tragen der Last befinden, mit den Kupplungsösen auf der Schwinge verbunden wird, wobei dafür vorgesehene Bolzen in Bohrungen der Seitenteile und Kupplungsösen horizontal quer zur Fahrtrichtung eingeführt und gesichert werden und danach das Einführen des Mittelteils in die Kupplungsöse der Schwinge erfolgt, wonach auch bei diesen Teilen ein verbindender Bolzen in die Bohrungen von Kupplungsöse und Mittelteil eingebracht wird. Sowohl die Bolzen in den beiden Seitenteilen als auch die Bolzen im Mittelteil sind zu sichern. Eine Sicherung der Bolzen erfolgt vorteilhafterweise, indem eine Betätigung des Bolzens, die automatisch erfolgen kann, mittels einer dafür geeigneten Vorrichtung gesichert wird. Als geeignete Vorrichtung kommt ein Anschlag für Sicherungsvorrichtungen im Zusammenhang mit Stiften, Bolzen, Erhebungen oder Formteilen in Frage.

In der mittleren Kupplungsöse befindet sich eine bewegliche Kugel zur Aufnahme des Mittelteils. Die Kugel ist mit einem Loch versehen, durch das ein Bolzen zur Verbindung von Kupplungsöse und Mittelteil einführbar ist.

Vorteilhaft ist es, wenn das Loch in der beweglichen Kugel eine Traghülse aufweist, von der der Einsatz in den Ausnehmungen des Mittelteils getragen wird.

In den Ausnehmungen des Mittelteils ist es vorteilhaft, einen Einsatz anzuordnen, auf dem sich die Last des Tragrahmens auf der Traghülse der Kugel abstützt.

Vorteilhaft ist es, diesen Einsatz auswechselbar zu gestalten, da dieser Einsatz ein Verschleißteil darstellt.

Der Einsatz kann mit dem Mittelteil verklebt, verschweißt, verschraubt oder auf andere geeignete Weise verbunden sein.

Damit gewährleistet ist, daß in den Seitenteilen der Kupplung die Last des Tragrahmens nicht von dem verbindenden Bolzen aufgenommen wird, ist es notwendig, daß die Seitenteile der Kupplung auf den seitlichen Kupplungsösen aufliegen. Dazu können die Ausnehmungen der Seitenteile der Kupplung eine ovale Form aufweisen bzw. mit sich bei Verschleiß abnutzenden Erhöhungen versehen werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Bolzen mit der Betätigung der Bremsen des Bahnfahrzeuges zu koppeln, so daß neben der Verriegelung mit Sicherungsvorrichtungen bei einer unbeabsichtigten Entfernung der Bolzen das Bremsen der Bahnwagen gewährleistet ist bzw. die Bremsen erst dann entriegelt sind, wenn die Bolzen funktionssicher in den Bohrungen der Kupplung stecken. Dazu können beispielsweise die Luftleitungen der Bremsen an ein Ventil angeschlossen sein, welches durch einen Druckknopf mittels der einzuführenden Bolzen geschlossen wird, so daß die Funktion der Bremsen dann mit "Bremse lösen" gegeben ist.

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und 8 Figuren näher erläutert.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 erfindungsgemäße Kupplung im Schnitt B-B aus Fig. 3,

Fig. 2 erfindungsgemäße Kupplung in der Draufsicht,

Fig. 3 erfindungsgemäße Kupplung im Schnitt A-A aus Fig. 2,

Fig. 4 erfindungsgemäße Kupplung im Schnitt C-C aus Fig. 3,

Fig. 5 erfindungsgemäße Kupplung im Schnitt D-D aus Fig. 3,

Fig. 6 erfindungsgemäße Kupplung im Schnitt F-F aus Fig. 3,

Fig. 7 erfindungsgemäße Kupplung im Schnitt E-E aus Fig. 3,

Fig. 8 erfindungsgemäße Kupplung im Schnitt durch das Teil 2.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Kupplung zeigt einen Schnitt B-B aus Fig. 3, dem die zwei Seitenteile 1 mittels Bolzen 4 mit den seitlichen Kupplungsösen 14 mit Ausnehmungen 13 fest verbunden sind. Die lastaufnehmenden Bolzen 4 können mittels der Verbindungen 8, die auf der Betätigung 6 angeordnet sind, gleichzeitig betätigt werden, wobei sich zwischen dem Bolzen des Seitenteils 4 und der Betätigung 8 ein Verbindungsteil 10 befindet, welches als lösbares Teil ausgeführt ist. Um die Bolzen 4 zu sichern, kann die Betätigung 6 gedreht werden, wobei ein als Sicherungsvorrichtung ausgeführter Stift oder Bolzen 12 in einen Anschlag 11 einrastet. Die auf der Schwinge des Drehgestells 3 (Fig. 2) angeordneten seitlichen Kupplungsösen 14 liegen auf gleicher Ebene mit der mittleren Kupplungsöse 17. Die mittlere Kupplungsöse 17, in der sich eine bewegliche Kugel 18 (Fig. 3) befindet, dient zur Aufnahme des Mittelteils 2 der Kupplung, welches an der anderen Seite des Tragwerkes 15 angeordnet ist, und eine Ausnehmung 21 (Fig. 6) aufweist, in die die mittlere Kupplungsöse 17 mit Kugel 18 formschlüssig hineinpaßt. Zur Verbindung zwischen mittlerer Kupplungsöse 17 und dem Mittelteil der Kupplung 2 ist ein Bolzen 5 vorgesehen, der durch die Bohrung 16 im Mittelteil der Kupplung und die Traghülse 19 der Kugel 18 ragt (Fig. 3). Die Betätigung 7 ist mit dem Bolzen 5 über die Verbindung 9 und das Verbindungsteil 10 verbunden, wobei die Betätigung 7 in analoger Weise wie die Betätigung 6 über eine Sicherungsvorrichtung 12 mit einem Anschlag 11 gegen unbefugtes Benutzen gesichert ist.

Die Fig. 3, die einen Schnitt A-A aus Fig. 2 zeigt, macht deutlich, daß die Seitenteile der Kupplung 1 unmittelbar auf der seitlichen Kupplungsöse 14 aufsitzen, so daß die Last des Tragwerkes 15 über diese Verbindung und nicht über die Bolzen 4, die nur Zugkräfte übertragen, aufgenommen wird, wobei das Mittelteil 2 nicht direkt auf der mittleren Kupplungsöse 17 aufsitzt, sondern auch hier die Kräfte und Bewegungen des Mittelteils 2 auf die Hülse 19 der Kugel 18, in der sich der Bolzen 5 befindet, übertragen werden. Dadurch wird erreicht, daß ständige Schwingungen, die die Tragwerke zueinander und zur Schwinge und die Schwinge im Verhältnis zum Tragwerk ausführt, nur zu einem begrenzten Verschleiß führen.

Die Lastkräfte der Ladung und des Eigengewichtes werden durch die Öse der Kugel 18 und durch die Ausnehmung 13 aufgenommen, während die Bolzen nur die Zugkräfte aufnehmen.

Die Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit, wie die Ausnehmung 13 im Teil 1 für die seitliche Kupplungsöse 14 ausgeführt sein kann, damit gewährleistet ist, daß die Last des Tragwerkes nicht durch den Bolzen 4 getragen wird.

Die Ausnehmung 13 ist dabei so gestaltet, daß ein leichtes Einführen der Ösen in vertikaler und horizontaler Richtung gewährleistet ist.

Die Fig. 6 zeigt, wie die Ausnehmung 21 des Mittelteils der Kupplung 2 zu gestalten ist, damit sie der Form 17 der mittleren Kupplungsöse entspricht. Im mittleren Kupplungsteil 2 und seiner Ausnehmung 21 ist ein Einsatz 22 angeordnet, von dem die Traghülse 19 der Kugel 18 aufgenommen wird. Dazu ist es erforderlich, daß der Radius des Einsatzes 22 mit dem Durchmesser der Traghülse 19 der Kugel 18 übereinstimmt.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß das Tragwerk über eine Schwinge auf einem Drehgestell miteinander so verbindbar sind, daß ein geringer Verschleiß entsteht und in der Kupplung Verschleißteile vorhanden sind, die auf einfache Weise auswechselbar sind.

Claims (8)

1. Kupplung für Bahnfahrzeuge, bei denen die Kupplungsteile des Tragwerkes in Verbindung mit einem Drehgestell lösbar und beweglich miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - zwei Seitenteile (1) mit Ausnehmungen (13) für seitliche Kupplungsösen (14) zum Tragen der Last und Bolzen (4), zum Aufnehmen der Zug kraft, mit denen eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Seitenteilen (1) und Kupplungsöse (14) herstellbar ist,
• - wobei die Seitenteile (1) an dem einen Ende des Tragwerke (15) angeordnet sind,
• - einer Schwinge (3) auf einem Drehgestell mit zwei seitlichen Kupplungsösen (14) für die Seitenteile (1) und einer mittleren Kupplungsöse (17) mit einer beweglichen Kugel (18) zur Aufnahme eines Mittelteils (2),
• - ein Mittelteil (2) mit Ausnehmungen (13) zur Aufnahme der mittleren Kupplungsöse (17) auf der Schwinge (3) und einem Bolzen (5) zur Aufnahme der Zugkraft auf einer anderen Seite des Tragwerkes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Kugel (18) ein Loch aufweist, durch das eine Traghülse (19) ragt, von der der Einsatz (22) in der Ausnehmung (21) des Mittelteiles (2) getragen wird.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelteil (2) der Kupplung ein Einsatz (22) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (22) im Mittelteil austauschbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenteil (1) der Kupplung direkt auf den seitlichen Kupplungsösen (14) aufliegt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungen (6) der Bolzen (4, 5) mittels Sicherungsvorrichtungen (12) verriegelbar sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungen (6) der Bolzen (4, 5) mit den Bremsen der Fahrzeuge so gekoppelt sind, daß es beim Herausnehmen der Bolzen (4, 5) zu einem Bremsvorgang kommt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Betätigung der Bolzen (4, 5) Brems- oder andere Leitungen automatisch verbunden werden.