DE202005004502U1

DE202005004502U1 - Zug- und Stoßvorrichtung für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE202005004502U1
Application number: DE200520004502
Authority: DE
Original assignee: Faiveley Transport Witten GmbH
Current assignee: Faiveley Transport Witten GmbH
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2015-03-18
Also published as: EP1858741A1; RU2007138391A; ATE430077T1; RU2384442C2; EP1858741B1; PL1858741T3; CN101142115A; CN101142115B; WO2006097239A1; DE502006003602D1

Abstract

Zug- und Stoßvorrichtung (100) mit einem Kupplungsarm (2) für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen, die im Untergestell (1) eines Schienenfahrzeuges angeflanscht befestigt ist und den Kupplungsarm (2) mit einem Kupplungskopf über ein Gelenk (3), vorzugsweise Stabilisierungsgelenk, das an einem Gelenkbolzen (4) angelenkt ist, elastisch gelagert und in Druckrichtung (56) die Druckkräfte nach Überschreiten einer Gelenkspielabfederung (7) spielfrei über eine Druckplatte (8) und ein nachgeschaltetes vorgespanntes, druckseitiges Energieverzehrsystem (9) auf das Untergestell (1) über ein äußeres Gehäuse (10) abstützt sowie in Zugrichtung (6) die Zugkräfte über den Gelenkbolzen (4) und ein zugseitiges Energieverzehrsystem (11) spielfrei über Zuganschläge (12) und das äußere Gehäuse (10) auf das Untergestell (1) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitige, mehrschichtige Energieverzehrsystem (9) und das zugseitige Energieverzehrsystem (11) in Reihe geschaltet innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zug- und Stoßvorrichtung mit einem Kupplungsarm für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen, die im Untergestell eines Schienenfahrzeuges angeflanscht befestigt ist und den Kupplungsarm mit einem Kupplungskopf über ein Gelenk, vorzugsweise Stabilisierungsgelenk, das an einem Gelenkbolzen angelenkt ist, elastisch gelagert und in Druckrichtung die Druckkräfte nach Überschreiten einer Gelenkspielabfederung spielfrei über eine Druckplatte und ein nachgeschaltetes vorgespanntes, druckseitiges Energieverzehrsystem auf das Untergestell über ein äußeres Gehäuse abstützt sowie in Zugrichtung die Zugkräfte über den Gelenkbolzen und ein zugseitiges Energieverzehrsystem spielfrei über Zuganschläge und das äußere Gehäuse auf das Untergestell abstützt.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 225 114 B1 bekannt.
Es sind Zug- und Stoßvorrichtungen bekannt nach DE 1 386 818 A bzw. DE 1 455 255 A mit geschlossenem Gehäuse und Zugbügel, bei denen der Kupplungsarm eine Mittelpufferkupplung im Zugbügel gelagert ist.
Das zwischen den fahrzeugseitigen Anschlägen vorgespannte Federsystem führt toleranzbedingt zum Spiel des Zugbügels bei Zugbelastung und Rucken und Zerrungen bei Fahrt im Zugverband. Das geschlossene Federgehäuse mit der eingesetzten Ringfeder ist aufwendig.
Weiterhin sind Zug- und Stoßvorrichtungen nach DD-PS 82 681 bekannt, deren ineinander geschaltete Vorhub- und Hauptfeder über Vorspanntöpfe und Zuganker aufwendig im geschlossenen Gehäuse gelagert sind. Bei vorgespanntem Einbau in die fahrzeugseitigen Anschläge tritt auch hier Spiel zwischen Gelenkbolzen und Gehäuse auf, das zu den unerwünschten Rucken und Zerrungen bei Fahrt im Zugverband führt. Stabilisierungsgelenke werden in ihrer Stabilisierungswirkung durch die sphärische Lagerung am Gelenkbolzen abgemindert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine anflanschbare Zug- und Stoßvorrichtung mit hohem Energieverzehrsystem zum bestmöglichen Schutz im Crashfall mit nichtliniarer Kennlinie des Federsystems zur Dämpfung der Längsschwingungen während der Fahrt und spielfreier Lagerung der Kupplungsarmanbringung zur Abminderung der Rucke und Zerrungen bei Fahrt zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Kernidee der Erfindung besteht darin, dass die bisher an sich schon bekannten Energieverzehrsysteme, nämlich ein Energieverzehrsystem für eine zugseitige Belastung und ein mehrstufiges Energieverzehrsystem für eine druckseitige Belastung, von denen bisher mindestens eines außerhalb des Gehäuses des Mittelpufferfederwerks angeordnet war, beide im Gehäuse angeordnet sind, und zwar in einer Reihenschaltung.
Damit ist sichergestellt, dass größere Absorptionsenergien über das entsprechende Energieverzehrsystem abgefedert und aufgefangen werden, so dass Schäden bei Aufläufen der Schienenfahrzeuge mit unzulässigen höheren Geschwindigkeiten sich nicht auf die Fahrzeugstruktur auswirken und auf den leicht tauschbaren Teil der Zug- und Stoßvorrichtung begrenzt bleiben und eine Abminderung der Rucke und Zerrungen bei Fahrt erreicht wird und dass auch eine Dämpfung der Längsschwingungen während der Fahrt erzielt wird.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das druckseitige mehrstufige Energieverzehrsystem und/oder das zugseitige Energieverzehrsystem mit einem reversiblen Energieabsorptionsteil und einem irreversibel verformbaren Verformungselement versehen sind. Hierdurch ist es erreichbar, dass auch größere Energien, die beispielsweise bei einem Crashfall auftreten, aufgenommen werden und so Beschleunigungsspitzen in Bezug auf das Schienenfahrzeug bzw. in Bezug auf seine Ladung oder die beförderten Personen vermieden werden.
Der Einbau in einem Gehäuse für den reversiblen Energieverzehr und dem irreversiblen Energieverzehr hat den Vorteil, dass einerseits die normalen Belastungen im Rangierbetrieb und Zugverbandsbetrieb über den reversiblen Energieverzehr aufgenommen werden und dass andererseits im Crashfall die Zug- und Stoßvorrichtung wesentlich höhere zusätzliche Energie im irreversiblen Energieverzehr aufnimmt. Im Bereich der Fahr zeugstruktur sind keine hinter oder neben der Zug- und Stoßvorrichtung angeordneten zusätzlichen Crashelemente für den nach den europäischen Crashbedingungen geforderten Aufprall eines Zugverbandes mit 36 km/h Aufprallgeschwindigkeit erforderlich.
Weiterhin von Vorteil ist die Ausbildung des Verformungselementes mit den vorgespannten Abscherelemente, so dass kein Lockern der Verbindung eintritt und unerwünschte Spiele vermieden werden.
Unterschiedliche Gelenkausführungen der Mittelpufferkupplungen werden über die Anpassung der Druckplatte ohne Änderung des weiteren Innenlebens der Zug- und Stoßvorrichtung vorteilhaft eingebaut.
Die Gelenkbolzenlagerung in der Haube setzt die sichere Lagerung des Gelenkbolzens spielarm um, wobei vorteilhaft einerseits ein Herausfallen des Gelenkbolzens verhindert ist und andererseits beim Ein- und Ausbau der Kupplung oder des Zughakens die Zug- und Stoßvorrichtung mit dem Untergestell des Fahrzeugs verschraubt bleibt. Die nichtlineare Kennlinie der Feder des Energieverzehrsystems dämpft vorteilhaft die Längsschwingungen bei Fahrt im Zugverband.
Das im von außen sichtbaren Bereich der Zug- und Stoßvorrichtung angebrachte Abscherelement schert beim Ansprechen des irreversiblen Energieverzehrs ab und zeigt vorteilhaft die stattgefundene hohe Belastung an.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
1 in einer Draufsicht mit Halbschnitt die Zug- und Stoßvorrichtung,
2 in einer Seitenansicht im Schnitt die Zug- und Stoßvorrichtung,
In 1 ist in der Draufsicht mit Halbschnitt die Zug- und Stoßvorrichtung mit einem Kupplungsarm für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen in Flanschausführung dargestellt. Die Zug- und Stoßvorrichtung 100 ist über die Schraubverbindung 24 mit dem Untergestell 1 des Schienenfahrzeugs verschraubt. Der Kupplungsarm mit Kupplungskopf 2 ist über die Gelenkspielabfederung 7 am Gelenkbolzen 4 angelenkt.
In 2 ist in einer Seitenansicht im Schnitt die Zug- und Stoßvorrichtung dargestellt. Das Gelenk 3 stützt sich mit der Endfläche gegen die Druckplatte 8 ab, die bei Druckbelastung die Druckkräfte auf das reversible Energieverzehrsystem bestehend aus Dämpfer 13 und Vorhubfeder 14 überträgt, wobei der Abstützung über den inneren Deckel 15 zum inneren Gehäuse 16 erfolgt. Das innere Gehäuse 16 drückt über den Anschlag 17 auf das Verformungselement 23, das sich über den Abscherring 20 und den konischen Ring 21 am Anschlag 22 des äußeren Gehäuses 10 abstützt, wobei sich das äußere Gehäuse 10 mit dem Flansch 27 am Untergestell abstützt. Beim Ansprechen des irreversiblen Energieverzehrs wird der Abscherring 20 abgeschert und das Verformungselement 23 durch den konischen Ring 21 gedrückt. Der über die Schraubverbindung 18 mit dem Verformungselement 23 verschraubte äußere Deckel 19 bewegt sich in Druckrichtung 5 entsprechend dem Verformungsweg.
Bei Zugbelastung stützt sich der Gelenkbolzen 4 am inneren Gehäuse 16 über den inneren Deckel 15, die Verhubfeder 14, den Dämpfer 13 an der Druckplatte 8 ab, die über die Zuganschläge 12 die Zugkräfte zum äußeren Gehäuse 10 überträgt, das sich einerseits mit den Schraubverbindungen 24 am Untergestell 1 abstützt. Das innere Gehäuse 16 bewegt sich um den Zughub in Zugrichtung 6 aus dem äußeren Gehäuse 10.

100: Zug- und Stoßvorrichtung
1: Untergestell
2: Kupplungsarm mit Kupplungskopf
3: Gelenk
4: Gelenkbolzen
5: Druckrichtung
6: Zugrichtung
7: Gelenkspielabfederung
8: Druckplatte
9: druckseitiges Energieverzehrsystem
10: äußeres Gehäuse
11: zugseitiges Energieverzehrsystem
12: Zuganschlag
13: Dämpfer
14: Vorhubfeder
15: innerer Deckel
16: inneres Gehäuse
17: Anschlag
18: Schraubverbindungen
19: äußerer Deckel
20: Abscherring
21: konischer Ring
22: Anschlag
23: Verformungselement
24: Schraubverbindungen
25: Verformungsdüse
26: Haube
27: Flansch
28: Abscherschraube
29: Rohr

Claims

Zug- und Stoßvorrichtung (100) mit einem Kupplungsarm (2) für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen, die im Untergestell (1) eines Schienenfahrzeuges angeflanscht befestigt ist und den Kupplungsarm (2) mit einem Kupplungskopf über ein Gelenk (3), vorzugsweise Stabilisierungsgelenk, das an einem Gelenkbolzen (4) angelenkt ist, elastisch gelagert und in Druckrichtung (56) die Druckkräfte nach Überschreiten einer Gelenkspielabfederung (7) spielfrei über eine Druckplatte (8) und ein nachgeschaltetes vorgespanntes, druckseitiges Energieverzehrsystem (9) auf das Untergestell (1) über ein äußeres Gehäuse (10) abstützt sowie in Zugrichtung (6) die Zugkräfte über den Gelenkbolzen (4) und ein zugseitiges Energieverzehrsystem (11) spielfrei über Zuganschläge (12) und das äußere Gehäuse (10) auf das Untergestell (1) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitige, mehrschichtige Energieverzehrsystem (9) und das zugseitige Energieverzehrsystem (11) in Reihe geschaltet innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet sind.
Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitige Energieverzehrsystem (9) und/oder das zugseitige Energieverzehrsystem (11) mit einem irreversiblen verformbaren Verformungselement (23) versehen ist.
Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungselement (23) ein durch ein Verformungsteil verformbares mechanisches Stoßverzehrglied ist.
Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungselement (23) als Stoßverzehrglied ein Rohr (29) ist, das bei einer Stoßbelastung durch das Verformungsteil, nämlich durch eine Verformungsdüse (25) oder einen Druckring (21) druckbar oder über einen Verformungsdorn druckbar und irreversibel querschnittsverformbar ausgebildet ist.
Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine irreversible Verformung eines Verformungselementes (23) oder des Energieverzehrelementes (9) und/oder des Energieverzehrelementes (11) erst nach Überschreitung eines vorgebbaren Druck- und/oder Zugbelastungswertes am Abscherelement, Abscherring (20) und/oder Abscherbolzen der Zug- und Stoßvorrichtung (100) durchführbar ist.
Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie der Feder des druck- oder zugseitigen Energieverzehrelementes (9, 11) vorzugsweise nichtlinear schwingungsdämpfend ausgebildet ist.
Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Druckrichtung (5) sich die Druckplatte (8) auf das druckseitige Energieverzehrsystem (9) mit den reversiblen Energieverzehrelementen Dämpfer (13) und Vorhubfeder (14) über den inneren Deckel (15) auf das innere Gehäuse (16) abstützt und weiterhin das innere Gehäuse (16) sich über den Anschlag (17) auf die irreversiblen Energieverzehrelemente Verformungsrohr (23) mit Abscherring (20), das vorgespannt über die Schraubverbindungen (18) des äußeren Deckels (19) und über den konischen Ring (21) gegen den Anschlag (22) gehalten ist und das äußere Gehäuse (10) gegen das Untergestell (1) abstützt.
Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Zugrichtung (6) der Gelenkbolzen (4) über das innere Gehäuse (16) und den inneren Deckel (15) über das zugseitige Energieverzehrsystem (11) mit den reversiblen Energieverzehrelementen Dämpfer (13) und Vorhubfeder (14), die Druckplatte (8), den Zuganschlag (12) gegen das äußere Gehäuse (10) und die Schraubverbindungen (24) gegen das Untergestell (1) abstützt.
Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkbolzen (4) gegen Herausfallen über eine Haube (26), die gegen den Flansch (27) des Gehäuses (10) verschraubt ist, gesichert ist.
Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Kupplungsarm wirkverbundenes Anzeigeelement zur Anzeige einer beginnenden oder erfolgten irreversiblen Verformung des Verformungselementes vorgesehen ist.
Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement ein in das innere Gehäuse (16) teilweise eingesteckter oder eingeschraubter Abscherbolzen oder eine Abscherschraube (28) ist, die bei einer irreversiblen Verformung des Verformungselements (23) über die Haube (26) durch Abscherung zerstörbar sind.