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Kupplung für Spiel- und Modelleisenbahnwagen
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~ ~~~~~~ ~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Die Erfindung betrifft
eine Kupplung fUr Spiel- und Modelleisenbahnwagen, die ein- und auskoppelbar ist,
sie bezieht sich insbesondere auf eine derartige Kupplung, die die Eigenschaften
eines Magneten benutzt, die sich gegenseitig mit den Polen unterschiedlicher Polarität
anziehen, wobei die Kupplung der Eisenbahnwagen ständig die zur Ausführung ihres
Betriebs erforderliche Stellung besitzt und eine weiche Einkopplung und eine zuverlässige
Auskopplung mittels Fernsteuerung ermöglicht, wodurch die Freude an dem Betrieb
der Kupplung erhöht wird und die Spiel- und Modelleisenbahnwagen einen höheren Wert
besitzen.
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Das Hobby, sich mit Modelleisenbahnen zu beschäftigen, ist in der
ganzen Welt populär. Die gewöhnliche Kupplung für Modelleisenbahnwagen besitzt 3edoch
Nachteile, die den Aufbau und den Betrieb betreffen, und es ist daher eine einfache
und
billige Konstruktion erwünscht, die eine zuverlässige Ein- und Auskopplung ermöglicht,
dies gilt insbesondere für Kupplungen mit kleinen Abmessungen mit stark verkleinertem
Maßstab.
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Für zIodelleisenbahnwagen der genannten Art ist bisher die Kupplung
vom "Arnold-Typ" bekannt, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. In diesen Figuren
ist ein C-förmiges Auflaufstück II der Kupplung in normaler Stellung dargestellt,
dadurch horizontal gehalten, daß ein Flansch 13, der am rückseitigen Ende des C-förmigen
Auflaufstücks 12 durch einen Stiel 12 gehalten wird, in einer Führung 21 einer an
der Vorderseite eines Wagens 14 angeordneten Halterung 15 vorgesehen ist und gegen
die vordere Innenwand 18 der Führung 21 gedrückt wird.
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Die Einkoppel- und Auskoppelvorgänge der Kupplung dieser Art wird
dadurch bewerkstelligt, daß das C-förmige Auflaufstück 11 der Kupplung angehoben
wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
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Um einen Kupplungsvorgang durchzuführen, werden die beiden aneinander
anzukoppelnden Wagen derart bewegt, daß sie sich einander annähern und die C-förmigen
Auflaufstücke 11 und 11' der Kupplung leicht berühren. Dabei drückt eines der C-förmigen
Auflaufstücke der Kupplung das andere Auflaufstück der Kupplung nach oben mittels
der geneigten Ebene des vordersten Dreieckteils 19 oder 19', das eine Kante an seiner
Extremität besitzt, und wenn ein Auflaufstück der Kupplung über die geneigte Platte
läuft, werden die beiden C-förmigen Auflaufstücke durch die Rückstellkraft der Feder
17 miteinander verkoppelt oder verbunden.
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Um auszkoppeln, wird einer der Finger 16 am unteren Bereich der C-förmigen
Auflaufstücke über die Gleise 20 von unten angehoben, wodurch die in Fig. 2 dargestellte
Stellung erreicht wird. Eine weitere Bewegung des Wagens in Richtung des Pfeils
in Fig. 2 koppelt die C-förmigen Auflaufstücke 11 und 11' aus. Die herkömmlichen,
beschriebenen Kupplungen besitzen Jedoch den Nachteil, daß sich die den Flansch
13 andrtlckende Feder oft verwindet oder verhakt und dann aufgrund der zusätzlichen
Kräfte der Feder 17 nicht mehr in der Lage ist, die C-förmigen AuflaufstUcke 11
und 11' in Normalposition zu halten, wodurch ein Kopplungsvorgang ungewiß wird.
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Bei dieser Art der Kupplung ist es insbesondere erforderlich, daß
der Wagenlauf und -stop so gesteuert werden, daß die nach oben und unten in den
Gleisen beweglich angeordneten Auskoppel-Schwellen 18 den Finger 16 oder 16' der
auszukoppelnden Kupplung anheben. Damit ist der Nachteil verbunden, daß es äußerst
schwierig ist, die genannte Steuerung bei derart kleinen Eisenbahnwagen durchzuführen,
so daß die Sicherheit beim Auskoppelvorgang nicht gewährleistet ist, und der Benutzer
daher mit dieser Kupplung nicht voll zufrieden ist.
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Obwohl bisher schon Kupplungen mit Magneten vorgeschlagen wurden,
so wurde bei den bekannten Kupplungen der Anordnung der Magneten oder der Art und
Weise, des Einsatzes der magnetischen Kraftlinien wenig Beachtung geschenkt. Insbesondere
sind bei der Kupplung, die sich nur durch die Abstoßkraft auskoppeln soll (US-PS
3 840 127), wenn die magnetischen Kraftlinien aus dem Magneten heraustreten, die
Richtungen der Kraftlinien gemäß der Position des Magnetpols unterschiedlich, z.B.
im Zentrum vertikal, in der
linken Hälfte schräg nach links oben
gerichtet, und in der rechten Hälfte schräg nach rechts oben gerichtet. Wenn daher
eine anstoßende Kupplung durch den Magneten des Wagens mittels eines an der Schiene
angeordneten elektrischen oder Permanentmagneten nach oben bewegt wird, so ist die
Richtung der magnetischen Feldlinien, d.h. die Abstoßkraft Je nach der Stellung
des Wagenmagneten relativ zum Magnetpol des Schienenmagneten verschieden, und es
ergibt sich daher der Nachteil, daß in vielen Fällen keine sichere und weiche Ein-
und Auskoppiung erreicht werden konnte, und der Betrieb nicht instabil war.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile der genannten Kupplung
vom "Arnold-Typ", bei der Feder verwendet wrden, und der bekannten, Magneten verwendenden
Kupplungen zu vermeiden und eine ein- und auskoppelbare Kupplung für Spiel- und
Modelleisenbahnwagen anzugeben, die die Erwartungen der odelleisenbahnbauer und
sonstigen Interessenten erfüllt.
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Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Kupplung für Spiel-und Modelleisenbahnwagen
zu schaffen, die eine zuverlässige Auskopplung der Kupplung mittels der magnetischen
Kraft eines Ausoppelgliedes ermöglicht.
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Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine derartige Kupplung für Spiel-
und Modelleisenbahnwagen anzugeben, die während ihres eingekuppelten Zustands aufgrund
der magnetischen Kraft des hinter der Kupplung angeordneten Permanentmagneten in
sicherer Art und Weise horizontal bezüglich der Schienenoberfläche ausgerichtet
und angeordnet werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Kupplung für Spiel- und
Modelleisenbahnwagen zu schaffen, bei der die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen weich
und sicher ablaufen, und bei der ein automatischer Auskoppelbetrieb durch Fernsteuerung
einfach und zuverlässig durchführbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels einer ein- und auskoppelbaren
Kupplung für Spiel- und Modelleisenbahnwagen gelöst, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß (a) ein schwenkbarer Kupplungskörper vorgesehen ist, der ein Kupplungsauflaufstück
für einen ineinandergreifenden Eingriff mit einem gegenüberliegenden komplementären
Auflaufstück eines weiteren, anzukoppelnden Wagens besitzt, daß ein Permanentmagnet
derart an der Rückseite am Ende des Kupplungsauflaufstücks derart angeordnet ist,
daß seine beiden Pole auf einer Achse liegen, (b), daß eine Halteeinrichtung an
der Vorderseite des Eisenbahnwagens befestigt ist und das schwenkbare Auflaufstück
derart hält, daß das Auflaufstück nach oben ausschwenkbar ist, wobei das Auflaufstück
bezüglich der Eisenbahnschienen horizontal gestützt ist, (c), daß ein weiterer Permanentmagnet
hinter dem ersten Permanentmagneten am Eisenbahnwagen an geordnet ist, dessen Achse
im wesentlichen mit der Achse des ersten Permanentmagneten zusammenfällt, wobei
der Pol des weiteren Permanentmagneten gegenüber dem nahe benachbarten, gegenüberliegenden
ersten Permanentmagneten ein verschiedenes Vorzeichen besitzt.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Aufsicht im Querschnitt, die den eingekoppelten
Zustand einer bekannten Kupplung für
Modelleisenbahnwagen zeigt;
Fig. 2 eine Seitenansicht, die den Auskoppelvorgang der Kupplung gemäß Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine Teilseitenansicht, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung
zeigt; Fig. 4a und 4b eine Teilansicht, teilweise im Schnitt bzw.
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eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäusen Kupplung; Fig.
4c eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Kupplung; und Fig. 5 und 6 Seitenansichten, teilweise im Schnitt weiterer Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Kupplung.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4a, 4b und 4c werden nun die Einzelheiten
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Gemäß diesen Figuren
weist eine Kupplung 31 eines Modelleisenbahnwagens oder einer Modelleisenbahnlokomotive
30 einen schwenkbaren Kupplungskörper 36 auf, der ein C-förmiges Kupplungsauflaufstück
32 enthält, das an seinem Vorderende 42 einen dreieckförmigen Bereich mit einer
Kante an der Vorderseite aufweist, wobei das Auflaufstück 32 in ein komplementäres
Auflaufstück 32' eines anzukoppelnden und nachfolgenden Wagens (nicht dargestellt)
eingreift oder verrastet. Vorgesehen ist ferner ein stabförmiger Permanentmagnet
35, der an einem Ende des C-förmigen Kupplungsauflaufstücks 32 über einen Stiel
33 angeordnet ist, vorgesehen ist ferner ein rechteckförmiger Flansch 34, und die
Nord- und Südpole befinden sich ungefähr
in derselben Achse wie
der Stiel 33. Die Kupplung besitzt eine Halterungseinrichtung mit einem Aufnahmeraum,
dessen Vorderseite und oberer Teil geöffnet ist, und der eine linke und eine rechte
vertikale Wand 37 und 37' besitzt, um das C-förmige Kupplungsauflaufstück 32 bezüglich
der Schienen 40 horizontal auszurichten. Die Kupplung besitzt ferner einen Permanentmagneten,
der in der Nähe des rückseitigen Pols des stabförmigen Magneten 35 angeordnet ist,
wobei ein Pol mit entgegengesetztem Vorzeichen dem Magneten 35 gegenüberliegt.
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Bei der Durchführung eines Kupplungsvorgangs für Modelleisenbahnwagen
stoßen in einer ersten Stufe gemäß der Erfindung zwei Wagen zusammen und liegen
stirnseitig einander gegenüber, wie das bei den Federn verwendenden Kupplungen vom
"Arnold-Typ" bekannt ist.
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Da die Permanentmagneten 35 am Ende des Kupplungskörpers 36 Jedes
Wagens einander anziehen, wird das C-förmige Kupplungsauflaufstuck 32 in horizontaler
Lage gehalten, wenn die C-förmigen Kupplungsauflaufstücke 32 und 32' zusammenstoßen,
werden beide C-förmigen Kupplungsauflaufstücke 32 und 32r eingerastet und greifen
ineinander.
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Bei dieser Gelegenheit kehrt das C-förmige Kupplungaauflaufstück gemäß
der Erfindung aufgrund der Anziehungskraft zwischen dem Permanentmagneten 35 am
Ende des Auflaufstücks 32 und dem festen Permanentmagneten zurück, wobei dieser
Rückkehrvorgang weich verläuft und eine lange Lebensdauer und ein stabiler Betrieb
gewährleistet sind.
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Beim Auskoppelvorgang, vgl. Fig. 3, wird der Wagen 30 derart bewegt,
daß die Kupplung 31 über einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten 41 zu
liegen ko3mt, der
in Fig. 3 unter der Schiene 40 angeordnet dargestellt
ist.
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Dann steht der Permanentmagnet 35 unter dem Einfluß eines Magnetfelds
des Magneten 41, das gegenüber dem rückseitigen Pol des Permanentmagneten 35 des
Kupplungskörpers 36 ein entgegengesetztes Vorzeichen besitzt und stärker ist als
das Feld des festen Permanentmagneten 39. Mehrere Kräfte, die sich aus Anziehungs-
und Abstoßkräften zwischen den Magneten 35 und 41 zusammensetzen, bewirken ein Drehmoment
am schwenkbaren Koppelkörper 36, und das C-förmige Kupplungsauflaufstück 32 wird
dadurch nach oben gedreht und ausgekoppelt.
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Alternativ bildet die Halterungseinrichtung für den schwenkbaren Kupplungskörper
36 gemäß Fig. 4c ohne Verwendung des Flansches 34 um das Schwenkzentrum herum einen
Schwenkkörper 43, in den der Permanentmagnet 35 eingefügt ist. Stiftförmige Ansätze
sind an beiden Seiten des Schwenkkörpers 43 ausgebildet und diese Ansätze 44 sind
durch Lageröffnungen 46 schwenkbar angeordnet, die in der Halterung 45 des Wagens
ausgebildet sind, um eine aufwärts- und abwärtsgerichtete weiche Schwenkbewegung
des schwenkbaren Kupplungskörpers 36 zu ermöglichen. Die Lageröffnungen 46 sind
vergrößert ausgebildet, um eine begrenzte Schwenkbewegung des schwenkbaren Kupplungskörpers
in horizontaler Richtung zu ermöglichen. Bei diesen Ausführungsformen wird daher
der Permanentmagnet 35 während des Kupplungsvorganges vom festen Permanentmagneten
39 angezogen, und die obere Oberfläche 47 des Schwenkkörpers 43 berührt die Decke
48 der Halterung 45, und das C-förmige Kupplungsauflaufstück 32 wird bezüglich der
Schienen 40 horizontal gehalten. Während eines Auskoppelvorganges wird der schwenkbare
Kupplungskörper 36 nach oben aufgrund des ausgeübten Drehmoments weggeschwenkt,
vgl.
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Fig. 4c, da der rückseitige Pol 49 des Permanentmagneten 35 vom oberen
Pol (Nordpol in Fig. 3) des Magneten 41 angezogen
wird. Da derselbe
Pol (Nordpol in Fig. 3) wie der am oberen Bereich des Magneten 41 vorhandene Pol
in der Nähe der Ansätze 44 angeordnet sein kann, kann bei dieser Gelegenheit die
resultierende Abstoßung das Drehmoment für die Durchführung der Schwenkbewegung
verringern, diese Abstoßkraft ist Jedoch extrem klein und vernachlässigbar.
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Vorteilig an dieser Ausführungsform ist, daß die Verdrehung während
des Betriebs kleiner ist als bei denjenigen Ausführungsformen, die den Flansch 34
verwenden, wodurch der Betrieb weich ist, vorteilhaft ist ferner, daß die horizontale
Anordnung der C-förmigen Kupplungsauflaufstücke 32 bezüglich der Schiene 40 stabiler
wird.
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Es ist möglich, um das am schwenkbaren Kupplungskörper 36 angreifende
Drehmoment zu erhöhen, den Aufbau derart auszuführen, daß das SchweAkzentrum zwischen
den Polen des Permanentmagneten 35 angeordnet ist, wie in Fig. 5 gezeigt, und sofern
es notwendig sein sollte, ist es ferner möglich, die Vorteile dadurch zu erhöhen,
daß das C-förmige Kupplungsauflaufstilck 32 selbst aus einem Permanentmagneten besteht,
der z.B. einen Ferrit enthält, vgl. Fig. 6.
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Wie aus den geschilderten Ausführungsformen erkennbar ist, ist es
aufgrund der erfindungsgemäßen Kupplung möglich, daß die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen
der C-förmigen Auflaufstücke weich sind und eine sichere Ein- und Auskopplung ermögliche,
ferner ist erfindungsgemäß der automatische Auskopplungsbetrieb durch Fernsteuerung
extrem leicht und zuverlässig durchzuführen.
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Da gemäß der Erfindung die herkömmlichen Auskoppelfinger 16 und 16'
nicht erforderlich sind, läßt sich ein weiterer Vorteil dadurch erzielen, daß der
Hauptkörper der Kupplung
als Modell mit verringertem Größenmaßstab
herstellbar ist.
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Bei der Herstelltmg der Erfindung wird ohne große Abwandlung hinsichtlich
der Form und des Aufbaus der weitverbreiteten, herkörmlichen Arnold-Kupplung sondern
lediglich durch eine geringe Abwandlung ein überlegenes Betriebsverhalten erzielt,
und es ist möglich, die erfindungsgemäße Kupplung in Kombination mit Kupplungen
bekannter Art zu verwenden, und die erfindungsgemäße Kupplung bei Wagen einzusetzen,
die mit herkömmlichen Kupplungen bestückt sind, wodurch die Möglichkeiten der Eisenbahn-Modellbauinteressenten
stark erweitert werden.
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Obwohl die Anwendung der erfindungsgemäßen Kupplung gemäß den obigen
Ausführungsformen bei Arnold-Kupplungen erläutert wurde, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, und es sei bemerkt,
daß die Erfindung gleichermaßen bei und zusammen mit allen beliebigen Kupplungen
anwendbar ist, die ein aufwärts- und abwärts schwenkbares Kupplungselement besitzen.