EP0227933A2 - Abstütz- und Zentriervorrichtung für selbsttätige Kupplungen von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Abstütz- und Zentriervorrichtung für selbsttätige Kupplungen von Schienenfahrzeugen Download PDF

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EP0227933A2
EP0227933A2 EP86115944A EP86115944A EP0227933A2 EP 0227933 A2 EP0227933 A2 EP 0227933A2 EP 86115944 A EP86115944 A EP 86115944A EP 86115944 A EP86115944 A EP 86115944A EP 0227933 A2 EP0227933 A2 EP 0227933A2
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EP
European Patent Office
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spring
tension member
vehicle frame
coupling shaft
support
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Axel Dr. Schelle
Günter Starck
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Knorr Bremse AG
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Unicupler GmbH
Knorr Bremse AG
Knorr Bremse KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G7/00—Details or accessories
    • B61G7/06—Coupling heads constructed to facilitate alignment

Definitions

  • the invention relates to a support and centering device for automatic couplings of rail vehicles, with a flexible, designed as a rope, belt, chain or the like tension member, the ends of which are held laterally and above the coupling shaft of the coupling on the vehicle frame and rests on the central region of the coupling shaft , wherein the tension member is attached to at least one of its ends via a spring member on the vehicle frame and is guided directly in front of this end via a directionally deflecting, rotatably mounted roller on the vehicle frame.
  • Such a support and centering device is known from DE-Bl O38 59l.
  • the rope-like tension member is clamped immovably on the coupling shaft, it is even designed to be separated in the region of the coupling shaft between two clamping points.
  • the other ends of the rope are guided on rollers rotatable about transverse axes on the vehicle frame and suspended on simple tension springs, which run horizontally backwards and are held with their rear ends on the vehicle frame. From this arrangement it follows that with vertical deflections of the coupling, the two springs are equally loaded, with side deflections of the coupling against one spring and the other is relaxed; in the latter case there is an unfavorable use of the spring.
  • Another shortcoming of this known support and centering device can be seen that the rest position of the clutch is determined solely by the state of equilibrium between the clutch weight and the spring preload, and can therefore already be changed by slight spring fatigue.
  • DE-C-l OO5 548 shows one of the similar support and centering device described above, but the traction member, which is, however, continuously formed is also rigidly clamped to the coupling shaft and is articulated with its ends to levers which are rotatable against spring force and are mounted on the vehicle frame.
  • the coupling shaft has a roller which is rotatable about an axis of rotation which is at least approximately parallel to its longitudinal direction and which rests on the tension member.
  • a coupling shaft l which runs perpendicular to the plane of the drawing and one end of which is pivotably articulated on the vehicle frame and the other end of which carries the coupling head, also not shown, is provided on its underside with a rotatable roller 2, the axis of which is parallel to Longitudinal direction of the coupling shaft runs.
  • the roll 2 stands on a rope-like tension member 3 that can be unrolled and runs obliquely upwards on both sides of the coupling shaft 1 and toward the vehicle side.
  • One end 4 of the tension member 3 is fastened to the vehicle frame 5 so as to be pivotable about an axis of rotation parallel to the longitudinal direction of the vehicle.
  • the tension member 3 runs shortly before its end 6 via a roller 7 which deflects the tension member 3 in such a way that its end section runs obliquely downwards and inclines toward the center of the vehicle.
  • the axis of the roller 7 runs approximately parallel to the longitudinal direction of the vehicle.
  • the end 6 of the tension member 3 is provided with a stop part 8 which bears on the tension member side against a cage part 9 of a two-part spring cage 10.
  • the cage part 9 is coupled via a pull stop ll to a further cage part l2, which is supported on the vehicle frame 5 opposite the stop part 8.
  • the spring cage lO there is a first spring l3 which is penetrated by the tension member 3 and which spreads the two cage parts 9 and l2 apart.
  • a second spring 14 is clamped between the stop part 8 and the vehicle frame 5 and is arranged to surround the spring cage 10.
  • the two springs l3 and l4 are dimensioned such that in the illustrated rest state of the coupling and thus of the coupling shaft 1, the pull stop 11 is closed without a substantial excess of force, that is to say with only a small closing force.
  • the clutch shaft 1 always seeks to assume the rest position shown, slight changes in the preload forces of the springs l3 and l4, for example spring fatigue, do not affect this rest position. It is essential that when the coupling shaft 1 is deflected laterally, both springs l3 and l4 are compressed in order to achieve a restoring effect, which results in good spring utilization.
  • the roller 2 in conjunction with the roller 7 ensures that the rope length required between the end 4 and the roller 7 can be adjusted almost frictionless and wear-free during the deflection processes.
  • rollers 2 and 7 can be adapted to the tension member used in each case, for example in the case of chain-like tension members can be designed as chain wheels.
  • the roller 2 does not have to be below, it can also be stored inside or above the coupling shaft 1.
  • the spring cage comprising the spring cage lO and the two springs l3 and l4 in the manner shown with the longitudinal direction inclined obliquely upwards and towards the vehicle side
  • the spring element similar to that from the aforementioned DE- Bl O38 59l known type to be arranged parallel to the vehicle longitudinal direction, the axis of rotation of the roller 7 is to be rotated accordingly.
  • one end of the tension member 3 can only be designed to be tensionable with the spring l3 by the spring cage lO, while the other end of the spring also here is to be loaded by a roller to be guided tension member only by the spring 14 to be arranged at this other tension member end, wherein the spring 14 can be arranged in the compression direction by a pressure stop.
  • the springs are dimensioned so that in the rest position of the coupling shaft l both springs are in their intercepted position without substantial excess force.
  • the support and centering device for automatic couplings of rail vehicles has a flexible tension member (3), the ends of which are held on the vehicle frame (5) laterally and above the coupling shaft (1). At least one end of the tension member (3) is guided over a roller (7) and connected to the vehicle frame by a spring member (l3, l4).
  • the coupling shaft (l) is supported against the tension member (3) by a roller (2) which can be rolled on the tension member (3).
  • the roller (2) of the coupling shaft (l) ensures that the tension in the tension member sections on both sides of the coupling shaft (l) is always the same, which means that optimum spring utilization and clutch reset can be achieved even when the coupling shaft (l) is deflected sideways.

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Abstract

Die Abstütz- und Zentriervorrichtung für selbsttätige Kupplungen von Schienenfahrzeugen weist ein flexibles Zugglied (3) auf, dessen Enden seitlich und oberhalb des Kupplungsschaftes (l) am Fahrzeugrahmen (5) gehaltert sind. Wenigstens ein Ende des Zuggliedes (3) ist dabei über eine Rolle (7) geführt und durch ein Federglied (l3,l4) mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Der Kupplungsschaft (l) stützt sich über eine auf dem Zugglied (3) abrollbar aufliegende Rolle (2) gegen das Zugglied (3) ab.
Durch die Rolle (2) des Kupplungsschaftes (l) wird eine stets gleich große Spannung in den Zugglied-Abschnitten zu beiden Seiten des Kupplungsschaftes (l) sichergestellt, wodurch eine optimale Federausnutzung und Kupplungsrückstellung auch bei seitlichem Auslenken des Kupplungsschaftes (l) erreichbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abstütz- und Zentriervorrichtung für selbsttätige Kupplungen von Schienenfahrzeugen, mit einem flexiblen, als Seil, Gurt, Kette oder dergleichen ausgebildeten Zugglied, dessen Enden seitlich und oberhalb des Kupplungsschaftes der Kupplung am Fahrzeugrahmen gehalten sind und auf dessen mittleren Bereich der Kupplungsschaft aufliegt, wobei das Zugglied an wenigstens einem seiner Enden über ein Federglied am Fahrzeugrahmen befestigt ist und unmittelbar vor diesem Ende über eine eine Richtungsumlenkung bewirkende, am Fahrzeugrahmen drehbare gelagerte Rolle geführt ist.
  • Eine derartige Abstütz- und Zentriervorrichtung ist aus der DE-B-l O38 59l bekannt. Das seilartige Zugglied ist hierbei am Kupplungsschaft unbeweglich festgeklemmt, es ist im Bereich des Kupplungsschaftes zwischen zwei Festklemmstellen sogar aufgetrennt ausgebildet. Die andersseitigen Seilenden sind über am fahrzeugrahmen um Querachsen drehbare Rollen geführt und an einfachen Zugfedern eingehängt, welche horizontal nach rückwärts verlaufen und mit ihren rückwärtigen Enden am Fahrzeugrahmen gehaltert sind. Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß bei Vertikalauslenkungen der Kupplung die beiden Federn gleichartig beansprucht werden, bei Seitenauslenkungen der Kupplung gegen die eine Feder gespannt und die andere entspannt wird; in letzterem Fall ergibt sich also eine ungünstige Federausnützung. Als weiterer Mangel dieser bekannten Abstütz- und Zentriervorrichtung ist erkennbar, daß die Ruhelage der Kupplung allein durch den Gleichgewichtszustand zwischen Kupplungsgewicht und Federvorspannung bestimmt, durch geringe Federermüdungen also bereits veränderbar ist.
  • Die DE-C-l OO5 548 zeigt eine der vorbeschriebenen ähnliche Abstütz- und Zentriervorrichtung, wobei das allerdings durchgehend ausgebildete Zugglied ebenfalls starr am Kupplungsschaft festgeklemmt ist und mit seinen Enden an gegen Federkraft drehbaren, am Fahrzeugrahmen gelagerten Hebeln angelenkt ist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abstütz- und Zentriervorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie bei geringem bauaufwand stets eine gute Federausnutzung gewährleistet. Bei Bedarf soll die Abstütz- und Zentriervorrichtung in einfacher Weise derart ausbildbar sein, daß die Kupplung im Ruhezustand unabhängig von geringen Federermüdungen in einer definierten Ruhestellung gehalten wird.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kupplungsschaft eine um eine zu seiner Längsrichtung wenigstens annähernd parallele Drehachse drehbare Rolle aufweist, welche auf dem Zugglied aufliegt. Durch diese Ausbildung wird sichergestellt, daß die Enden des Zuggliedes auch bei Seitenauslenkungen der Kupplung stets gleich hoch belastet sind, wodurch eine optimale Federausnutzung bei sicherer Rückstellwirkung für die Kupplung erreichbar ist.
  • Die nach der weiteren Erfindung vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeiten für die Abstütz- und Zentriervorrichtung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine nach der Erfindung ausgebildete Abstütz- und Zentriervorrichtung schematisch dargestellt.
  • Ein Kupplungsschaft l, der senkrecht zur Zeichenebene verläuft und dessen eines Ende in nicht dargestellter Weise schwenkbar am Fahrzeugrahmen angelenkt ist und dessen anderes Ende den ebenfalls nicht dargestellten Kupplungskopf trägt, ist an seiner Unterseite mit einer drehbaren Rolle 2 versehen, deren Achse parallel zur Längsrichtung des Kupplungsschaftes verläuft. Die Rolle 2 steht abrollbar auf einem seilartig ausgebildetem Zugglied 3 auf, das beidseitig des Kupplungsschaftes l schräg nach oben und zur Fahrzeugseite hin verläuft. Das eine Ende 4 des Zuggliedes 3 ist um eine zur Fahrzeuglängsrichtung parallele Drehachse schwenkbar am Fahrzeugrahmen 5 befestigt. An der anderen Fahrzeugseite verläuft das Zugglied 3 kurz vor seinem Ende 6 über eine Rolle 7, welche das Zugglied 3 derart umlenkt, daß sein Endabschnitt schräg nach unten und zur Fahrzeugmitte hin geneigt verläuft. Die Achse der Rolle 7 verläuft etwa parallel zur Fahrzeuglängsrichtung. Das Ende 6 des Zuggliedes 3 ist mit einem Anschlagteil 8 versehen, welches zuggliedseitig an einem Käfigteil 9 eines zweiteiligen Federkäfigs lO anliegt. Das Käfigteil 9 ist über einen Zuganschlag ll mit einem weiteren Käfigteil l2 gekoppelt, das gegenüberliegend zum Anschlagteil 8 sich am Fahrzeugrahmen 5 abstützt. Im Federkäfig lO befindet sich eine erste, vom Zugglied 3 durchgriffene und die beiden Käfigteile 9 und l2 auseinanderspreizende Feder l3. Zwischen dem Anschlagteil 8 und dem Fahrzeugrahmen 5 ist eine zweite Feder l4 eingespannt, welche den Federkäfig lO umgebend angeordnet ist.
  • Die beiden Federn l3 und l4 sind derart bemessen, daß im dargestellten Ruhezustand der Kupplung und damit des Kupplungsschaftes l der Zuganschlag ll ohne wesentlichen Kraftüberschuß, also mit nur geringer Schließkraft geschlossen ist.
  • Beim Auslenken des Kupplungsschaftes l nach unten wird die benötigte Seillänge zwischen dem Ende 4 und der Rolle 7 vergrößert, die entsprechende Seillänge wird über die Rolle 7 und zur Hälfte auch unter der Rolle 2 entlanggeführt. Der Winkel, den die beiden Seilabschnitte zu beiden Seiten der Rolle 2 einschließen, verringert sich dabei. Die benötigte Seillänge wird durch Verkürzen des Federkäfigs lO unter Komprimieren beider Federn l3 und l4 gewonnen, der Zuganschlag ll hebt dabei ab. Ein Auslenken des Kupplungsschaftes l aus der dargestellten Ruhelage nach oben verringert dagegen die benötigte Seillänge zwischen dem Ende 4 und der Rolle 7 unter Vergrößern des Winkels der beiden Seilabschnitte zu beiden Seiten des Kupplungsschaftes l, die überschüssige Seillänge läuft über die Rolle 7 und wird durch Expansion der Feder l4 aufgenommen. Der bereits in Ruhestellung liegende Zuganschlag ll verhindert eine Expansion der Feder l3, der Federkäfig lO behält also seine Länge bei und erhält Spielabstand zwischen dem Anschlagteil 8 und dem Fahrzeugrahmen.
  • Bei seitlichem Auslenken des Kupplungsschaftes l wird ebenfalls die zwischen der Rolle 7 und dem Ende 4 benötigte Seillänge vergrößert, es spielen sich daher ähnliche Vorgänge wie bei Absenken des Kupplungsschaftes l, letztlich eine Kompression der beiden Federn l3 und l4, ab.
  • Bei Freigabe des Kupplungsschaftes l kehrt dieser unter seiner Schwerkraft und unter den Seilspannungskräften durch die Federn l3 und l4 jeweils wieder in seine dargestellte Ruhelage zurück. Diese Ruhelage ist bei zur vertikalen Mittelebene l5 spiegelbildlichem Verlauf der beiden Seilabschnitte zu beiden Seiten des Kupplungsschaftes l bis zum Ende 4 bzw. der Rolle 7 durch Schließen des Zuganschlages ll mit geringer Überschußkraft gekennzeichnet: die vereinten Kräfte der Federn l3 und l4, wobei von der Feder l3 die Schließkraft des Zuganschlages ll abzuziehen ist, vermögen über das Zugglied 3 den Kupplungsschaft l in seiner dargestellten Ruhelage zu halten; beim Absenken des Kupplungsschaftes l werden beide Federn l3 und l4 komprimiert und üben eine verstärkte Zugkraft auf das Zugglied 3 aus, welches infolge der erwähnten Winkeländerung zudem noch eine vergrößerte Kraftkomponente in Anheberichtung auf den Kupplungsschaft l ausübt; ;auahnliches erfolgt beim seitlichen Auslenken des Kupplungsschaftes l; und beim Anheben des Kupplungsschaftes l wird die Kraft der Feder l3 vollständig durch den Zuganschlag ll abgefangen, so daß lediglich die sich entspannende Feder l4 auf das Zugglied 3 wirkt, wobei sich zudem die vom Zugglied 3 auf den Kupplungsschaft l wirkende Hubkraftkomponente verringert. Unter diesen Kraftverhältnissen sucht der Kupplungsschaft l stets seine dargestellte Ruhelage einzunehmen, geringe Änderungen der Vorspannkräfte der Federn l3 und l4, beispielsweise Federermüdungen, beeinflussen diese Ruhestellung nicht. Es ist wesentlich, daß beim seitlichen Auslenken des Kupplungsschaftes l beide Federn l3 und l4 zum Erzielen einer Rückstellwirkung komprimiert werden, wodurch sich eine gute Federausnutzung ergibt. Die Rolle 2 stellt in Verbindung mit der Rolle 7 sicher, daß während der Auslenkvorgänge sich die jeweils benötigte Seillänge zwischen dem Ende 4 und der Rolle 7 annähernd reibungs- und verschleißfrei einstellen kann.
  • Selbstverständlich ist es möglich, anstelle des seilartigen Zuggliedes 3 auch ein andersartiges, flexibles Zugglied zu verwenden, beispielsweise einen Gurt oder eine Kette; die Rollen 2 und 7 können dem jeweils verwendeten Zugglied angepaßt werden, beispielsweise bei kettenartigem Zugglied als Kettenräder ausgebildet werden. Die Rolle 2 muß nicht unterhalb, sie kann auch innerhalb oder oberhalb des Kupplungsschaftes l gelagert werden.
  • Obwohl es besonders zweckmäßig ist, das den Federkäfig lO und die beiden Federn l3 und l4 umfassende Federglied in der dargestellten Weise mit schräg nach oben und zur Fahrzeugseite hin geneigter Längsrichtung anzuordnen, kann es auch zweckmäßig sein, das Federglied ähnlich der aus der erwähnten DE-B-l O38 59l bekannten Art parallel zur Fahrzeuglängsrichtung anzuordnen, die Drehachse der Rolle 7 ist dabei entsprechend zu drehen.
  • In weiterer Abänderung ist es auch möglich, die Funktionen der beiden Federn l3 und l4 auch deren Anordnung zu trennen, hierzu kann das eine Ende des Zuggliedes 3 lediglich durch den Federkäfig lO mit der Feder l3 spannbar ausgebildet sein, während das andere Ende des hier ebenfalls über eine Rolle zu führenden Zuggliedes nur von der an diesem anderen Zuggliedende anzuordnenden Feder l4 zu belasten ist, wobei die Feder l4 in Kompressionsrichtung durch einen Druckanschlag abfangbar angeordnet werden kann. Die Federn sind auch bei dieser Ausbildung so zu bemessen, daß in Ruhestellung des Kupplungsschaftes l beide Federn ohne wesentlichen Kraftüberschuß sich in ihrer abgefangenen Stellung befinden.
    • Kurzfassung
  • Die Abstütz- und Zentriervorrichtung für selbsttätige Kupplungen von Schienenfahrzeugen weist ein flexibles Zugglied (3) auf, dessen Enden seitlich und oberhalb des Kupplungsschaftes (l) am Fahrzeugrahmen (5) gehaltert sind. Wenigstens ein Ende des Zuggliedes (3) ist dabei über eine Rolle (7) geführt und durch ein Federglied (l3,l4) mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Der Kupplungsschaft (l) stützt sich über eine auf dem Zugglied (3) abrollbar aufliegende Rolle (2) gegen das Zugglied (3) ab.
  • Durch die Rolle (2) des Kupplungsschaftes (l) wird eine stets gleich große Spannung in den Zugglied-Abschnitten zu beiden Seiten des Kupplungsschaftes (l) sichergestellt, wodurch eine optimale Federausnutzung und Kupplungsrückstellung auch bei seitlichem Auslenken des Kupplungsschaftes (l) erreichbar ist.
    • Bezugszeichenliste
    • l Kupplungsschaft
    • 2 Rolle
    • 3 Zugglied
    • 4 Ende
    • 5 Fahrzeugrahmen
    • 6 Ende
    • 7 Rolle
    • 8 Anschlagteil
    • 9 Käfigteil
    • lO Federkäfig
    • ll Zuganschlag
    • l2 Käfigteil
    • l3 Feder
    • l4 Feder
    • l5 Mittelebene

Claims (7)

1. Abstütz- und Zentriervorrichtung für selbsttätige Kupplungen von Schienenfahrzeugen, mit einem flexiblen, als Seil, Gurt, Kette oder dergleichen ausgebildeten Zugglied (3), dessen Enden seitlich und oberhalb des Kupplungsschaftes (l) der Kupplung am Fahrzeugrahmen (5) gehalten sind und auf dessen mittleren Bereich der Kupplungsschaft (l) aufliegt, wobei das Zugglied (3) an wenigstens einem seiner Enden über ein Federglied (l3,l4) am Fahrzeugrahmen (5) befestigt ist und unmittelbar vor diesem Ende über eine eine Richtungsumlenkung bewirkende, am Fahrzeugrahmen (5) drehbar gelagerte Rolle (7) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsschaft (l) eine um eine zu seiner Längsrichtung wenigstens annähernd parallele Drehachse drehbare Rolle (2) aufweist, welche auf dem Zuglied (3) aufliegt.
2. Abstütz- und Zentriervorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rolle (2) unterhalb des Kupplungsschaftes (l) befindet.
3. Abstütz- und Zentriervorrichtung nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (4) des Zuggliedes (3) ungefedert unmittelbar am Fahrzeugrahmen (5) gehaltert ist.
4. Abstütz- und Zentriervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ungefedert gehalterte Ende (4) des Zuggliedes (3) um eine zur Fahrzeuglängsrichtung parallele Drehachse schwenkbar am Fahrzeugrahmen (5) gehaltert ist.
5. Abstütz- und Zentriervorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied (l3,l4) einen zweiteiligen Federkäfig (lO) aufweist, dessen beide Käfigteile (9,l2) durch einen Zuganschlag (ll) gegegeneinander abfangbar sind, daß zwischen den beiden Käfigteilen (9,l2) eine diese auseinanderspreizende, erste Feder (l3) eingespannt ist, daß das Zugglied (3) den Federkäfig (lO) längs durchgreift und mit einem mit dem endseitigen Käfigteil (9) zusammenwirkenden Anschlagteil (8) endet, daß das andere Käfigteil (l2) am Fahrzeugrahmen (5) abgestützt ist und daß zwischen dem Anschlagteil (8) und dem Fahrzeugrahmen (5) eine den Federkäfig (lO) überbrückende, zweite Feder (l4) eingespannt ist, wobei in der Ruhestellung der Kupplung der Zuganschlag ohne wesentlichen Federkraftüberschuß anliegt.
6. Abstütz- und Zentriervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtung des Federgliedes (l3,l4) in einer quer zum Fahrzeug verlaufenden Ebene schräg nach oben und zur Fahrzeugseite geneigt verläuft.
7. Abstütz- und Zentriervorrichtung nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Zuggliedes über ein in Entspannrichtung abgefangenes, vorgespanntes Federglied und das andere Ende des Zuggliedes über ein in Spannrichtung abgefangenes, weiteres Federglied am Fahrzeugrahmen gehaltert ist, wobei in Ruhestellung der Kupplung beide Federglied sich ohne wesentlichen Federkraftüberschuß in ihrer abgefangenen Stellung befinden.
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EP0227933A3 EP0227933A3 (en) 1987-10-28
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