DE3925077A1

DE3925077A1 - CLUTCH FOR RAIL VEHICLES

Info

Publication number: DE3925077A1
Application number: DE3925077A
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl Ing Dr Schelle
Original assignee: Unicupler GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: Unicupler GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1991-01-31
Also published as: EP0410144B1; DE59004290D1; EP0410144A1

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Kupplung für Schienenfahrzeuge zum Übertragen von zumindest Zug-, gegebenenfalls auch Druckkräften, die im wesentlichen aus einem Eisen- oder Stahlwerkstoff bestehen, mit stirnseitigen Fang- und Zentrierorganen zum Fangen und Ausrichten sich mit unzentrierter Lage nähernder, zu kuppelnder Gegenkupplungen.The invention relates to an automatic clutch for Rail vehicles for the transmission of at least train, if necessary also compressive forces consisting essentially of an iron or Steel material exist, with front catch and centering elements for catching and aligning approaching with an off-center position coupling mating couplings.

Derartige Kupplungen sind in vielfachen Ausführungsformen als reine Zugkupplungen und auch als Zug- und Druckkupplungen bzw. Mittelpufferkupplungen bekannt, es sei hier nur auf die Kupplungen, mit Janney- oder Willison-Profil verwiesen. Zum Erzielen großer Fangbereiche ist es bekannt, diese Kupplungen zusätzlich zu ihren eigentlichen Zentrier-, Kupplungs- und Verriegelungsorganen, welche von den zwischen den Schienenfahrzeugen zu übertragenden Kräften belastet werden können, stirnseitig auskragende Fang- und Zentrierorgane vorzusehen, welche dem zu Beginn eines Kupplungsvorganges erforderlichen Fangen und wenigstens groben Ausrichten von sich mit stark zueinander versetzter oder verdrehter Lage nähernden, zu kuppelnden Kupplungen dienen. Es sei hier lediglich beispielsweise auf die Kupplungen gemäß der DE-OS 37 23 356 und 14 05 661 sowie der DE-AS 11 92 227 sowie 10 73 019 verwiesen. Es war bisher allgemein üblich, derartige Kupplungen mitsamt ihren Fang- und Zentrierorganen vollständig aus Eisen- oder Stahlwerkstoffen zu fertigen, wodurch eine große Stabilität dieser Kupplungen bei ausreichendem Verschleißwiderstand erzielt wurde. Das Gewicht und die Herstellungskosten, auch die reinen Materialkosten dieser Kupplungen ist jedoch beachtlich.Such couplings are in multiple embodiments as pure Train couplings and also as train and push couplings or Middle buffer clutches known, it is only here on the clutches, referred with a Janney or Willison profile. To achieve great It is known to use these couplings in addition to their catch areas actual centering, coupling and locking elements, which of the forces to be transferred between the rail vehicles can be loaded, front cantilevered and To provide centering devices, which at the beginning of a Coupling required catching and at least rough Align yourself with one another strongly offset or twisted Position approaching, to be used couplings. It is here only for example on the couplings according to the DE-OS 37 23 356 and 14 05 661 and DE-AS 11 92 227 as well 10 73 019. So far it has been common practice Couplings together with their catch and centering elements completely To manufacture iron or steel materials, creating a large Stability of these couplings with sufficient wear resistance was achieved. The weight and manufacturing costs, including that however, the pure material costs of these couplings is considerable.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine selbsttätige Kupplung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie bei den bekannten Kupplungen entsprechend großem Fangbereich für Gegenkupplungen und befriedigender Verschleißfestigkeit zumindest in ihrem Gewicht, möglichst auch in ihren Herstellungskosten gegenüber vergleichbaren, bisherigen Kupplungen verringert ist.It is an object of the invention to have an automatic clutch trained in such a way that they in the known Couplings with a large catch range for mating couplings and satisfactory wear resistance at least in their weight, if possible also in their production costs compared to comparable, previous clutches is reduced.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zumindest eines der Fang- und Zentrierorgane zumindest teilweise aus Kunststoff besteht. Der Kunsttoff reduziert wesentlich das Gewicht der Kupplung, er ist zugleich billiger und leichter in die für die Fang- und Zentrierorgane erforderliche Form zu bringen als die bisherigen Eisen- oder Stahlwerkstoffe. Es ist zu beachten, daß durch das verringerte Gewicht der Kupplung das Gewicht der Schienenfahrzeuge insgesamt verringert wird, diese beim Fahren weniger Energie verbrauchen oder mit entsprechend höheren Zuladungen beladbar sind. Dabei ist wesentlich, daß der Kunststoff eine größere Elastizität und bessere Gleiteigenschaften als der bisherige Eisen- oder Stahlwerkstoff aufweist, wodurch Belastungsstöße auf die Fang- und Zentrierorgane gemindert werden sowie die mit Gleitvorgängen verbundenen Zentrierbewegungen mit verringerter Reibung und geringem Verschleiß ablaufen.This object is achieved according to the invention in that at least one of the catching and centering elements at least partially Plastic is made. The plastic significantly reduces weight the clutch, it is at the same time cheaper and lighter in that for the Catch and centering to bring required shape than that previous iron or steel materials. It should be noted that due to the reduced weight of the coupling the weight of the Rail vehicles are reduced overall, this while driving consume less energy or with correspondingly higher payloads are loadable. It is essential that the plastic is a larger one Elasticity and better sliding properties than the previous iron or steel material, which causes impact shocks on the and centering elements are reduced as well as those with sliding processes associated centering movements with reduced friction and low Wear and tear.

Nach der weiteren Erfindung kann es zweckmäßig sein, wenn nur die bei wesentlich unzentrierter Lage sich nähernder Gegenkupplungen in Eingriff gelangenden Fang- und Zentrierorgane zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen. Diese Fang- und Zentrierorgane gelangen nur bei relativ wenigen Kupplungsvorgängen in Eingriff, da die meisten Kupplungsvorgänge mit in Ausgangslage bereits relativ gut zueinander zentrierten Kupplungen erfolgen. Die aus Kunststoff bestehenden Fang- und Zentrierorgane bzw. -organteile werden also nur relativ selten durch Fang- und Zentriervorgänge belastet, sie können daher auch bei Verwendung billigen Kunststoffes die Nutzungsdauer und das Verschleißverhalten der Kupplung nicht negativ verändern, gewähren jedoch trotzdem die vorstehend erwähnten Vorteile.According to the further invention, it may be appropriate if only that with the countercouplers approaching in a substantially off-center position Intercepting catching and centering organs at least partially are made of plastic. These catching and centering organs only get engaged in relatively few clutch operations since most Coupling processes with one another in the starting position are already relatively good centered couplings. The plastic ones Catching and centering organs or organ parts are only relative rarely burdened by catching and centering processes, so they can even when using cheap plastic, the service life and that Do not change the wear behavior of the coupling negatively, allow however, the advantages mentioned above.

Die nach der weiteren Erfindung zweckmäßige Ausgestaltung der Kupplung ist den weiteren Unteransprüchen entnehmbar.The expedient embodiment of the according to the invention Coupling can be found in the further subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine nach der Erfindung ausgebildete Kupplung schematisch dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing is an embodiment for one of the Invention trained clutch shown schematically, namely shows

Fig. 1 eine Stirnansicht und Fig. 1 is an end view and

Fig. 2 eine Seitenansicht Fig. 2 is a side view

einer Kupplung, die in ihrem Aufbau im wesentlichen der aus der bereits erwähnten DE-AS 11 92 227 bekannten Kupplung mit zu dieser horizontal erweitertem Fangbereich entspricht.a clutch, the structure of which is essentially that of the already mentioned DE-AS 11 92 227 known clutch with this horizontally expanded catchment area.

Die ein Willison-Profil aufweisende Kupplung trägt stirnseitig eine Zugklaue 1 und zu dieser seitlich versetzt eine Stoßklaue 2, zwischen diesen beiden Klauen 1 und 2 ist die zurückversetzte Stirnfläche 3 mit Öffnungen für den Durchtritt von Tast- und Riegelteilen 4, 5 versehen. Unterhalb der Zugklaue 1 weist die Kupplung ein Teil 6 auf, welches eine Kombination von schrägen Fang- und Zentrierflächen trägt, deren eine mit der Bezugszahl 7 versehen ist. Seitlich gegenüberstehend unterhalb der Stoßklaue 2 befindet sich ein Führungshorn 8, welches die Stoßklaue 2 nach vorn überragt und welches in seinem vorderen und oberen Bereich ebenfalls Fang- und Zentrierflächen aufweist, deren eine mit der Bezugszahl 9 versehen ist; die Fang- und Zentrierflächen 7 und 9 einer Kupplung und einer Gegenkupplung können während Fang- und Zentriervorgängen zur gegenseitigen Anlage gelangen und aneinander entlanggleiten. The coupling, which has a Willison profile, has a pulling claw 1 on the end face and a pushing claw 2 laterally offset from it, between these two claws 1 and 2 the recessed end face 3 is provided with openings for the passage of push-button and locking parts 4, 5 . Below the claw 1 , the coupling has a part 6 , which carries a combination of inclined catching and centering surfaces, one of which is provided with the reference number 7 . Opposite the side below the pawl 2 there is a guide horn 8 which projects beyond the pawl 2 and which also has catch and centering surfaces in its front and upper area, one of which is provided with the reference number 9 ; the catching and centering surfaces 7 and 9 of a coupling and a counter-coupling can come into mutual contact during catching and centering processes and slide along each other.

Unterhalb des Teiles 6 ist die Kupplung mit einer Schürze 10 versehen, die an ihrem unteren Ende eine vorspringende Zentrierstufe 11 aufweist. Das Führungshorn 8 ist an seinem vorderen, unteren Ende mit einer der Zentrierstufe 11 entsprechenden Ausnehmung 12 versehen; im gekuppelten Zustand greift die Zentrierstufe 11 der einen Kupplung jeweils in die Ausnehmung 12 der anderen Kupplung ein.Below the part 6 , the coupling is provided with an apron 10 which has a projecting centering step 11 at its lower end. The guide horn 8 is provided at its front, lower end with a recess 12 corresponding to the centering step 11 ; in the coupled state, the centering stage 11 of one clutch engages in the recess 12 of the other clutch.

Insoweit entspricht die Kupplung der aus der DE-AS 11 92 227 bekannten Kupplung und braucht daher in ihrem Aufbau und ihrer Funktion nicht weiter beschrieben zu werden. Die bekannte Kupplung besteht in allen ihren vorerwähnten Teilen aus einem Eisen- oder Stahlwerkstoff.In this respect, the coupling corresponds to that from DE-AS 11 92 227 known clutch and therefore needs in their structure and their Function not to be described further. The well-known clutch consists in all of the aforementioned parts of an iron or Steel material.

Abweichend zur bekannten Kupplung sind bei der erfindungsgemäßen Kupplung das Teil 6, die Schürze 10 und das Führungshorn 8 aus Kunststoff gefertigt, während die Zugklaue 1 und die Stoßklaue 2 sowie die übrigen Teile der Kupplung wie bisher aus dem Eisen- oder Stahlwerkstoff bestehen; die Kunststoff- und die an diese anschließenden Metallteile der Kupplung sind miteinander verbunden.In a departure from the known coupling, the part 6 , the apron 10 and the guide horn 8 are made of plastic in the coupling according to the invention, while the pulling claw 1 and the pushing claw 2 as well as the other parts of the coupling consist of the iron or steel material as before; the plastic parts and the metal parts of the coupling connected to them are connected to one another.

Durch die Verwendung der Kunststoffteile ist die Kupplung gegenüber der vorbekannten, vollständig aus Metall bestehenden Kupplung in ihrem Gewicht und ihren Herstellungskosten wesentlich verringert. Bei üblichen Kupplungsvorgängen mit zu Beginn bereits relativ gut zentrierten Kupplungen, wie sie recht häufig stattfinden, gelangen die Führungshörner 8 mit den Teilen 6 der jeweiligen Gegenkupplung kaum in Eingriff, es treten hier also nur geringe Belastungen, wenige Gleitvorgänge und geringe Reibungen auf. Nur bei den seltenen Kupplungsvorgängen mit zu Beginn wesentlich unzentrierten Kupplungen werden die genannten Teile während des Fang- und Zentriervorganges nennenswert belastet, der Kunststoff vermag jedoch durch seine Elastizität harte Stöße zu mildern und vermindert durch seine günstigen Gleiteigenschaften die Reibwiderstände sowie den Verschluß. Durch die seltene und materialgünstige Belastung dieser Teile weisen diese eine lange Lebensdauer auf, sie beeinträchtigen daher die Nutzungszeit der Kupplung nicht ungünstig. Zudem erleichtert das günstige Reibverhalten des Kunststoffes die Kupplungsvorgänge, die Kupplungen zentrieren sich gegen einen nur geringen Reibwiderstand und gelangen somit leicht in ihren Kupplungszustand. Hierdurch wird der gesamte Kupplungsvorgang günstig beeinflußt. Die Zentrierstufe 23 sowie die Ausnehmung 12 zweier Kupplungen gelangen erst kurz vor Abschluß eines Kupplungsvorganges in Eingriff, sie dienen der Drehzentrierung der Kupplung und sind dementsprechend selten und niedrig belastet. Auch hier tritt also trotz Verwendung eines Kunststoffmaterials kein die Nutzungsdauer der Kupplung mindernder Effekt auf.By using the plastic parts, the coupling is significantly reduced in weight and manufacturing costs compared to the previously known, completely metal coupling. In conventional clutch operations with the start relatively well centered clutches as they take place quite often, the respective counter-coupling reach the guide horns 8 with the parts 6 hardly engaged, so it occur only small loads here a few sliding operations and low friction on. Only in the rare coupling processes with couplings that are essentially off-center at the beginning, the parts mentioned are significantly stressed during the catching and centering process, but the plastic is able to mitigate hard impacts due to its elasticity and reduces the frictional resistance and the closure due to its favorable sliding properties. Due to the rare and material-favorable loading of these parts, they have a long service life, which means that they do not adversely affect the useful life of the coupling. In addition, the favorable friction behavior of the plastic facilitates the coupling processes, the couplings center against a low frictional resistance and thus easily get into their coupling state. As a result, the entire coupling process is influenced favorably. The centering stage 23 and the recess 12 of two clutches come into engagement only shortly before the completion of a coupling process, they serve to center the rotation of the clutch and are accordingly rarely and only slightly loaded. Here too, despite the use of a plastic material, there is no effect reducing the service life of the coupling.

Falls an nur einer oder wenigen Stellen eines im übrigen aus Kunststoff fertigbaren Fang- und Zentrierorgans gesteigerte Belastungen auftreten, können im Kunststoff diesen Belastungen bzw. Beanspruchungen angemessene Metalleinlagen vorgesehen werden, insbesondere können hochbeanspruchte Fang- und Zentrierflächen mit metallischen Auflagen plattiert und gepanzert werden. Gemäß Fig. 1 trifft dies auf die noch am häufigsten und mit größten Belastung in Eingriff gelangenden Fang- und Zentrierfläche 7 sowie 9 zu; es ist erkennbar, daß diese Flächen 7 und 9 durch Metallplatten plattiert und abgedeckt sind.If increased loads occur in only one or a few places of a catch and centering element that can otherwise be made of plastic, appropriate metal inserts can be provided in the plastic for these loads or stresses, in particular highly stressed catch and centering surfaces can be plated and armored with metallic coatings. According to FIG. 1, this applies to the catching and centering surfaces 7 and 9 , which still engage most frequently and with the greatest load; it can be seen that these surfaces 7 and 9 are plated and covered by metal plates.

Weiterhin ist aus Fig. 1 und 2 erkennbar, daß die Zugklaue 1 vermittels eines schräg nach vorne und zur Seite auskragenden, angesetzten Kunststoffteiles 13 vergrößert ist; die Fangfläche 14 der Zugklaue 1 wird durch die eine Fortsetzung zu dieser bildende Vorderfläche 15 des Kunststoffteiles 13 wesentlich vergrößert, so daß die Kupplung insgesamt einen vergrößerten horizontalen Fangbereich aufweist. Dieser vergrößerte Teil des Fangbereiches wird jedoch während des Betriebes der Kupplung nur relativ selten benötigt, es tritt damit keine einen vorzeitigen Verschleiß des Kunststoffteiles 13 bewirkende Beanspruchung an diesem auf. It can also be seen from FIGS. 1 and 2 that the pulling claw 1 is enlarged by means of an attached plastic part 13 which projects obliquely towards the front and to the side; the catch surface 14 of the pulling claw 1 is substantially enlarged by the front surface 15 of the plastic part 13 which forms a continuation thereof, so that the coupling as a whole has an enlarged horizontal catch region. This enlarged part of the catching area is, however, only used relatively rarely during the operation of the coupling, so that there is no stress on the plastic part 13 which causes premature wear on the latter.

Selbstverständlich sind den jeweils zu erwartenden Belastungen entsprechende Abwandlungen der vorstehend beschriebenen Kupplung möglich: So kann beispielsweise das Führungshorn 8 nur teilweise aus Kunststoff und ansonsten aus Metall bestehen, auch können nur die Schürze 10 oder das Teil 6 ganz oder teilweise aus Kunststoff, ansonsten aus Metall gefertigt sein. Auch kann das Führungshorn 8 eine Verbreiterung aus Kunststoff erhalten und/oder die Stoßklaue 2 kann in ihrem oberen Abschnitt oder einer sie nach oben verlängernden Verlängerung aus Kunststoff bestehen.Of course, corresponding modifications of the coupling described above are possible for the loads to be expected in each case: for example, the guide horn 8 can only partially consist of plastic and otherwise of metal, and only the apron 10 or part 6 can be made entirely or partially of plastic, otherwise of metal be made. The guide horn 8 can also be widened from plastic and / or the impact claw 2 can consist of plastic in its upper section or an extension that extends it upward.

short version

Die selbsttätige Kupplung für Schienenfahrzeuge weist stirnseitige Fang- und Zentrierorgane auf, deren seltener und geringer belastete Organe, wie beispielsweise das Teil (6) und das Führungshorn (8) sowie die Schürze (10), wenigstens zum Teil aus Kunststoff gefertigt sind, während die Kupplung im übrigen aus einem Eisen- oder Stahlwerkstoff besteht. Die am meisten belasteten Fang- und Zentrierflächen (7, 9) dieser aus Kunststoff bestehenden Teile können mit einem metallischen Werkstoff plattiert sein.The automatic clutch for rail vehicles has frontal catching and centering elements, the rarer and less loaded elements, such as part ( 6 ) and the guide horn ( 8 ) and the apron ( 10 ), are at least partially made of plastic, while the Coupling otherwise consists of an iron or steel material. The most loaded catching and centering surfaces ( 7, 9 ) of these plastic parts can be clad with a metallic material.

Durch die Kunststoffteile ergibt sich eine Verringerung des Gewichtes und der Herstellungskosten der Kupplung bei verbesserter Werkstoffausnutzung und der Ablauf von Kupplungsvorgängen wird erleichtert. Die Nutzungsdauer der Kupplung bleibt erhalten. The plastic parts result in a reduction in Weight and the manufacturing cost of the clutch with improved Material utilization and the sequence of coupling processes facilitated. The service life of the coupling is retained.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Zugklaue
2 Stoßklaue
3 Stirnfläche
4 Tastteil
5 Riegelteil
6 Teil
7 Fang- und Zentrierfläche
8 Führungshorn
9 Fang- und Zentrierfläche
10 Schürze
11 Zentrierstufe
12 Ausnehmung 1 pull claw
2 push claw
3 end face
4 key part
5 latch part
6 part
7 catching and centering surface
8 guide horn
9 catching and centering surface
10 apron
11 centering step
12 recess

Claims

1. Automatic coupling for rail vehicles for transmitting at least tensile, possibly also compressive forces, which consists essentially of an iron or steel material, with frontal catching and centering elements ( 1, 2, 6, 8, 10 ) for catching and aligning themselves with off-center position approaching counter-couplings to be coupled, characterized in that at least one of the catching and centering members ( 6, 8, 10 ) consists at least partially of plastic.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that only the substantially off-center position of approaching mating couplings in Intercepting catching and centering organs at least partially are made of plastic.

3. Coupling according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the surfaces which come into contact with a mating coupling ( 7, 9 ) of an essentially plastic catching and centering member ( 6, 8 ) is plated with a metallic material.

4. Coupling according to one or more of the preceding claims, which has a Willison profile and in addition to its pulling and pushing claw ( 1, 2 ) a projecting guide horn ( 8 ), characterized in that at least a front part of the guide horn ( 8 ) consists of plastic.

5. Coupling according to one or more of the preceding claims, which has a Willison profile with an enlarged pulling claw ( 1 ) and / or a vertically enlarged pushing claw ( 2 ), characterized in that at least one of the pulling or pushing claw ( 1 ) enlarging claw section ( 13 ) consists of plastic.

6. Coupling according to one or more of the preceding claims, which has a Willison profile with this vertically offset apron ( 10 ) with centering step ( 11 ), characterized in that the apron ( 10 ) at least in the centering step ( 11 ) forming The area is made of plastic.