DE19944576C1

DE19944576C1 - Adjustable coupling rod

Info

Publication number: DE19944576C1
Application number: DE19944576A
Authority: DE
Inventors: Bertram Wieloch; Detlef Kappler; Manfred Bartel
Original assignee: DWA Deutsche Waggonbau GmbH
Current assignee: Bartel Manfred Dipl-Ing (fh) De; WBN Waggonbau Niesky GmbH
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2019-09-18
Also published as: EP1084929B1; ATE254056T1; EP1084929A2; EP1084929A3; CZ294737B6; PL342531A1; CZ20003132A3; SK13612000A3

Abstract

The coupling rod (3) can be adjusted for length by changing it a coupling rod joint parts and holder points in the undercarriage. A directional joint support bearing (2) is arranged in each of several openings (19) at the coupling rod joint parts and is fixed rigidly but releasably to the undercarriage by bolt pairs (17). The joint support bearing has a centring opening at its pressure side for a centring stub (8) arranged at a joint plate (4) with a guide wedge (9). The joint plate has a concave roller curve (5). A tension disc at the tension side corresponds to a ball joint extension (7). A spring (13) for tension forces is arranged after the ball joint extension and the disc has transverse cam followers (11) on either side of the spring to form a limited transverse cam follower.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine längenanpaßbare Kuppelstange mit allseitig wirkenden Richtgelenken für Schienenfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a length-adjustable coupling rod with all sides acting directional joints for rail vehicles according to the preamble of Claim 1.

Zur Ladelängenanpassung insbesondere für Tragwageneinheiten für den Kombinierten Ladungsverkehr sind Kuppelstangen bekannt, bei denen das Umstecken an mehrfach vorhandenen Gelenkpunkten innerhalb der Länge der Kuppelstangen und Aufnahmepunkten im Untergestell erzielt wird. Dabei tragen die ungeteilten Kuppelstangen Kugelgelenklager, die einen freien Kuppelstangenanschlag sichern. Durch die Nachsteckmöglichkeit können geteilte, zum Beispiel teleskopierbare Stangen, die bei den auftretenden Stoßkräften von bis zu 200 t je Stange knickempfindlich sind und entsprechend schwer ausgeführt werden müssen, vermieden werden.For adjusting the loading length, especially for wagon units for the combined vehicle Cargo traffic are known coupling rods, in which the plugging in multiple times existing articulation points within the length of the coupling rods and Pick-up points in the base frame is achieved. The undivided wear Coupling rods Ball joint bearings that ensure a free coupling rod stop. With the option of relocating, divided, for example telescopic rods, the are sensitive to buckling at the impact forces of up to 200 t per bar and must be carried out accordingly difficult to be avoided.

Mit Kuppelstangen ausgerüstete Güterwagen müssen entsprechend den internationalen Vorschriften enge Vollbögen beim gleichzeitigen Wirken von Drucklängskräften in Höhe von mindestens 50 t resultierend aus Nachschiebevorgängen entgleisungssicher durchlaufen können. Kuppelstangen mit Kugelgelenken erfordern hohe Eigengewichte, um die Forderungen der Laufsicherheit zu erfüllen. Nachsteckstangen sind wiederum vorteilhaft notwendig, da hierbei eine weitgehendst automatische Längenumstellung von den angrenzenden Fahrzeugteilen aus eisenbahntechnisch günstig angesteuert werden kann. Vorhandene bekannte Richtgelenkkuppelstangen gehen alle von einer Anordnung des Richtgelenkes an den Kuppelstangenenden aus. Der Aufbau ist in der Regel durch die Anwendung von gelenkbolzenbefestigten Kuppelstangenenden über Zugbügel, der einen Teleskopfederapparat umschließt und sich über lose oder feste Stützlager zwischen den Kupplungsträgern abstützt, gekennzeichnet.Freight cars equipped with coupling rods must comply with the international Regulations tight full arches with simultaneous action of longitudinal thrust forces in Height of at least 50 t resulting from reloading operations are safe from derailment can go through. Coupling rods with ball joints require high dead weights, to meet the requirements of running safety. Extension rods are again Advantageously necessary, since this involves a largely automatic length change Controlled cheaply from the adjacent vehicle parts from railway technology can be. Existing known articulated coupling rods all go from one Arrangement of the directional joint from the coupling rod ends. The structure is in the Usually through the use of coupling rod-attached coupling rod ends Drawbar that encloses a telescopic spring device and is loose or fixed Support bearing supported between the coupling carriers, marked.

Diese Lösungen an Kuppelstangenenden sind für eine längenveränderliche Nachsteck-Kuppelstange ungeeignet. These solutions at coupling rod ends are for a variable coupling rod not suitable.

In der DE 199 44 754 A1 wird eine Lösung vorgeschlagen, bei der am Ende einer Kuppelstange eine Zugstange als Fortführung derselben angeordnet ist, welche durch ein Stützlager geführt ist und mit einer starr oder axialverschiebbaren Richtgelenkplatte verbunden ist, wobei die Lagerung der Zugstange im Stützlager über einen Zentrierstumpf erfolgt. Diese vorgesehene Ausführung hat ebenfalls den Nachteil, daß sie für eine längenveränderliche Nachsteckkuppelstange nicht geeignet ist.DE 199 44 754 A1 proposes a solution in which one Coupling rod a pull rod is arranged as a continuation of the same, which by a Support bearing is guided and with a rigid or axially movable directional joint plate is connected, the storage of the tie rod in the support bearing via a centering stump he follows. This design also has the disadvantage that it for a length-adjustable plug-in coupling rod is not suitable.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine längenanpaßbare Kuppelstange der eingangs genannten Art mit allseitigen Richtgelenken zu schaffen, die für eine weitgehendst automatische Umstellung der Ladelängen mit selbsttätigem Einrasten der Kupplungsbolzen geeignet ist und welche zur Lösung der Probleme der Entgleisungssicherheit stabilisierende Gelenke mit hohem Wirkungsgrad und einer weitgehendst geradliniger Kraftdurchleitung besitzen bei geringer Eigenmasse und niedrigen Kosten in der Herstellung und Unterhaltung der Kuppelstange.The object of the invention is a length-adjustable coupling rod of the beginning to create mentioned type with all-round directional joints, which for a largely automatic change of loading length with automatic locking of the Coupling pin is suitable and which to solve the problems of Derailment security stabilizing joints with high efficiency and one Largely straightforward power transmission with low weight and low cost in the manufacture and maintenance of the coupling rod.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Erfindungswesentlich ist, daß in Durchbrüchen der Kuppelstange um die Kuppelstangengelenkpunkte je ein zur Kuppelstange bewegliches Richtgelenkstützlager angeordnet ist, welches über Steckbolzenpaare starr, jedoch lösbar mit dem Untergestell des Güterwagens verbindbar ist. Wesentlich ist weiterhin, daß das Richtgelenkstützlager an der Druckaufnahmeseite eine Zentrieröffnung besitzt, die einen Zentrierstumpf, der aus der Mitte der Richtgelenkplatte, in welche die räumliche Abrollkurve und die dabei entstehende Kugelkalotte integriert ist, herausragt. Dadurch ist die zentrische Führung des Richtgelenkstützlagers gesichert, wobei durch die Mantelkontur der Zentrieröffnung und des Zentrierstumpfes ein zwangloses Abrollen und Auskippen der Richtgelenkplatte gegeben ist mit positivem Einfluß auf den Wirkungsgrad des Richtgelenkes. An der Zugaufnahmeseite ist erfindungswesentlich eine Zugscheibe und eine Feder für Zugkräfte angebracht, wobei über einen Kugelgelenkansatz am Richtgelenkstützlager und dem Gegenstück an der Zugscheibe eine ungehinderte Kippbewegung unterstützt wird. Die Federelemente bewirken eine spielfreie Verspannung der Gelenkteile sowie eine Stoßdämpfung und durch das Einschnappen der Zugscheibe in den Kugelgelenkansatz wird die sichere Halterung der Einzelelemente in dem Durchbruch der Kuppelstange gewährleistet. Es wird eine Weiterbildung vorgeschlagen, bei der die Feder sowohl für Zug- als auch für Druckkräfte Anwendung findet, wobei bei zugseitiger Belastung Zuganschlagarme, die an dem Richtgelenkstützlager angebracht sind, in Aktion treten. Eine weitere Weiterbildung sieht vor, daß Richtgelenkplatten als lösbare Einzelteile ausgeführt werden und einem jeweilig zutreffenden Richtgelenkradiuses R-Ri mit mindestens der Größe der halben Kuppelstangenlänge erhalten. Dies ist vorteilhaft, da innerhalb einer Kuppelstange unterschiedliche Radien und damit Kalotten für Abrollkurven erforderlich sind.The object is achieved by the features of claim 1 solved. Advantageous developments of the invention emerge from the subclaims forth. It is essential to the invention that in breakthroughs of the coupling rod around the Coupling rod articulation points, one articulated support bearing movable to the coupling rod is arranged, which is rigid, but detachable with the Base of the freight car is connectable. It is also essential that the Articulated support bearing has a centering opening on the pressure receiving side a centering stump that comes from the middle of the directional joint plate into which the spatial rolling curve and the resulting spherical cap is integrated, protrudes. This ensures the central guidance of the articulated support bearing, whereby through the jacket contour of the centering opening and the centering stump casual rolling and tipping of the directional joint plate is given with positive Influence on the efficiency of the directional joint. On the train receiving side is essential to the invention Traction sheave and a spring for tensile forces attached, being about a Ball joint attachment on the directional joint support bearing and the counterpart on the tension plate an unimpeded tilting movement is supported. The spring elements cause one backlash-free tensioning of the joint parts as well as shock absorption and through that Snapping the traction sheave into the ball joint attachment becomes the secure holder of the individual elements in the opening in the coupling rod. It will proposed a training in which the spring for both pull and Compressive forces are used, with tension stop arms that are attached to the directional joint support bearing, take action. Another Training provides that directional joint plates are designed as detachable individual parts and a respectively applicable right-angled radius R-Ri with at least the size of half the length of the coupling rod. This is beneficial since inside a coupling rod has different radii and thus spherical caps for rolling curves required are.

Die Erfindung sichert mit den vorgeschlagenen Einbauverhältnissen und der geradlinigen Kraftdurchleitung sowie den Bewegungsmöglichkeiten des Richtgelenkes eine hohe Effektivität.The invention ensures with the proposed installation conditions and rectilinear power transmission and the movement possibilities of the directional joint high effectiveness.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen inExemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings explained. The drawings show in

Fig. 1: eine Draufsicht auf eine Kuppelstange mit vier Gelenkpunkten, Fig. 1 is a plan view of a coupling rod with four points of articulation,

Fig. 2: die Einzelheit A nach Fig. 1, FIG. 2 shows the detail A of Figure 1.

Fig. 3: die Einzelheit B nach Fig. 2, FIG. 3 shows the detail B of Figure 2.

Fig. 4: den Schnitt C-C nach Fig. 2 mit Befestigungstraverse des Untergestells, FIG. 4 shows the section C-C of Figure 2 with fixing bracket of the subframe.

Fig. 5: einen Horizontalschnitt durch einen Gelenkpunkt. FIG. 5 shows a horizontal section through a hinge point.

Die Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht die Hälfte einer erfindungsgemäßen Kuppelstange 3 mit insgesamt vier Gelenkpunkten. Druckkräfte F_XL in der Kuppelstange 3 wirken in der angegebenen Richtung. Fig. 1 shows a plan view of half of a coupling rod 3 of the invention with a total of four points of articulation. Compression forces F _XL in the coupling rod 3 act in the specified direction.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Durchbruch 19 der Kuppelstange 3 dargestellt, wobei eine Richtgelenkplatte 4 fest mit der Kuppelstange 3 verbunden ist, die eine Abrollkurve 5 mit kalottenförmiger Oberfläche aufweist und in der Längsmitte der Kuppelstange 3 einen Zentrierstumpf 8 mit Einführkegel 9 besitzt, der von einer Zentrieröffnung 10 in einem Richtgelenkstützlager 2 aufgenommen wird. Das Richtgelenkstützlager 2 ist beweglich in einem Durchbruch 19 der Kuppelstange 3 gelagert, jedoch mit einem Untergestell 1 fest aber lösbar über ein Steckbolzenpaar 17 verbunden. Zugseitig besitzt das Richtgelenkstützlager 2 einen Kugelgelenkansatz 7, der sein Gegenstück in einer Scheibe 6 findet, wobei die Gelenkkonturen dem Radius um einen mittleren Kippunkt M1 folgen. Nach der Scheibe 6, die zur Sicherheit gegen ein Querverschieben einen Querführungsnocken 11 mit einem Querspiel 20 aufweist, ist eine Feder 13 für Zugkräfte angeordnet. Diese Feder 13 sorgt mit ihrer Vorspannkraft für eine spielfreie Lagerung aller Teile im Durchbruch 19 der Kuppelstange 3, für den erforderlichen Dämpfungseffekt der Kuppelstange 3 und für einen weichen Kipp- und Abrollvorgang des Richtgelenkes. Der in die Zentrieröffnung 10 im Richtgelenkstützlager 2 eingreifende Zentrierstumpf 8 besitzt eine Mantelfläche, die einem Kippradius R_A um einen anfänglichen Kippunkt M2 folgt und die Zentrieröffnung 10 weist dieselbe, jedoch spielbehaftete Kontur auf. Diese Gestaltung sichert eine ausreichende zentrische Lagerung der Richtgelenkteile und ein optimales Abrollen der Abrollkurve 5 durch das Richtgelenkstützlager 2. Es ist auch denkbar, daß eine kegelförmige Kontur gewählt wird, wobei dann der Kegelwinkel gleich oder größer einer Tangente T um den Kippradius R_A zum hinteren Konturendpunkt sein muß.In FIGS. 2 and 3 there is an aperture 19 shown the coupling rod 3, wherein a directional-link plate 4 fixed to the coupling rod 3 is connected, which has a rolling curve 5 with dome-shaped surface and in the longitudinal center of the coupling rod 3 has a Zentrierstumpf 8 with lead-in chamfer 9 has which is received by a centering opening 10 in a directional joint support bearing 2 . The directional joint support bearing 2 is movably mounted in an opening 19 in the coupling rod 3 , but is fixedly but releasably connected to an underframe 1 via a pair of plug pins 17 . On the train side, the directional joint support bearing 2 has a ball joint attachment 7 , which finds its counterpart in a disk 6 , the joint contours following the radius around a central tipping point M1. A spring 13 for tensile forces is arranged after the disk 6 , which has a transverse guide cam 11 with a transverse play 20 to prevent lateral displacement. This spring 13 ensures with its biasing force a play-free mounting of all parts in the opening 19 of the coupling rod 3 , for the required damping effect of the coupling rod 3 and for a smooth tilting and rolling process of the directional joint. The centering stub 8 which engages in the centering opening 10 in the articulated joint support bearing 2 has a lateral surface which follows a tilting radius R _A around an initial tilting point M2 and the centering opening 10 has the same contour, but with play. This design ensures adequate central positioning of the directional joint parts and optimal rolling of the rolling curve 5 through the directional joint support bearing 2 . It is also conceivable that a conical contour is selected, in which case the cone angle must be equal to or greater than a tangent T around the tilting radius R _A to the rear contour end point.

Gemäß Fig. 4 besteht eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit darin, daß rechts- und linksseitig der Federn 13 für Zugkräfte die Scheiben 6 mit Kugelgelenkansätzen 7 vorhanden sind, die einmal in das Richtgelenkstützlager 2 und zum anderen in eine Endplatte 18 eingreifen. Diese Ausführung sichert eine hohe Gelenkigkeit der Teile im Durchbruch 19 der Kuppelstange 3.According to FIG. 4, there is a further embodiment that the discs 6 with ball joint lugs 7 are present on the right and left sides of the springs 13 for tensile forces, which engage in the directional joint support bearing 2 and in an end plate 18 . This design ensures a high degree of articulation of the parts in the opening 19 of the coupling rod 3 .

Entsprechend Fig. 5 besitzt das Richtgelenkstützlager 2 Zuganschlagarme 15, wobei zwischen dem Richtgelenkstützlager 2 und den Zuganschlagarmen 15 die Richtgelenkplatte 4, die mit der Kuppelstange 3 axial-längsverschiebbar verbunden ist, eine Feder 14 für Zug- und Stoßkräfte sowie eine Druck-Zugscheibe 12 angeordnet werden. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß sowohl Zug- wie auch Stoßkräfte direkt gedämpft aufgenommen werden. Es ist weiter denkbar, daß zur drehsteifen Arretierung des Richtgelenkstützlagers 2 im Untergestell 1 ein einzelner Steckschieber mit Vierkantquerschnitt Verwendung findet.According to FIG. 5, the directional-link supporting bearing has 2 Zuganschlagarme 15, wherein between the directional-link supporting bearing 2 and the Zuganschlagarmen 15, the directional-link plate 4, which is connected axially longitudinally displaceably to the coupling rod 3, a spring 14 for traction and impact forces, and a pressure-drawplate 12 is arranged become. The advantage of this design is that both tensile and impact forces are absorbed directly damped. It is also conceivable that a single plug-in slide with a square cross section is used for the torsionally rigid locking of the articulated support bearing 2 in the base frame 1 .

Mit den vorgenannten Ausführungen wird eine längenanpaßbare Kuppelstange 3 mit allseitig wirkenden Richtgelenken geschaffen, die für eine automatische Längenumstellung geeignet ist, ein effektives Richtgelenk besitzt und damit zur Lösung der Probleme der Laufsicherheit leichtgewichtiger Wagen beiträgt sowie eine gewichts- und kostensparende Lösung darstellt.With the aforementioned designs, a length-adjustable coupling rod 3 with all-round directional joints is created, which is suitable for an automatic length change, has an effective directional joint and thus contributes to solving the problems of the running safety of light-weight vehicles and is a weight and cost-saving solution.

Damit wird ein Beitrag geleistet zur Verbesserung der Ökonomie des Gütertransportes, insbesondere im Kombinierten Verkehr. This makes a contribution to improving the economy of the Freight transport, especially in combined transport.

Reference list

11

Untergestell
Underframe

22nd

Richtgelenkstützlager
Articulated support bearing

33rd

Kuppelstange
Coupling rod

44th

Richtgelenkplatte
Directional link plate

55

Abrollkurve
Roll curve

66

Scheibe
disc

77

Kugelgelenkansatz
Ball joint approach

88th

Zentrierstumpf
Centering stump

99

Einführkegel
Insertion cone

1010th

Zentrieröffnung
Centering opening

1111

Querführungsnocken
Cross guide cams

1212th

Druck-Zugscheibe
Push-pull washer

1313

Feder (für Zugkräfte)
Spring (for tensile forces)

1414

Feder (für Zug- und Stoßkräfte)
Spring (for tensile and impact forces)

1515

Zuganschlagarm
Pull stop arm

1616

Kuppelstangengelenkpunkt
Coupling rod pivot point

1717th

Steckbolzenpaar
Pin pair

1818th

Endplatte
End plate

1919th

Durchbruch
breakthrough

2020th

Querspiel
F_LX Cross game
F _LX

Druckkraft
R-Ri Richtgelenkradius
M1 Kippunkt (mittlerer)
M2 Kippunkt (anfänglicher)
R_A Pressure force
R-Ri articulated radius
M1 tipping point (middle)
M2 tipping point (more initial)
R _A

Kippradius (anfänglicher)
T Tangente
Tilt radius (initial)
T tangent

Claims

1.Adaptable coupling rod with all-round directional joints for rail vehicles, in which the change in length is carried out by repositioning at the coupling rod joint points and the mounting points in the base frame, characterized in that in openings ( 19 ) a coupling rod ( 3 ) around coupling rod pivot points ( 16 ) each one Coupling rod ( 3 ) movable articulated support bearing ( 2 ) is arranged, which is rigidly but detachably connected to a base frame ( 1 ) by means of plug pin pairs ( 17 ), and the articulated support bearing ( 2 ) has a centering opening ( 10 ) on its pressure-receiving side that engages a centering stump ( 8 ) arranged with an articulation plate ( 4 ) with an insertion cone ( 9 ), the articulation plate ( 4 ) having a dome-like rolling curve ( 5 ) of the articulation, and a washer ( 6 ) with a ball joint attachment ( 7 ) on the tension-receiving side is, with a spring ( 13 ) for Zu g forces is arranged and discs ( 6 ) on both sides of the spring ( 13 ) are provided with transverse play cams ( 11 ) with transverse play ( 20 ).

2. Coupling rod according to claim 1, characterized in that the engaging in the centering opening (10) Zentrierstumpf (8) in its outer contour a tilting radius (R _A) is followed by an initial tilting point (M2), and the funnel-shaped centering opening (10) have the same , but with spatial contours.

3. coupling rod according to claim 1 or 2, characterized in that the right and left of the springs ( 13 ) for tensile forces, the disks ( 6 ) with ball joint lugs ( 7 ) are present, which in the directional joint support bearing ( 2 ) and in an end plate ( 18 ) intervene.

4. coupling rod according to one of claims 1 to 3, characterized in that the articulated support bearing ( 2 ) has Zuganschlagarme ( 15 ), and between the articulated support bearing ( 2 ) and the Zuganschlagarme ( 15 ), the directional joint plate ( 4 ) which with the coupling rod ( 3 ) is connected to be axially and longitudinally displaceable, a spring ( 14 ) for tensile and impact forces and a pressure-tensile washer ( 12 ) are arranged.

5. coupling rod according to one of claims 1 to 4, characterized in that a single plug-in slide with a square cross section is used for torsionally rigid locking of the directional joint support bearing ( 2 ) in the base frame ( 1 ).

6. coupling rod according to one of claims 1 to 5, characterized in that the directional joint plate ( 4 ) is designed as a releasable insert part and has a respectively applicable directional joint radius (R-Ri) with at least the size of half the coupling rod length.