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Die
Erfindung geht aus von einer Mittelpufferkupplung, wie sie aus der
DE 101 01 470 A1 bekannt
ist und betrifft einen Federwerkseinbaukasten Die heutigen Federwerke
für die
Mittelpufferkupplungen werden durch Abheben des Wagenkasten von den
Drehgestellen „von
unten" in den Kupplungsträger des
Untergestellvorbaus eingebaut (z. B. Ringfeder B 412 oder SW 10101470).
Weiterhin gibt es Lösungen
für einen
Einbau „von
vorn". Dazu gehören die
Federapparate mit Flansch (z. B. Ringfeder B 612). Aber auch die
Federapparate z. B. Ringfeder 412 lassen sich „von vorn" einbauen, wenn die vorderen Anschläge im Vorbau
des Fahrzeuguntergestells (siehe hierzu UIC 530-1, Anschläge a und
b, die als Anschlagkeile ausgebildet in vielen osteuropäischen Wagen
laufen) lösbar
von vorn eingebaut werden.
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Vor-
und Nachteile liegen bisher im Einbauaufwand. Neuerdings gibt es
aber völlig
neue Forderungen nach einem Crashkonzept der Fahrzeuge mit erhöhten Anforderungen,
die wie folgt aussehen:
- 1. Crash mit 36 Km/h,
d.h. Energieverzehr ca. 1 Mega Joule (1 MJ)
- 2. Crash mit 110 Km/h gegen LKW von 15 t, d. h. Energieverzehr
ca. 5-6 Megajoule
(5–6 MJ).
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Diese
neuen Forderungen bedingen ein völlig
neues Konzept im Kupplungsbereich. Mit den bisherigen Kupplungen
und mit den bisherigen Federwerken läßt sich dieses Crash-Konzept
nicht umsetzen, da Energieverzehr und Verformungswege nicht reichen.
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Insgesamt
bestehen die zu behebend Probleme darin, daß die Kupplung mit der Anordnung
ihrer Baugruppen folgende Anforderung erfüllen muß, nämlich daß
- – in der
Kupplung durch den verfügbaren
Einbauraum ca 100 – 200
KJ abbaubar sind
- – die
geforderten 1 MJ aus Crashfall 1 nicht durch die Kupplung, sondern
durch seitliche Crashelemente aufgenommen werden müssen.
- – die
Kupplung nach ihrem relativ kleinen Verformungsweg als sehr fester
Körper
abreißen
muß, indem
- – Abreißkonstruktionen
geschaffen werden müssen
- – und
der Einbau „von
vorn" umzusetzen
ist, da die Lok's
und Wagen häufig
keinen Platz zum Einbau „von
unten" haben
- – nach
Crashfall 1 der Chrashfall 2 weitere Verformung erfordert
- – die
Federapparate insbesondere so zu gestalten sind, daß die gesamten
Druckanschläge
weit vorn am „Kopfträger" des Fahrzeugs angeordnet
sind.
- – die
Krafteinleitung durch erfolgt und
- – die
Federwerke müssen
kurz bauen für
den notwendigen Verformungs- und Verschiebeweg nach dem Abreißen.
- – eine „Anzeige
des Abreißzustandes" erfolgt
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht in der Beseitigung der Mängel des
Standes der Technik.
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Zur
Lösung
wird eine Mittelpufferkupplung mit den Merkmalen des Anspruches
1 vorgeschlagen.
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Der
wesentliche Lösungsgedanke
besteht darin, dass das Federwerk in einem von vorn lösbar in
das Fahrzeug eingebauten Einbaukasten gelagert ist, der die Zug-
und Druckanschläge
sowie Lagerungs- und Führungselemente
für das
Federwerk trägt
und an dem Trägervorbauten
befestigt sind die wahlweise einerseits die Abstütz- und Zentriereinrichtung
einer Mittelpufferkupplung oder andererseits die Zughakenführung des
Zughakens einer Schraubenkupplung aufnehmen. Der Einbaukasten ist
so gestaltet, daß sich
bei einer Druckbelastung auf die Mittelpufferkupplung beispielsweise
beim Bremsen, Anstoßen
oder Auffahren das Gehäuse
des Federwerkes und das Zug- Druckstück des Gelenkes bei maximalen
Druckfederweg der Feder des Federwerkes an einer gemeinsamen Ebene
der Druckanschläge
abstützt.
Ebenso ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß sich
bei einer Zugbelastung das Zug- Druckstück des Gelenkes und das Gehäuse bei
maximalem Zugfederweg der Feder des Federwerkes ebenfalls an einer
gemeinsamen Ebene der Zuganschläge
abstützt.
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Hierdurch
liegen druckseitig die Druckanschläge sehr weit vorn im Bereich
des Kopfträgers des
Fahrzeugs. Damit werden die kraftübertragenden Kupplungsträger des
Fahrzeuguntergestells nicht mehr benötigt, wie in dem heutigen gültigen UIC-Standard
UIC 530-1 beschrieben. Es entsteht der notwendige Freiraum für das Anordnen
und Verformen von Crashelementen zur baulichen Umsetzung des Crashfalles
2. Die Krafteinleitung der Druckkräfte aus der Kupplung erfolgt
in den Kopfträger
und für
die Lagerung des Federwerkes sind nicht mehr masseintensive Träger, sondern
leichtere Halte- und Führungselemente
notwendig. Gleichfalls ist das Federwerksgehäuse nur noch zur Kraftübertragung
der Federkräfte
und damit leichter ausgelegt, da die um ca. 1/4 höheren vorgeschriebenen
Endkräfte
direkt vom Zug-Druckstück
auf die Druckanschläge übertragen
werden.
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Ein
weiterer Vorteil dieser nach vorn verlegten Druckanschläge liegt
bei der Anwendung einer Abreißausführung für den Crashfall
2. Das Zug-Druckstück überträgt direkt
die Druckkräfte
auf die Druckanschläge
und damit ist nur dieses Zug- Druckstück für die höheren Kräfte beim Abreißvorgang
auszulegen. Dieses ist auch dadurch von Vorteil einer gewichtssparenden
Ausführung,
da das Zug- Druckstück
auch für
die Zugkraftübertragung
für hohe
Kräfte
ausgelegt ist. Gleichfalls baut eine Anzeige des Abreißzustandes
kurz, da die Druckanschläge
am Kopfträger
liegen, durch den die Anzeige nach außen sichtbar geführt wird.
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Die
Druckanschläge
sind weiterhin vorteilhaft direkt seitlich an den Längsträgern des
Einbaukastens befestigt, so daß eine
masseintensive Ausführung
des Druckanschlages zwischen den seitlichen Längsträgern entfällt. Die Druckanschläge sind daher
als flache Platten ausgeführt.
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Der
zugseitige Vorteil liegt darin, daß das Zug- Druckstück bei Zug
an der gleichen Ebene der Zuganschläge anliegt an der sich auch
das Gehäuse des
Federwerkes bei maximalem Zugfederweg abstützt. Aus dieser Gestaltung
ist die toleranzseitig notwendige Ebenheit der Anschlagflächen nur
für eine
Ebene einzuhalten und erfordert nicht so hohe Fertigungsansprüche wie
die gegenwärtig
im UIC-Standard 530-1 beschriebene Gestaltung von zwei hintereinander
versetzten Zuganschlagebenen. Weiterhin sind die Zuganschläge des Einbaukastens flache
Platten und keine Guß-
oder Schmiedeteile mit hintereinander versetzten Anschlagflächen und
An schlagnasen, wie dies bei tausenden von Güterwagen für den Einbau „von unten" ausgeführt wurde.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
vorgesehen, daß die
Druckanschläge
am Einbaukasten über
lösbare
Schraubenverbindungen gehalten sind, wobei die Kraftübertragung
mit Bolzen erfolgt. Gemäß der besonderen
erfinderischen Ausgestaltung und um ein berechenbares Crash-Verhalten zu
ermöglichen,
sind die Bolzen als Scherbolzen ausgeführt und berechnet.
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Vorteilhafterweise
ist dabei vorgesehen, daß der
Einbaukasten mit den Zuganschlägen
ebenfalls lösbar
am Fahrzeuguntergestell befestigt ist und vorteilhafterweise auch über die
Schraubenverbindungen gehalten wird.
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Dabei
ist gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, daß die Druckanschläge eine
versetzte Anschlagebene jeweils als Ebene des Gehäuseanschlages
und als Ebene des Zug- Druckstückes aufweisen,
und außerdem
vorteilhafterweise, daß die Zuganschläge eine
versetzte Anschlagebene, jeweils als Ebene des Gehäuseanschlages
und als Ebene des Zug- Druckstückes
aufweisen.
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Damit
feststellbar ist, ob eine Druckbelastung bzw. Drucküberlastung
der Mittelpufferkupplung im Betrieb aufgetreten ist und damit dies
auch ohne Probleme schnell erkennbar ist, ist vorgesehen, daß die Druckanschläge mit mindestens
einer Abreißanzeige,
die am sichtbaren Wagenende des Fahrzeuges angeordnet ist, verbunden
ist und daß die
Abreißanzeige
mit dem Druckanschlag zusammen abreißt.
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Für den Fall,
daß beispielsweise
bei einem Auffahrunfall oder bei einer völligen Drucküberlastung
der Mittelpufferkupplung die Druckanschläge tatsächlich abreißen, in
dem die Scherbolzen abgeschert werden, ist vorgesehen, daß in Druckrichtung hinter
oder unter dem Federwerk Füh rungsschienen angeordnet
sind, um ein Herabfallen des abgescherten Federwerkes, insbesondere
in ein Gleis zu verhindern. So ist sichergestellt, daß die Mittelpufferkupplung
zwar abreißen
kann und sich aus dem kritischen Bereich der Berührungsflächen des Fahrzeuges beispielsweise
mit einem weiteren Fahrzeug herausführbar ist ohne daß sie vollkommen
vom Fahrzeug getrennt wird, jedoch auch ein Abschleppen dieses Fahrzeuges
gewährleistet
ist.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 in
einer schaubildlichen Darstellung die erfindungsgemäßen Teile
eines Federwerkseinbaukasten für
die Mittelpufferkupplung
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2 in
einer schaubildlichen Darstellung der erfindungsgemäße Federwerkseinbaukasten
gemäß 1 unter
einem geänderten
Blickwinkel,
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3 in
einer schaubildlichen Darstellung der Federwerkseinbaukasten für den Zughakeneinbau.
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In 1 bis 3 ist
der Federwerkseinbau 100 näher erläutert.
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Die
freien Verformungswege für
große
Verformung sind durch die Ausbildung des V-förmigen Kupplungskopfes bedingt,
der in den V-Ausschnitt des Kupplungsfreiraumes im Untergestellvorbau
hineinpasst und werden außerdem
durch die Art der tief liegenden Abstützung umgesetzt. Über die
tief liegende Abstützung
kann die Mittelpufferkupplung beim Abreißen hinwegrutschen.
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Das
Federwerk
10 wird zusammen mit dem Einbaukasten
18 „von vorn" eingebaut. Dazu
wird der Einbaukasten
18 gegen die fahrzeugseitige Anschlagplatte
19 mit
acht Schrauben, geschraubt, wobei er die Feder
21 des Federwerkes
eingespannt zwischen den Druckanschlägen
12 und den Zuganschlägen
14 hält. Diese
Druckanschläge
sind sehr weit nach vorn gezogen (siehe
DE 101 01 470 zum Vergleich), so
daß wagenseitig
eine kurze Verbindung zur fahrzeugseitigen Anschraubplatte
19 erfolgt.
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Beim
Druckhub drückt
der Kupplungsarm auf das Zug- Druckstück und spannt die Feder
21 gegen die
(von
DE 101 01 470 bekannte)
hintere Platte
28 und das Gehäuse
23 des Federwerkes
10 gegen
die Druckanschläge
12.
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Zugseitig
zieht der Kupplungsarm 11 mit dem Gummi-Metall-Gelenk 15 über den
Gelenkbolzen 16 das Gehäuse 23 über die
hintere Platte 28 und Feder 21 in Richtung des
Zug- Druckstückes,
das sich wagenseitig am Zuganschlag 14 und die Schrauben 27 abstützt. Der
harte Anschlag erfolgt zwischen Gehäuse 23 (Zughubanschlag
des Gehäusesund
Zuganschlag 14, Fläche 24 (Zughubanschlag
des Zuganschlages).
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Im
Crashfall kommt bei der hohen Energie nach Ausschöpfen des
vollen Federweges das Zug- Druckstück an den wagenseitigen Druckanschlägen 12 zur
Anlage und reißt
diese ab. Die wagenseitigen Druckanschläge sind hierfür über Scherbolzen 13 und
Schraubverbindung 17 am Fahrzeuguntergestell befestigt.
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Zur
Anzeige des Abreißzustandes
ist je eine Anzeige 26 vom Druckanschlag 12 nach
vorn geführt.
Diese besteht aus einem vorzugsweise roten, gut sichtbaren Kunststoffknopf
und Verbindungsstab zum Druckanschlag. Beim Abreißen reißt der Kunststoffknopf
mit ab und zeigt den Zustand an.
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Um
ein Herabfallen des abgesicherten Federwerks 10 zu verhindern,
sind Führungsschienen 29 vorgesehen.
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- 100
- Federwerkseinbau
- 10
- Federwerk
- 11
- Kupplungsarm
- 12
- Druckanschlag
- 13
- Scherbolzen
- 14
- Zuganschlag
- 15
- Gummi-Metall-Gelenk
- 16
- Gelenkbolzen
- 17
- Schraubverbindung
- 18
- Federwerkseinbaukasten
- 19
- Anschlagplatte
- 21
- Feder
- 22
- Zug-
Druckstück
- 23
- Gehäuse
- 24
- Fläche
- 26
- Abreißanzeige
- 27
- Schraube
- 28
- hintere
Platte
- 29
- Führungsschienen
- 30
- Schraube
- 31
- Trägervorbau
- 32
- Abstützung einer
Mittelpufferkupplung
- 33
- Zughakenführung
- ED,ED1,ED2
- Druckanschlagebene
- EZ,EZ1,EZ2
- Zuganschlagebene