DE19815350A1

DE19815350A1 - Automatische Kupplung, insbesondere Zugkupplung, für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE19815350A1
Application number: DE1998115350
Authority: DE
Inventors: Axel Schelle
Original assignee: Individual
Current assignee: KNORR-BREMSE SYSTEME FUER SCHIENENFAHRZEUGE GMBH, 8; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 1999-10-07
Also published as: DE19820237B4; DE19820237A1

Abstract

Automatische Kupplung, insbesondere Zugkupplung, für Schienenfahrzeuge, deren Kupplungskopf gegenüber dem Schienenfahrzeuguntergestell federnd abgestützt und bezüglich des gesonderten Kupplungsarmes oder zusammen mit dem angeformten Kupplungsarm bezüglich des Schienenfahrzeuguntergestells axial verschiebbar ist. Die Führung des Kupplungskopfes am Kupplungsarm bzw. des Kupplungsarmes am Schienenfahrzeuguntergestell ist so ausgebildet, daß bei der Axialverschiebung des starr gekuppelten Kupplungskopfes auf das Schienenfahrzeuguntergestell zu, wobei die auf den Kupplungskopf einwirkende Abstützungsfederkraft sich erhöht und den Kupplungskopf aufwärts drückt, in einem vorgegebenen Bereich der Axialverschiebung eine erhöhte Reibkraft zu überwinden ist, um Längsschwingungen zu dämpfen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Kupplung, insbesondere Zugkupplung, für Schienenfahrzeuge, deren Kupplungskopf gegenüber dem Schienenfahrzeuguntergestell federnd abgestützt und bezüglich des gesonderten Kupplungsarmes oder zusammen mit dem angeformten Kupplungsarm bezüglich des Schienenfahrzeuguntergestells axial verschiebbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, solche Kupplungen auf möglichst einfache Weise und ohne Verwendung zusätzlicher Bauteile in die Lage zu versetzen, als Reibungsdämpfer zu wirken, um bei Schienenfahrzeugen, welche mit Hilfe der Kupplungen miteinander verbunden sind, Längsschwingungen zu dämpfen.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kupplung sind den restlichen Patentansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung vermittelt sowohl bei automatischen Mittelpufferkupplungen Vorteile als auch bei automatischen Zugkupplungen, welche in Verbindung mit Seitenpuffern verwendet werden. Besonders günstig wirkt sich die Verwirklichung der Erfindung bei automatischen Zugkupplungen aus, um Längsschwingungen bei Längsspiel zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Seitenpufferpaaren zweier mittels je einer mittleren automatischen Zugkupplung miteinander gekuppelter Schienenfahrzeuge zu dämpfen.

Nachstehend sind mehrere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen automatischen Kupplung für Schienenfahrzeuge anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt schematisch

Fig. 1 die gegenseitige Verbindung zweier Schienenfahrzeuge mittels zweier erfindungsgemäßer automatischer Kupplungen;

Fig. 2 den Kupplungsarm und das denselben umschließende Ende des Kupplungskopfes einer ersten Ausführungsform der erfindungsge mäßen automatischen Kupplung;

Fig. 3 den Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen automati schen Kupplung, und zwar im Bereich der beiden hinteren Berührungsstellen des Kupplungskopfes und des Kupplungs armes;

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen automati schen Kupplung, und zwar die Ansicht eines zweiten Vorsprungs und der zugehörigen zweiten Kontaktfläche in Richtung des Pfeils V in Fig. 6;

Fig. 6 den Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen automati schen Kupplung, und zwar die Seitenansicht eines zweiten Vorsprungs und der zugehörigen Kontaktfläche.

In Fig. 1 sind zwei teleskopierbare automatische Zugkupplungen dargestellt, mit deren Hilfe zwei nicht gezeigte Schienenfahrzeuge miteinander verbunden sind. Jedes Schienenfahrzeug ist beiderseits seiner mittleren Zugkupplung mit je einem nicht wiedergegebenen Seitenpuffer versehen. Das Seitenpufferpaar des einen Schienenfahrzeugs und das Seitenpufferpaar des anderen Schienenfahrzeugs liegen einander gegenüber.

Jede Zugkupplung weist einen Kupplungskopf 1 und einen Kupplungsarm 2 auf. Der Kupplungskopf 1 ist mittels einer Schraubendruckfeder 3 am Untergestell 4 des zugehörigen Schienenfahrzeugs abgestützt und auf dem Kupplungsarm 2 axial verschiebbar, welcher seinerseits an dem dem Kupplungskopf 1 fernen Ende 5 um eine vertikale Achse 6 und eine horizontale Achse in Richtung des Doppelpfeils 7 schwenkbar am Schienfahrzeugunter gestell 4 angelenkt ist.

Wenn die beiden Schienenfahrzeuge sich aus der gegenseitigen Stellung gemäß Fig. 1 aufeinander zu bewegen, dann schieben sich die beiden starr miteinander gekuppelten Kupplungsköpfe 1 ihrer Zugkupplungen weiter auf deren Kupplungsarme 2 und erhöhen sich die Abstützkräfte A, mit denen die Schraubendruckfedern 3 auf die Kupplungsköpfe 1 einwirken, weil die Schwerpunkte der Zugkupplungen sich bezüglich der Schraubendruckfedern 3 verlagern und weil die Schraubendruckfedern 3 zusammengedrückt werden. Die erhöhten Abstützkräfte A drücken die Kupplungsköpfe 1 aufwärts, so daß die Kupplungsköpfe 1 jeweils mit einer vorderen Druckkraft F_V und einer unteren Druckkraft F_H auf den zugehörigen Kupplungsarm 2 einwirken. Diese Druckkräfte F_V und F_H werden mit Hilfe einer besonderen Ausbildung der Führung 8 des jeweiligen Kupplungskopfes 1 auf dem zugehörigen Kupplungsarm 2 dazu ausgenutzt, daß in einem vorgegebenen Bereich der Axialverschiebung des Kupplungskopfes 1 auf dem Kupplungsarm 2 zu Dämpfungszwecken eine erhöhte Reibkraft R zu überwinden ist.

Bei der teleskiopierbaren automatischen Zugkupplung nach Fig. 2, 3 ist der Kupplungsarm 2 auf seinen beiden Längsseiten mit je einem vorderen Vorsprung 9 versehen, welcher mit einer vorderen Kontaktfläche 10 des Kupplungskopfes 1 zusammenwirkt. Der Kupplungskopf 1 ist auf seinen beiden Längsseiten mit je einem hinteren Vorsprung 11 versehen, welcher mit einer hinteren Kontaktfläche 12 des Kupplungsarmes 2 zusammenwirkt.

Außerdem weist der Kupplungskopf 1 auf seinen beiden Längsseiten je einen vorderen Vorsprung 13 auf, welcher mit einer vorderen Kontaktfläche 14 des Kupplungsarmes 2 zusammenwirkt. Der Kupplungsarm 2 weist weiterhin auf seinen beiden Längsseiten je einen hinteren Vorsprung 15 auf, welcher mit einer hinteren Kontaktfläche 16 des Kupplungskopfes 1 zusammenwirkt.

Der Kupplungsarm 2 ist mit zwei seitlichen Längsflügeln 17 versehen, welche in zwei seitlichen Längsschlitzen 18 des Kupplungskopfes 1 aufgenommen sind. Die Vorsprünge 9, 15 und die Kontaktflächen 12, 14 des Kupplungsarmes 2 sind sowohl an dem in Fig. 2, 3 dargestellten Längsflügel 17 als auch an dem dort nicht gezeigten Längsflügel 17 des Kupplungsarmes 2 vorgesehen. Auch die Vorsprünge 11, 13 und die Kontaktflächen 10, 16 des Kupplungskopfes 1 sind sowohl an dem in Fig. 2, 3 dargestellten Längsschlitz 18 als auch an dem dort nicht gezeigten Längsschlitz 18 des Kupplungskopfes 1 vorgesehen.

Jeder Längsflügel 17 des Kupplungsarmes 2 weist auf der dem vorderen Vorsprung 9 abgewandten Seite einen weiteren vorderen Vorsprung 19 auf, welcher mit einer zur vorderen Kontaktfläche 10 parallelen weiteren vorderen Kontaktfläche 20 des zugehörigen Längsschlitzes 18 des Kupplungskopfes 1 zusammenwirkt. Jeder Längsschlitz 18 des Kupplungskopfes 1 weist gegenüber dem hinteren Vorsprung 11 einen weiteren hinteren Vorsprung 21 auf, welcher mit einer zur hinteren Kontaktfläche 12 parallelen weiteren hinteren Kontaktfläche 22 des zugehörigen Längsflügels 17 des Kupplungsarmes 2 zusammenwirkt.

Der Kupplungskopf 1 ist auf dem Kupplungsarm 2 aus einer Langstellung in die in Fig. 2 wiedergegebene Kurzstellung und über dieselbe hinaus auf das Schienenfahrzeuguntergestell 4 zu verschiebbar. Sowohl in der Langstellung als auch in der Kurzstellung des Kupplungskopfes 1 ist derselbe gegen jede Verschiebung vom Schienenfahrzeuguntergestell 4 weg am Kupplungsarm 2 abgestützt. In der Langstellung des Kupplungskopfes 1 befindet sich dessen Kupplungszentrum vor der Ebene des der Zugkupplung zugeordneten, am Schienenfahrzeuguntergestell 4 vorgesehenen Seitenpufferpaares, welches nicht dargestellt ist. In der Kurzstellung des Kupplungskopfes 1 befindet sich dessen Kupplungszentrum im wesentlichen in der Seitenpufferebene, nämlich genau in der Seitenpufferebene oder toleranzbedingt vor der Seitenpufferebene.

Bei der Axialverschiebung des Kupplungskopfes 1 auf dem Kupplungsarm 2 aus der Langstellung, in welcher die beiden vorderen Vorsprünge 9 des Kupplungsarmes 2 bei 23 an den beiden vorderen Kontaktflächen 10 des Kupplungskopfes 1 und die beiden hinteren Vorsprünge 11 des Kupplungskopfes 1 bei 24 an den beiden hinteren Kontaktflächen 12 des Kupplungsarmes 2 anliegen, in die Kurzstellung gemäß Fig. 2 gleiten die vorderen Vorsprünge 9 an den vorderen Kontaktflächen 10 und die hinteren Vorsprünge 11 an den hinteren Kontaktflächen 12 entlang. Bei der weiteren Axialverschiebung des Kupplungskopfes 1 auf dem Kupplungsarm 2 aus der Kurzstellung gemäß Fig. 2 auf das Schienenfahrzeuguntergestell 4 zu wird die gegenseitige Berührung der vorderen Vorsprünge 9 und der vorderen Kontaktflächen 10 durch eine Vertiefung 25 in jeder vorderen Kontaktfläche 10 und die gegenseitige Berührung der hinteren Vorsprünge 11 und der hinteren Kontaktflächen 12 durch eine Vertiefung 26 und in jeder hinteren Kontaktfläche 12 unterbrochen und gleiten statt dessen die beidem vorderen Vorsprünge 13 des Kupplungskopfes 1 an den beiden vorderen Kontaktflächen 14 des Kupplungsarmes 2 und die beiden hinteren Vorsprünge 15 des Kupplungsarmes 2 an den beiden hinteren Kontaktflächen 16 des Kupplungskopfes 1 entlang. Während der Kupplungskopf 1 und der Kupplungsarm 2 sich vorher in einem ersten axialen Abstand f₁ berührt haben, berühren sie sich nunmehr in einem kürzeren zweiten axialen Abstand f₂, was zur Folge hat, daß die Druckkräfte F_V und F_H entsprechend größer sind und eine entsprechend höhere Reibkraft R bewirken, welche bei der Axialverschiebung des Kupplungskopfes 1 auf dem Kupplungsarm 2 zu überwinden ist. Diese erhöhte Reibkraft R dient zur Dämpfung von Längsschwingungen bei Längsspiel zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Seitenpufferpaaren zweier mittels je einer mittleren Zugkupplung gemäß Fig. 2 und 3, deren Kupplungsköpfe 1 sich jeweils in der Kurzstellung befinden, miteinander gekuppelter Schienenfahrzeuge.

Wenn der Kupplungskopf 1 auf dem Kupplungsarm 2 soweit zum Schienenfahrzeuguntergestell 4 hin verschoben wird, daß die vorderen Vorsprünge 13 des Kupplungskopfes 1 die vorderen Kontaktflächen 14 des Kupplungsarmes 2 und die hinteren Vorsprünge 15 des Kupplungsarmes 2 die hinteren Kontaktflächen 16 des Kupplungskopfes 1 wieder verlassen und die vorderen Vorsprünge 9 des Kupplungsarmes 2 die vorderen Kontaktflächen 10 des Kupplungskopfes 1 nach dem Passieren der Vertiefungen 25 der Kontaktflächen 10 und die hinteren Vorsprünge 11 des Kupplungskopfes 1 die hinteren Kontaktflächen 12 des Kupplungsarmes 2 nach dem Passieren der Vertiefungen 26 der Kontaktflächen 12 wieder berühren, dann fallen die Druckkräfte F_V und F_H wieder stark ab und verringert sich die Reibkraft R entsprechend. Da von dieser Relativstellung des Kupplungskopfes 1 und des Kupplungsarmes 2 an die beiden erwähnten Seitenpufferpaare gegeneinander drücken, wird die Reibkraft R zur Dämpfung von Längsschwingungen nicht mehr benötigt.

Um die Reibkraft R zusätzlich zu erhöhen, welche bei der Axialverschiebung des Kupplungskopfes 1 auf dem Kupplungsarm 2 in dem Bereich zu überwinden ist, in welchem die beiden vorderen Vorsprünge 13 des Kupplungskopfes 1 mit den beiden vorderen Kontaktflächen 14 des Kupplungsarmes 2 und die beiden hinteren Vorsprünge 15 des Kupplungsarmes 2 mit den beiden hinteren Kontaktflächen 16 des Kupplungskopfes 1 zusammenwirken, können die vorderen Vorsprünge 13 sowie die vorderen Kontaktflächen 14 und/oder die hinteren Vorsprünge 15 sowie die hinteren Kontaktflächen 16 mit einem solchen gegenseitigen Reibwert und/oder solchen komplementären Querschnittsformen versehen werden, daß sie eine höhere Reibwirkung vermitteln.

Es ist auch möglich, die Reibkraft R allein auf diese Art und Weise zu erhöhen, also ohne die Druckkräfte F_V und F_H durch Wechsel vom ersten axialen Abstand f1 zwischen den normalen Berührungsstellen 9, 10 und 11, 12 zum kürzeren zweiten axialen Abstand f2 zwischen den besonderen Berührungsstellen 13, 14 und 15, 16 des Kupplungskopfes 1 und des Kupplungsarmes 2 zu vergrößern, indem beispielsweise die eine höhere zweite Reibwirkung vermittelnden besonderen Berührungsstellen 13, 14 und 15, 16 neben den Vertiefungen 25, 26 der Kontaktflächen 10, 12 angeordnet werden.

Der Wechsel von den normalen Berührungsstellen 9, 10 und 11, 12 zu den besonderen Berührungsstellen 13, 14 und 15, 16 des Kupplungskopfes 1 und des Kupplungsarmes 2 muß nicht unbedingt simultan erfolgen. Vielmehr können auch zunächst die vorderen normalen Berührungsstellen 9, 10 durch die vorderen besonderen Berührungsstellen 13, 14 und danach die hinteren normalen Berührungsstellen 11, 12 durch die hinteren besonderen Berührungsstellen 15, 16 ersetzt werden oder umgekehrt zuerst die hinteren Berührungsstellen 11, 12 und 15, 16 und dann die vorderen Berührungsstellen 9, 10 und 13, 14 gewechselt werden.

Die Reibkraft R kann auch dadurch erhöht werden, daß man nur einem Paar normaler Berührungsstellen 9, 10 oder 11, 12 des Kupplungskopfes 1 und des Kupplungsarmes 2 ein Paar besonderer Berührungsstellen 13, 14 bzw. 15, 16 zuordnet und in dem Bereich der Axialverschiebung des Kupplungskopfes 1 auf dem Kupplungsarm 2, in welchem zu Dämpfungszwecken eine erhöhte Reibkraft R zu überwinden sein soll, von dem Paar normaler Berührungsstellen 9, 10 oder 11, 12 auf das Paar besonderer Berührungstellen 13, 14 bzw. 15, 16 beiderseits des Kupplungskopfes 1 und des Kupplungsarmes 2 übergegangen wird.

Die bei der Axialverschiebung des Kupplungskopfes 1 auf dem Kupplungsarm 2 aus der Kurzstellung gemäß Fig. 2 in Richtung Schienenfahrzeuguntergestell 4 auf den Kupplungskopf 1 einwirkende erhöhte Reibkraft R und die auf den Kupplungsarm 2 einwirkende entsprechende Reibkraft R' greifen in relativ geringem Abstand von den Oberseiten des Kupplungskopfes 1 und des Kupplungsarmes 2 an denselben an. Die auf den Kupplungsarm 2 einwirkende Reibkraft R' bewirkt eine entsprechende Reaktionskraft R", welche in verhältnismäßig kleinem Abstand von der Unterseite des Kupplungsarmes 2 an dessen hinterem Ende 5 angreift. Der Abstand d zwischen den auf den Kupplungsarm 2 einwirkenden Kräften R' und R" hat ein Kippmoment zur Folge, welches bei der Axialverschiebung des Kupplungskopfes 1 auf das Schienenfahrzeuguntergestell 4 zu verstärkend wirkt, bei der Axialverschiebung in umgekehrter Richtung dagegen entlastend.

Um die Reibkräfte zwischen den vorderen Vorsprüngen 13 des Kupplungskopfes 1 und den vorderen Kontaktflächen 14 des Kupplungsarmes 2 sowie zwischen den hinteren Vorsprüngen 15 des Kupplungsarmes 2 und den hinteren Kontaktflächen 16 des Kupplungskopfes 1 bei zu hoch werdenden gegenseitigen Reibwerten zu begrenzen, können die Vorsprünge 13, 15 und/ oder die Kontaktflächen 14, 16 jeweils federnd nachgiebig ausgebildet sein, beispielsweise so, wie für den in Fig. 2 sichtbaren vorderen Vorsprung 13 des Kupplungskopfes 1 dargestellt. Dieser Vorsprung 13 ist in einer Ausnehmung 27 des Kupplungskopfes 1 zusammen mit einer Schraubendruckfeder 28 aufgenommen und entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder 28 beweglich.

Die teleskopierbare automatische Zugkupplung nach Fig. 4 unterscheidet sich dadurch von derjenigen nach Fig. 2 und 3, daß der Kupplungskopf 1 und der Kupplungsarm 2 sich oberhalb und unterhalb des Kupplungsarmes 2 berühren und besondere Maßnahmen zur Begrenzung der Reibkräfte zwischen dem einzigen vorderen Vorsprung oben am Kupplungskopf 1 und der einzigen vorderen Kontaktfläche oben am Kupplungsarm 2 sowie zwischen dem einzigen hinteren Vorsprung 15 unten am Kupplungsarm 2 und der einzigen hinteren Kontaktfläche 16 unten am Kupplungskopf 1 getroffen sind, wie für den hinteren Vorsprung 15 und die hintere Kontaktfläche 16 dargestellt.

Die hintere Kontaktfläche 16 des Kupplungskopfes 1 wirkt über einen zweiarmigen Hebel 29 mit dem einzigen hinteren Vorsprung 11 unten am Kupplungskopf 1 zusammen. Der Hebel 29 ist mittels eines Federelementes 30 um eine Achse 31 schwenkbar am Kupplungskopf 1 abgestützt und weist einen mit der hinteren Kontaktfläche 16 versehenen kürzeren Arm 32 sowie einen mit dem hinteren Vorsprung 11 versehenen längeren Arm 33 auf, dessen freies Ende 34 an einer Stütznase 35 des Kupplungskopfes 1 anliegt und durch eine Schraubendruckfeder 36 auf die Stütznase 35 zu belastet ist. Wenn die auf die hintere Kontaktfläche 16 einwirkende Reibkraft zu groß wird, dann verschwenkt der Hebel 29 entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder 36 in Richtung des Pfeils 37, gegebenenfalls bis zur Anlage des hinteren Vorsprungs 11 an der einzigen hinteren Kontaktfläche 12 unten am Kupplungsarm 2, und zwar innerhalb der Vertiefung 26 der hinteren Kontaktfläche 12.

Die teleskopierbare automatische Zugkupplung nach Fig. 5 und 6 unterscheidet sich dadurch von derjenigen nach fig. 2 und 3, daß die vorderen Vorsprünge 13 des Kupplungskopfes 1 und die vorderen Kontaktflächen 14 des Kupplungsarmes 2 und/oder die hinteren Vorsprünge 15 des Kupplungsarmes 2 und die hinteren Kontaktflächen 16 des Kupplungskopfes 1 in besonderer Weise ausgebildet sind, um eine erhöhte Reibwirkung zu vermitteln, und zwar wirkt jeder vordere Vorsprung 13 des Kupplungskopfes 1 mit der zugehörigen vorderen Kontaktfläche 14 des Kupplungsarmes 2 und/oder jeder hintere Vorsprung 15 des Kupplungsarmes 2 mit der zugehörigen hinteren Kontaktfläche 16 des Kupplungskopfes 1 über einen Reibkeil 38 mit V- förmigem Querschnitt und eine den Reibkeil 38 aufnehmende Reibnut 39 mit entsprechendem V-förmigem Querschnitt zusammen, welche sich in der Bewegungsrichtung V der Kontaktfläche 14 bzw. 16 bezüglich des Vorsprungs 13 bzw. 15 erstrecken.

Der Reibkeil 38 ist am Vorsprung 13 bzw. 15 angeordnet und mit zwei nach außen abgewinkelten Führungsflanschen 40 auf der einen bzw. der anderen Seite versehen, welche von zwei nach innen abgewinkelten Führungsflanschen 41 des Vorsprungs 13 bzw. 15 untergriffen sind, die einen Schlitz 42 des hohlen Vorsprungs 13 bzw. 15 auf der einen bzw. der anderen Seite begrenzen, durch welchen der Reibkeil 38 ragt, um in die in der Kontaktfläche 14 bzw. 16 ausgebildete Reibnut 39 einzugreifen. Die beiden Führungsflansche 40 des Reibkeils 38 und die beiden Führungsflansche 41 des Vorsprungs 13 bzw. 15 verlaufen schräg zur Bewegungsrichtung V der Kontaktfläche 14 bzw. 16 bezüglich des Vorsprungs 13 bzw. 15, um sich in der Bewegungsrichtung V, nämlich von ihren in Fig. 6 linken Enden 43 bzw. 44 zu ihren in Fig. 6 rechten Enden 45 bzw. 46, immer weiter von der Reibnut 39 der Kontaktfläche 14 bzw. 16 zu entfernen.

Der von der Wandung 47 des Vorsprungs 13 bzw. 15 und der Wandung 48 des Reibkeils 38 umschlossene Hohlraum ist mit einem Elastomer gefüllt, welches ein elastisches Kissen 49 bildet. Das Elastomerkissen 49 belastet den Reibkeil 38 federnd in Richtung des Pfeils 50, um die Führungsflansche 40 des Reibkeils 38 gegen die Führungsflansche 41 des Vorsprungs 13 bzw. 15 zu drücken.

Wenn der Vorsprung 13 bzw. 15 mit einer Anpreßkraft P gegen die Kontaktfläche 14 bzw. 16 gedrückt wird, dann werden die beiden Seitenflanken 51 des Reibkeils 38, welche ebenso wie die beiden Seitenflanken 52 der Reibnut 39 den Keilwinkel a einschließen, jeweils mit einer Anpreßkraft N = P/ (2.sin α/2) gegen die benachbarte Seitenflanke 52 der Reibnut 39 gedrückt und wirken sie jeweils mit einer entsprechenden Reibkraft auf die Kontaktfläche 14 bzw. 16 ein, was bedeutet, daß der Reibkeil 38 mit einer Gesamtreibkraft R_K auf die Kontaktfläche 14 bzw. 16 einwirkt, welche der Summe der beiden Teilreibkräfte entspricht und um den Faktor 1/(sin α/2) größer als diejenige Reibkraft ist, mit welcher der Vorsprung 13 bzw. 15 ohne den Reibkeil 38 und die Reibnut 39 bei derselben Anpreßkraft P auf die Kontaktfläche 14 bzw. 16 einwirken würde.

Wenn die auf die Kontaktfläche 14 bzw. 16 einwirkende Reibkraft R_K einen vorgegebenen Wert übersteigt, dann gleitet der Reibkeil 38 unter der Wirkung der an ihm angreifenden, entsprechend großen Reaktionskraft R'_K mit seinen Führungsflanschen 40 auf den Führungsflanschen 41 des Vorsprungs 13 bzw. 15 aus der Stellung gemäß Fig. 6 nach rechts, und zwar entgegen der Federwirkung des Elastomerkissens 49, welches komprimiert wird. Dabei bewegt sich der Vorsprung 13 bzw. 15 in Richtung der Anpreßkraft P auf die Kontaktfläche 14 bzw. 16 zu, um schließlich mit ebenen und zur Richtung der Anpreßkraft P senkrechten Flächen 53 an ebenen und zur Richtung der Anpreßkraft P senkrechten Abschnitten 54 der Kontaktfläche 14 bzw. 16 zur Anlage zu kommen, so daß sich eine um den Faktor sin α/2 verminderte Reibkraft ergibt, mit welcher der Vorsprung 13 bzw. 15 auf die Kontaktfläche 14 bzw. 16 einwirkt.

Die teleskopierbare automatische Zugkupplung nach Fig. 7 ist insofern von derjenigen nach Fig. 2 und 3 verschieden, als die vorderen Vorsprünge 13 des Kupplungskopfes 1 und/oder die hinteren Vorsprünge 15 des Kupplungsarmes 2 in besonderer Weise ausgebildet sind, um eine Servowirkung beim Zusammenwirken mit den vorderen Kontaktflächen 14 des Kupplungsarmes 2 bzw. mit den hinteren Kontaktflächen 16 des Kupplungskopfes 1 zu erzielen und die Reibkräfte zwischen den vorderen Vorsprüngen 13 und den vorderen Kontaktflächen 14 bzw. zwischen den hinteren Vorsprüngen 15 und den hinteren Kontaktflächen 16 bei zu hoch werdenden gegenseitigen Reibwerten zu begrenzen. So wirkt jeder vordere Vorsprung 13 des Kupplungskopfes 1 mit der zugehörigen vorderen Kontaktfläche 14 des Kupplungsarmes 2 und/oder jeder hintere Vorsprung 15 des Kupplungsarmes 2 mit der zugehörigen hinteren Kontaktfläche 16 des Kupplungskopfes 1 über einen Reibhebel 55 zusammen, welcher am Vorsprung 13 bzw. 15 beweglich angeordnet ist.

Der Reibhebel 55 ist dreiarmig ausgebildet, um an einem ersten Ende 56 mit der Kontaktfläche 14 bzw. 16, an einem zweiten Ende 57 mit einem nicht gezeigten Federelement und an einem dritten Ende 58 über einen Zwischenhebel 59 mit dem Vorsprung 13 bzw. 15 zusammenzuwirken. Das Federelement greift einerseits am zweiten Ende 57 des Reibhebels 55 und andererseits am Vorsprung 13 bzw. 15 an und belastet das zweite Ende 57 des Reibhebels 55 mit einer Kraft F. Am dritten Ende 58 ist der Reibhebel 55 auf dem Zwischenhebel 59 abrollbar gelagert, welcher seinerseits auf dem Vorsprung 13 bzw. 15 abrollbar gelagert ist.

Der Zwischenhebel 59 ist mit zwei konvexen Kontaktflächen 60 und 61 versehen, welche jeweils an einer konvexen Kontaktfläche 62 des Reibhebels 55 bzw. an einer ebenen Kontaktfläche 63 des Vorsprungs 13 bzw. 15 anliegen. Die beiden einander diametral gegenüberliegenden konvexen Kontaktflächen 60 und 61 des Zwischenhebels 59 sind jeweils bezüglich einer imaginären Achse 64 zylindrisch gewölbt und die konvexe Kontaktfläche 62 am dritten Ende 58 des Reibhebels 55 ist bezüglich einer weiteren imaginären Achse 65 zylindrisch gewölbt, wobei jede imaginäre Achse 64 bzw. 65 sich quer zur Bewegungsrichtung V der Kontaktfläche 14 bzw. 16 bezüglich des Vorsprungs 13 bzw. 15 erstreckt, nämlich parallel zur ebenen Kontaktfläche 63 des Vorsprungs 13 bzw. 15 und zur ebenen Kontaktfläche 14 bzw. 16, mit welcher der Reibhebel 55 an seinem ersten Ende 56 zusammenwirkt.

Der Reibhebel 55 und der Zwischenhebel 59 bzw. deren Kontaktflächen 62 und 60 berühren einander an einer ersten Berührungsstelle 66, der Zwischenhebel 59 und der Vorsprung 13 bzw. 15 bzw. deren Kontaktflächen 61 und 63 berühren einander an einer zweiten Berührungstelle 67 und der Reibhebel 55 bzw. dessen erstes Ende 56 und die Kontaktfläche 14 bzw. 16 berühren einander an einer dritten Berührungstelle 68. Die drei Berührungsstellen 66, 67 und 68 liegen an den Ecken eines Dreiecks, und zwar ist die Reibhebel/ Zwischenhebel-Berührungsstelle 66 gegenüber der Verbindungslinie 69 der Zwischenhebel/Vorsprung-Berührungsstelle 67 und der Reib hebel/Kontaktfläche-Berührungsstelle 68 in der Bewegungsrichtung V der Kontaktfläche 14 bzw. 16 bezüglich des Vorsprungs 13 bzw. 15 versetzt.

Der Zwischenhebel 59 ist neben jeder konvexen Kontaktfläche 60 bzw. 61 mit einer Zahnreihe 70 bzw. 71 versehen. Jede Zahnreihe 70 bzw. 71 verläuft parallel zur benachbarten Kontaktfläche 60 bzw. 61. Die Zahnreihe 70 der an der konvexen Kontaktfläche 62 des Reibhebels 55 anliegenden konvexen Kontaktfläche 60 des Zwischenhebels 59 kämmt mit einer Zahnreihe 72 des Reibhebels 55, die neben dessen konvexer Kontaktfläche 62 vorgesehen ist und parallel zu derselben verläuft. Die Zahnreihe 71 der an der ebenen Kontaktfläche 63 des Vorsprungs 13 bzw. 15 anliegenden konvexen Kontaktfläche 61 des Zwischenhebels 59 kämmt mit einer Zahnreihe 73 des Vorsprungs 13 bzw. 15, die neben dessen ebener Kontaktfläche 63 vorgesehen ist und parallel zu derselben verläuft. Auf diese Weise sind gegenseitige Verschiebungen sowohl des Zwischenhebels 59 und des Reibhebels 55 als auch des Zwischenhebels 59 und des Vorsprungs 13 bzw. 15 verhindert.

Das zweite Ende 57 des Reibhebels 55 ist auf der dem Zwischenhebel 59 abgewandten Seite des ersten Endes 56 des Reibhebels 55 angeordnet. Das mit der Kontaktfläche 14 bzw. 16 zusammenwirkende erste Ende 56 des Reibhebels 55 liegt also zwischen dem mit der Kraft F beaufschlagten zweiten Ende 57 und dem über den Zwischenhebel 59 am Vorsprung 13 bzw. 15 abgestützten dritten Ende 58 des Reibhebels 55.

Die auf das zweite Ende 57 des Reibhebels 55 ausgeübte Federkraft F hat eine Anpreßkraft P des ersten Endes 56 des Reibhebels 55 an die Kontaktfläche 14 bzw. 16 zur Folge, welche eine vom Reibwert zwischen der Kontaktfläche 14 bzw. 16 und dem ersten Ende 56 des Reibhebels 55 abhängige Reibkraft R_K bewirkt, die auf die Kontaktfläche 14 bzw. 16 einwirkt. Die entsprechende, am ersten Ende 56 des Reibhebels 55 angreifende Reaktionskraft R'_K hat eine die Anpreßkraft P des ersten Endes 56 des Reibhebels 55 an die Kontaktfläche 14 bzw. 16 verstärkende Wirkung. Diese Selbstverstärkung der Anpreßkraft P hängt also vom Reibwert zwischen der Kontaktfläche 14 bzw. 16 und dem ersten Ende 56 des Reibhebels 55 ab.

Wenn der Reibwert zwischen der Kontaktfläche 14 bzw. 16 und dem ersten Ende 56 des Reibhebels 55 eine vorgegebene Größe übersteigt, dann drehen sich infolge der entsprechend angestiegenen, auf das erste Ende 56 des Reibhebels 55 einwirkenden Reaktionskraft R'_K der Reibhebel 56 in Richtung des Pfeils 74 und der Zwischenhebel 59 in Richtung des Pfeils 75, so daß die Servowirkung des Mechanismus, nämlich die Selbstverstärkung der Anpreßkraft P des ersten Ende 56 des Reibhebels 55 an die Kontaktfläche 14 bzw. 16, sich entsprechend verringert, bis die auf die Kontaktfläche 14 bzw. 16 einwirkende Reibkraft R_K auf den gewünschten Wert abgesunken ist.

Claims

1. Automatische Kupplung, insbesondere Zugkupplung, für Schienenfahrzeuge, deren Kupplungskopf gegenüber dem Schienenfahrzeuguntergestell federnd abgestützt und bezüglich des gesonderten Kupplungsarmes oder zusammen mit dem angeformten Kupplungsarm bezüglich des Schienenfahrzeug untergestells axial verschiebbar ist, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Führung (8) des Kupplungskopfes (1)am Kupplungsarm (2) bzw. des Kupplungsarmes (2) am Schienenfahrzeuguntergestell (4), daß bei der Axialverschiebung des starr gekuppelten Kupplungskopfes (1) auf das Schienenfahrzeuguntergestell (4) zu, wobei die auf den Kupplungskopf (1) einwirkende Abstützungsfederkraft (A) sich erhöht und den Kupplungskopf (1) aufwärts drückt, in einem vorgegebenen Bereich der Axialverschiebung eine erhöhte Reibkraft (R) zu überwinden ist, um Längsschwingungen zu dämpfen.

2. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Führung (8) des Kupplungskopfes (1) am Kupplungsarm (2) bzw. des Kupplungsarmes (2) am Schienenfahrzeuguntergestell (4), daß der Kupplungskopf (1) und der Kupplungsarm (2) bzw. der Kupplungsarm (2) und das Schienenfahrzeuguntergestell (4) einander normalerweise in einem ersten axialen Abstand (f₁) und zur Erzielung der erhöhten Reibkraft (R) in einem kürzeren zweiten axialen Abstand (f₂) berühren.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Berührungsstelle (13, 14 bzw. 15, 16) zur Erzielung der erhöhten Reibkraft (R) mit der zugehörigen normalen Berührungsstelle (9, 10 bzw. 11, 12) des Kupplungskopfes (1) und des Kupplungsarmes (2) bzw. des Kupplungsarmes (2) und des Schienfahrzeuguntergestells (4) über einen zweiarmigen Hebel (29) zusammenwirkt, welcher einen der Berührungsstelle (13, 14 bzw. 15, 16) zur Erzielung der erhöhten Reibkraft (R) zugeordneten kürzeren Arm (32) und einen der normalen Berührungsstelle (9, 10 bzw. 11, 12) zugeordneten längeren Arm (33) aufweist und zur Verringerung der auf den kürzeren Arm (32) einwirkenden Reibkraft schwenkbar ist.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiarmige Hebel (29) mittels eines Federelementes (30) schwenkbar abgestützt ist.

5. Kupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiarmige Hebel (29) entgegen der Wirkung eines Federelementes (36) schwenkbar ist.

6. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Führung (8) des Kupplungskopfes (1) am Kupplungsarm (2) bzw. des Kupplungsarmes (2) am Schienenfahrzeuguntergestell (4), daß der Kupplungskopf (1) und der Kupplungsarm (2) bzw. der Kupplungsarm (2) und das Schienenfahrzeuguntergestell (4) einander normalerweise an Stellen (9, 10 und 11, 12) mit einer ersten Reibwirkung und zur Erzielung der erhöhten Reibkraft (R) an Stellen berühren, von denen mindestens eine Stelle (13, 14 bzw. 15, 16) eine höhere zweite Reibwirkung vermittelt.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß der Kupplungskopf (1) und der Kupplungsarm (2) bzw. der Kupplungsarm (2) und das Schienenfahrzeuguntergestell (4) normalerweise über zwei erste Vorsprünge (9, 11) und zwei erste Kontaktflächen (10, 12) für die ersten Vorsprünge (9, 11) und zur Erzielung der erhöhten Reibkraft (R) statt dessen über

a) einen der ersten Vorsprünge (9 bzw. 11) und die zugehörige erste Kontaktfläche (10 bzw. 12) sowie einen zweiten Vorsprung (15 bzw. 13) und eine zweite Kontaktfläche (16 bzw. 14) für den zweiten Vorsprung (15 bzw. 13) oder
b) zwei zweite Vorsprünge (13, 15) und zwei zweite Kontaktflächen (14, 16) für die zweiten Vorsprünge (13, 15)

zusammenwirken.

8. Kupplung nach Anspruch 7 in Verbindung mit Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder zweite Vorsprung (13 bzw. 15) und/oder die zugehörige zweite Kontaktfläche (14 bzw. 16) federnd nachgiebig ausgebildet ist.

9. Kupplung nach Anspruch 7 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der bzw. jeder zweite Vorsprung (13 bzw. 15) einen Reibkeil (38) mit V-förmigem Querschnitt aufweist, welcher in eine Reibnut (39) mit entsprechendem V-förmigem Querschnitt der zugehörigen zweiten Kontaktfläche (14 bzw. 16) eingreift.

10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkeil (38) und/oder die Reibnut (39) in einer schrägen Führung (40, 41) entgegen der Wirkung eines Federelementes (49) verschiebbar ist, so daß der zweite Vorsprung (13 bzw. 15) und die zweite Kontaktfläche (14 bzw. 16) sich aufeinander zu bewegen und sich mit Flächenbereichen (53, 54) aneinanderlegen, welche eine geringere Reibwirkung vermitteln.

11. Kupplung nach Anspruch 7 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der bzw. jeder zweite Vorsprung (13 bzw. 15) einen Reibhebel (55) aufweist, welcher an einem ersten Ende (56) mit der zugehörigen zweiten Kontaktfläche (14 bzw. 16) zusammenwirkt, an einem zweiten Ende (57) von einem am zweiten Vorsprung (13 bzw. 15) angreifenden Federelement belastet ist und an einem dritten Ende (58) auf einem Zwischenhebel (59) abrollbar gelagert ist, welcher seinerseits am zweiten Vorsprung (13 bzw. 15) abrollbar gelagert ist, wobei die Reib hebel/Zwischenhebel-Berührungsstelle (66) gegenüber der Verbindungslinie (69) der Zwischenhebel/Vorsprung-Berührungsstelle (67) und der Reibhebel/Kontaktfläche-Berührungsstelle (68) in der Richtung (V) der Bewegung der zweiten Kontaktfläche (14 bzw. 16) gegenüber dem zweiten Vorsprung (13 bzw. 15) versetzt ist.

12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenhebel (59) zwei konvexe Kontaktflächen (60, 61) zur Anlage an einer konvexen Kontaktfläche (62) des Reibhebels (55) bzw. an einer vorzugsweise ebenen Kontaktfläche (63) des zweiten Vorsprungs (13 bzw. 15) aufweist.

13. Kupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexen Kontaktflächen (60, 61, 62) des Zwischenhebels (59) und des Reibhebels (55) jeweils bezüglich einer quer zur Richtung (V) der Bewegung der zweiten Kontaktfläche (14 bzw. 16) gegenüber dem zweiten Vorsprung (13 bzw. 15) verlaufenden Achse (64 bzw. 65) zylindrisch gewölbt sind.

14. Kupplung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibhebel (55) neben jeder konvexen Kontaktfläche (60 bzw. 61) mit einer zu derselben parallelen Zahnreihe (70 bzw. 71) bestehend aus mindestens einem Zahn versehen ist, welche mit einer Zahnreihe (72 bzw. 73) bestehend aus mindestens einem Zahn des Reibhebels (55) bzw. des zweiten Vorsprungs (13 bzw. 15) kämmt, die neben dessen konvexer bzw. vorzugs weise ebener Kontaktfläche (62 bzw. 63) vorgesehen ist und parallel zu derselben verläuft.

15. Kupplung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, daß das zweite Ende (57) des Reibhebels (55) auf der dem Zwischenhebel (59) abgewandten Seite des ersten Endes (56) des Reibhebels (55) angeordnet ist.

16. Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeich net durch eine solche Ausbildung der Führung (8) des Kupplungskopfes (1) am Kupplungsarm (2) bzw. des Kupplungsarmes (2) am Schienenfahrzeug untergestell (4), daß der Kupplungskopf (1) und der Kupplungsarm (2) bzw. der Kupplungsarm (2) und das Schienenfahrzeuguntergestell (4) einander zur Erzielung der erhöhten Reibkraft (R) so berühren, daß die auf den Kupplungsarm (2) bzw. auf das Schienenfahrzeuguntergestell (4) einwirkende Reibkraft (R') und deren auf den Kupplungsarm (2) bzw. auf das Schienenfahrzeuguntergestell (4) einwirkende Reaktionskraft (R") im Abstand (d) voneinander am Kupplungsarm (2) bzw. am Schienenfahrzeuguntergestell (4) angreifen, und zwar vorzugsweise die Reibkraft (R') oberhalb der Reaktionskraft (R").