EP0256975A1

EP0256975A1 - Kupplungsvorrichtung an einem Fahrzeug zur Übertragung einer Zug- oder Stosskraft auf ein weiteres Fahrzeug

Info

Publication number: EP0256975A1
Application number: EP87810394A
Authority: EP
Inventors: Peter Bolli; Heinz Looser; Werner Tanner
Original assignee: Interlego AG; Lego AS
Current assignee: Lego AS
Priority date: 1986-07-21
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1988-02-24
Anticipated expiration: 2007-07-13
Also published as: CZ550787A3; FI90498C; DK376487A; EP0254679B1; EP0256975B1; NO171350B; CN1025288C; JPS6392375A; RU1801023C; IL83246A; AU591789B2; ATE58845T1; ZA875153B; MY100942A; GR3002543T3; DE3764333D1; HUT63964A; HU210010B; CN87105676A; CZ282241B6

Abstract

Zur Uebertragung einer Zug- oder Stosskraft von einem auf einer Fahrbahn beweglichen Triebfahrzeug (4) auf ein weiteres Fahrzeug (1, 2) ist das Triebfahrzeug (4) an jedem seiner anzukoppelnden Enden mit einem abgewinkelten Kupplungsbügel (23, 24) versehen. Jeder Kupplungsbügel (23, 24) ist am Triebfahrzeug (4) an einer Stelle (25) des Triebfahrzeugs (4) in der Höhenrichtung schwenkbar angelenkt, welche bezüglich der Höhe über der Fahrbahn mindestens angenähert an den Orten der Einwirkung der Fortbewegungskraft des Triebfahrzeugs (4) auf die Fahrbahn liegt. Zudem liegen diese Anlenkungspunkte (25) des Kupplungsbügels (23, 24) in Längsrichtung des Triebfahrzeugs (4) benachbart zu einer Ebene, die zu dieser Längsrichtung senkrecht ist und den Schwerpunkt des die Fortbewegungskraft auf die Fahrbahn übertragenden Fahrzeugs (4) enthält. Gleiche Kupplungsbügel (23, 24) sind auch zur Verbindung nichtangetriebener Fahrzeuge (2, 5, 3) vorgesehen. Dadurch wird ein Anheben der Fahrzeuge (1, 2, 3, 4, 5) von der Fahrbahn in unebenen, starke Steigungen und enge Kurven aufweisenden Fahrbahnabschnitten vermieden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsvorrichtung an einem zur Fortbewegung auf einer Fahrbahn bestimmten Fahrzeug, insbesondere an einem Triebfahrzeug, zur Uebertragung einer Zug- oder Stosskraft auf ein weiteres Fahrzeug, wobei mindestens das erstgenannte Fahrzeug mit einem Kupplungsbügel versehen ist, der mindestens einen Arm aufweist, dessen freies Ende am Fahrzeug in der Höhenrichtung des Fahrzeugs schwenkbar angebracht ist.
Kupplungsvorrichtungen dieser Art, insbesondere mit zweiarmigen Kupplungsbügeln, sind seit langer Zeit bekannt. Es zeigt sich jedoch, dass unter widrigen Fahrbahnverhältnissen oder bei ungünstigem Verhältnis des Gewichts des Triebfahrzeugs zum Gewicht des angekuppelten, nichtangetriebenen Fahrzeugs ein Abheben des einen oder anderen Fahrzeugs von der Fahrbahn mit der Folge eines Entgleisens bei profilierten Fahrbahnen bzw. eines Umkippens des einen oder anderen Fahrzeugs bei angenähert glatten Fahrbahnen nicht in jedem Fall unvermeidlich sind. Dies gilt nicht nur und vor allem für Zahnradbahnen, und insbesondere Spielzeug-Zahnradbahnen, bei welch letzteren Steigungen und Kurven der Fahrbahn vom Benützer nicht immer fach männisch, das heisst innerhalb der technisch zulässigen Grenzen, verlegt werden, sondern auch für Anhänger Strassenfahrzeuge beliebiger Art.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb, eine Kupplungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen sicheren Betrieb eines Triebfahrzeugs mit angekuppeltem Anhängefahrzeug im Zug- oder Stossbetrieb auf praktisch beliebiger Fahrbahn ohne Störung ermöglicht, solange die Fortbewegung des Triebfahrzeugs auf der Fahrbahn mittels Adhäsion oder Zahnradantrieb gewährleistst ist.
Erfindungsgemäss weist die Kupplungsvorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.
Durch die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung ist zwischen dem Triebfahrzeug und mindestens einem weiteren, mit diesem verbundenen, nichtangetriebenen Fahrzeug ein Herausdrücken der Fahrzeuge aus der Fahrbahn auch bei ausgesprochen unebenen Fahrbahnen sowie in starken Steigungen und in engen Kurven weitgehend vermieden, indem die für die Fortbewegung massgebende Krafteinleitung bei jedem Fahrzeug an einer Stelle möglichst nahe der Fahrfläche der Fahrbahn und nahe dem Schwerpunkt des betreffenden Fahrzeugs bzw. des betreffenden Fahrgestells des Fahrzeugs erfolgt.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Zeichnungen, welche sich auf eine Spielzeug-Zahnradbahn beziehen, erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ausschnittweise eine Seitenansicht eines aus zusammengesetzten Bausteinen bestehenden, mit einem Zahnradantrieb versehenen Spielzeugzuges, bei welchem Fahrzeuge durch erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtungen verbunden sind;
Fig. 2 eine Oberansicht des Zuges der Fig. 1;
Fig. 3 eine Unteransicht des Zuges der Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Kupplungsbügels der Fahrzeuge der Fig. 1 bis 3;
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Kupplungsbügel der Fig. 4;
Fig. 6 einen Schnitt durch den Kupplungsbügel der Fig. 4;
Fig. 7 eine Seitenansicht einer Fahrzeugplattform eines Fahrzeugs der Fig. 1 bis 3;
Fig. 8 eine Stirnansicht des einen Endes der Fahrzeugplattform der Fig. 7;
Fig. 9 eine Stirnansicht des anderen Endes der Fahrzeugplattform der Fig. 7;
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Triebfahrgestells eines anderen Fahrzeugs mit einer erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des zur Verbindung einer Fahrzeugplattform vorgesehenen Kupplungsbügels des Triebfahrgestells der Fig. 10; und
Fig. 12 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der zur Verbindung mit einem weiteren Fahrzeug vorgesehenen Kupplungsvorrichtung des Triebfahrgestells der Fig. 10.

In den Fig. 1 bis 3 ist beispielsweise eine Ausführungsform einer Spielzeug-Zahnradbahn gezeigt, wobei diese Figuren ausschnittweise in Seitenansicht, Oberansicht und Unteransicht einen in der Art eines Triebwagenzuges aus Bausteinen gebauten Zug darstellen.
Gemäss den Fig. 1 bis 3 weist der dargestellte Zug drei Wagen auf, nämlich einen Kopf- oder Steuerwagen 1, einen Zwischenwagen 2 und einen Schlusswagen 3. Der Kopfwagen 1 ist mit dem Zwischenwagen 2 über ein beidseitig angekuppeltes Fahrgestell 4,und der Zwischenwagen 2 mit dem Schlusswagen 3 über ein beidseitig angekuppeltes Fahrgestell 5 verbunden. Der Kopfwagen 1 und der Schlusswagen 3 sind zudem in ihren äusseren, nicht dargestellten Endbereichen mit je einem Drehgestell versehen. In den Fig. 1 bis 3 sind Aussenverkleidungen der Wagen 1 bis 3 und der Fahrgestelle 4 und 5 nicht dargestellt, mit Aus nahme des Kopfwagens 1, bei welchem eine passende, aus einzelnen Bauelementen zusammengesetzte Wagenverkleidung 8 angedeutet ist. Für den Aufbau beliebiger Wagenverkleidungen hat jeder Wagen 1 bis 3 eine als Wagenchassis dienende Plattform 9, 10 und 11, über welche Plattform die Wagen 1, 2 und 3 auch mit den Fahrgestellen 4 und 5 gekuppelt sind, wie dies nachstehend noch erläutert wird. Zur Aufnahme weiterer Bauelemente sind die Plattformen 9, 10 und 11 in an sich bekannter Weise mit Kupplungszapfen 12 versehen (Fig. 2). Auf ihrer Unterseite sind die Plattformen 9, 10 und 11 als Hohlkörper ausgebildet, die durch Verstrebungen 13 verstärkt sind (Fig. 3).
Die Fahrgestelle 4 und 5 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, abgesehen von Radachsen und Kupplungs- bzw. Befestigungselementen, einstückig aus einem Kunststoff hergestellt. Das zweiachsige Fahrgestell 5, das ein antriebsfreies Lauffahrgestell ist, weist gemäss Fig. 3 eine im wesentlichen hohle Unterseite auf, welche angeformte Lagerteile 14 zur Aufnahme von drehbaren Radachsen 15 hat, von welchen jede mit zwei aufgepressten, drehbaren Rädern 16 mit glatter Lauffläche versehen ist. Ferner weist das Fahrgestell 5 sich paarweise gegenüberstehende und sich im wesentlichen in Längsrichtung erstreckende Wände 21 und 22 auf. Die Wände 21 und 22 dienen als Führungswände des Fahrgestells 5 auf einer mit einer mittigen Zahnstange versehenen glatten Fahrbahn, wobei die Zahnstange in den Zwischenraum zwischen zwei einander gegenüberliegenden Wänden 21 und 22 zu liegen kommt, wenn der dargestellte Zug auf eine solche Fahrbahn gestellt wird.
Auf der Oberseite ist das Fahrgestell 5 beidseitig mit einem aufgesteckten, schwenkbaren Kupplungsbügel 23 bzw. 24 versehen, der um seitliche Zapfen 25 in der Höhenrichtung schwenkbar ist. Die Kupplungsbügel 23 und 24 sind dazu vorgesehen, entsprechende Kupplungselemente an den benachbarten Enden der Plattformen 10 bzw. 11 aufzunehmen. Diese Kupplungsvorrichtung wird später noch anhand der Fig. 4 bis 9 im einzelnen erläutert. Auf seiner Oberseite ist das Fahrgestell ferner mit einigen Kupplungszapfen 12 versehen, welche wie bei den Plattformen, 9, 10 und 11 das Aufstecken von Aufbauten wie Verkleidungen erlauben.
Das Fahrgestell 4 ist, was seine Unterseite betrifft (Fig. 3), grundsätzlich gleich ausgebildet wie das Fahrgestell 5 und weist demnach die gleichen Klemmlaschen 14, Radachsen 15, Räder 16 und Führungswände 21 bzw. 22 auf. Da das Fahrgestell 4 jedoch ein angetriebenes Fahrgestell ist, ist auf seiner Oberseite (Fig. 1 und 2) ein im wesentlichen zylindrischer Elektromotor 26 in senkrechter Lage befestigt. Der Elektromotor 26 hat eine ebenfalls senkrechte Antriebsachse 27 (Fig. 3), welche ein Zahnrad 28 trägt. Das Zahnrad 28 befindet sich demnach auf der Unterseite des Fahrgestells 4 im Bereich der einen Führungswände 22, wobei seine Achse seitlich der Längs-Mittenlinie des Fahrgestells 4 liegt. Das vom Elektromotor 26 vorzugsweise über ein im Elektromotor eingebautes Getriebe angetriebene Zahnrad 28 ist dazu bestimmt, mit einer seitlichen Verzahnung einer beidseitig verzahnten Zahnstange, die, wie bereits erwähnt, mittig auf der glatten Fahrbahn angeordnet ist, in Eingriff zu kommen, um das Fahrgestell 4 und damit den ganzen Zug der Fig. 1 bis 3 bei Erregung des Elektromotors 26 längs der Fahrbahn fortzubewegen.
Die Speisung des Elektromotors 26 erfolgt über einen als Baustein ausgebildeten Stecker 29 (Fig. 1) und ein Speisekabel 30 durch einen auf dem Kopfwagen 1 angeordneten, nicht dargestellten Batteriekasten. Zur Steuerung des Elektromotors 26 ist im Fahrgestell 4 nahe der Unterseite des Elektromotors 26 ein Schieber 32 angeordnet. Der Schieber 32 ist mit Schaltkontakten versehen und kann aus der dargestellten "Aus"-Stellung (Motor von der Batterie getrennt) durch Drücken in der einen oder anderen Querrichtung in eine Schaltung für Vor- bzw. Rückwärtsfahrt des Fahrgestells 4 bzw. des Zuges gebracht werden. Der Schieber 32 steht seitlich etwas über das Fahrgestell 4 vor und hat an den Enden abgeschrägte Flächen. Dies erlaubt es, auf der Fahrbahn Betätigungselemente wie Stifte und dgl. anzuordnen, welche auf den Schieber 32 bei der Durchfahrt des Zuges einwirken und damit einen Halt oder einen Richtungswechsel des Zuges bewirken.
Wie das Fahrgestell 5 ist auch das Fahrgestell 4 mit zwei in seitlichen Zapfen 25 gelagerten Kupplungsbügeln 23 und 24 versehen, um das Fahrgestell 4 mit der Plattform 9 des Kopfwagens 1 bzw. mit der Plattform 10 des Zwischenwagens 2 lösbar zu verbinden. Ferner ist auch der Elektromotor 26 mit einigen Kupplungszapfen 12 zum Aufstecken von Verkleidungen oder dgl. versehen.
Der zum Lauffahrgestell 5 gehörende Kupplungsbügel 23 ist in Fig. 4 perspektivisch, in Fig. 5 in Draufsicht und in Fig. 6 in einem Schnitt dargestellt. Der Kupplungsbügel 23 hat zwei abgewinkelte Arme 65, welche an ihren Enden mit einem Klemmschlitz 66 versehen sind. Mit diesem Klemmschlitz 66 kann jeder Arm 65 des Kupplungsbügels 23 auf einen der seitlich am Fahrgestell 5 angeformten Zapfen 25 aufgebracht werden, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.
Im mittleren Jochteil 67 weist der Kupplungsbügel 23 einen Schlitz 68 auf, wobei im inneren Teil des Schlitzes 68 die obere und untere Schlitzwand mit einer kleinen, nutartigen Vertiefung 69 versehen sind.
Der Schlitz 68 des Kupplungsbügels 23 dient der Aufnahme einer entsprechenden Kupplungszunge, welche an den Enden der Plattformen 9, 10 und 11 angebracht sind. In den Fig. 7 bis 9 ist die Plattform 10 des Zwischenwagens 2 (Fig. 1) ausschnittsweise, aber in grösserem Massstab dargestellt. An jeder Stirnseite ist die Plattform 10 mit einer angeformten Zunge 70 bzw. 71 versehen. An ihren äusseren Enden weisen die Zungen 70, 71 je einen oberen und unteren Rastknopf 72 auf. Beim Einstecken einer Zunge 70 oder 71 in den Schlitz 68 des Kupplungsbügels 23 (Fig. 4 bis 6) drücken die Rastknöpfe 72 die obere und untere Schlitzwand etwas voneinander und rasten in die nutartigen Ausnehmungen 69 (Fig. 5, 6) ein, so dass die Zunge 70 oder 71 im Schlitz 68 festgehalten ist, das heisst die Plattform 10 mit dem Kupplungsbügel 23 und damit mit dem Fahrgestell 5 gekuppelt ist. Zum Entkuppeln wird die Plattform 10 vom Kupplungsbügel 23 einfach abgezogen. Die gleiche Kupplungsausbildung liegt auch bei den weiteren Kupplungsbügeln 23, 24 und den zu kuppelnden Enden der Plattformen 9, 10 und 11 der Fig. 1 vor.
Aus den Fig. 7 bis 9 geht hervor, dass die Zunge 70 am einen Ende der Plattform 10 des Zwischenwagens 2 eine andere Querschnittsform als die Zunge 71 am anderen Ende der Plattform 10 hat. Die Zunge 70 (Fig. 8) hat einen rechteckigen Querschnitt, während die Querschnittsform der Zunge 71 (Fig. 9) ähnlichen der Form eines Rhombus ist. Die Zunge 70 (Rechteck) bewirkt im Schlitz 68 des Kupplungsbügels 23, 24 eine bezüglich der Drehrichtung um die Längsachse der Plattform 10 starre Verbindung, da die Zunge 70 an der oberen und unteren Wand des Schlitzes 68 anliegt. Die Zunge 71 (Rhombus) erlaubt dagegen im Schlitz 68 in geringem Mass ein Hin- und Herschwenken. Falls alle Wagen 1 bis 3 der Fig. 1 über die Fahrgestelle 4 und 5 in der genannten Drehrichtung starr gekuppelt sind, indem alle Zungen wie die Zunge 70 (fig. 8) ausgebildet sind, so ergibt sich der Nachteil, dass sich Wagen in sehr engen Kurven, insbesondere in solchen in Steigungen, von der Fahrbahn abheben können. Werden dagegen nur Zungen gemäss der Zunge 71 (Fig. 9) vorgesehen, so kann sich bei jeder Geschwindigkeit des Zuges ein unruhiger Lauf der Wagen ergeben. Somit ist es günstig, beide Formen von Zungen 70 und 71 gemischt anzuwenden, was dadurch ohne weiteres möglich ist, dass der Schlitz 68 des Kupplungsbügels 23 bzw. 24 beide Zungen 70 und 71 aufnehmen kann.
Mit dem nichtangetriebenen Fahrgestell 5 stimmt das angetriebene Fahrgestell 4 bis auf den aufgebrachten Elektromotor 26 (Fig. 1) überein, so dass beim angetriebenen Fahrgestell 4 der Fig. 1 die Ausbildung und Anordnung des Kupplungsbügels 23 bzw. 24 gleich ist wie beim Lauffahrgestell 5.
Die insbesondere aus der Fig. 1 und den Fig. 4 bis 6 ersichtliche Anordnung der Kupplungsbügel 23, 24 an den Fahrgestellen 4 und 5 zeigt den Vorteil der erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung weil sie es ermöglicht, die Fahrbahn mit unüblich starken Steigungen, auch verbunden mit sehr engen Kurven, zu verlegen, ohne dass Gefahr bestehen würde, dass sich das Triebfahrzeug und an dieses angekuppelte weitere Fahrzeuge von der Fahrbahn abheben und damit "entgleisen" bzw. "abstürzen" würden. Die erfindungsgemässe Massnahme besteht darin, dass die Angriffspunkte der Kraftübertragung von einem Fahrgestell auf einen mit diesem Fahrgestell gekuppelten Wagen bzw. auf dessen als Fahrzeugchassis dienende Plattform an Stellen am Fahrzeuggestell selber vorgesehen sind, die bezüglich der Fahrbahn bzw. des Fahrgestells bestimmte Anordnungen entsprechend den konstruktiven Möglichkeiten mindestens angenähert vollständig erfüllen. Diese Anordnungen sind die folgenden:

1) Die genannten Angriffspunkte sollen in der Höhenrichtung (in der senkrechten Richtung) bezüglich der Fahrbahn möglichst nahe denjenigen Stellen liegen, die an der Fahrbahn und am Fahrgestell an einer Krafteinwirkung für den Vorschub des Fahrgestells und der mit diesem gekuppelten Wagen beteiligt sind. Diese Stellen sind demnach einerseits beim angetriebenen Fahrgestell die Eingriffstelle des Zahnrades des Antriebsmotors in die Verzahnung der Zahnstange, und andererseits bei allen Fahrgestellen die Auflagepunkte ihrer Räder auf den glatten Fahrflächen der Fahrbahn. Daraus ergibt sich die erste Vorschrift, dass die Kupplungshebel 23, 24 an die Fahrgestelle 4, 5 so tief als möglich, das heisst auf dem Niveau der Zahnstange und möglichst nahe den Fahrflächen angelenkt sein sollen. Aus der Fig. 1 ergibt sich, dass die bezüglich der Fahrbahn tiefe Lage der seitlichen Zapfen 25 der Fahrgestelle 4, 5 dieser Vorschrift nachkommt.
2) Die genannten Angriffspunkte sollen darüberhinaus benachbart, das heisst, so nahe wie konstruktiv möglich zu einer Ebene liegen, welche zur Längsrichtung des Fahrgestells senkrecht ist und den Schwerpunkt des Fahrgestells enthält. Bei den in der Fig. 1 dargestellten Fahrgestellen 4 und 5 liegt diese Ebene in der Mitte der Fahrgestelle quer zur Längsrichtung des dargestellten Zuges. Somit sind die seitlichen Zapfen 25 der Fahrgestelle 4, 5 für die Kupplungsbügel 23 und 24 sehr nahe diesen Fahrgestellmitten ausgebildet. Die Kupplungsbügel 23, 24 weisen, in eher unüblicher Art, entsprechend lange und geneigte Arme 65 auf (Fig. 6), damit gemäss Fig. 1 die Kupplung der Fahrgestelle 4 und 5 mit den Plattformen 9, 10 bzw. 10, 11 der benachbarten Fahrzeuge 1, 2 bzw. 2, 3 an den Enden der Fahrgestelle möglich ist.

Die Erfüllung der beiden oben erwähnten Anforderungen durch die in Fig. 1 dargestellte Anlenkung der Kupplungsbügel 23 und 24 an die Fahrgestelle 4 und 5 bewirkt, dass alle Kräfte, die von den Fahrgestellen 4, 5 auf die gekuppelten Plattformen 9, 10, 11 übertragen werden, eine hauptsächliche, stark überwiegende Komponente haben, welche parallel zur Fahrbahn liegt. Die dazu senkrechte, das heisst nach oben gerichtete Kraftkomponente ist ganz wesentlich kleiner. Dies bedeutet, dass nur ein vernachlässigbar kleines Moment erzeugt wird, welches bestrebt ist, die Fahrgestelle und die damit gekuppelten Wagen im Betrieb senkrecht zur Fahrbahn nach oben von dieser abzuheben. Da zudem die seitliche Verzahnung der Zahnstange ein Aufklettern des mit der Verzahnung in Eingriff stehenden Antriebszahnrades 28 aus der Verzahnung verhindert, weist die vorliegende Zahnradbahn eine sehr hohe Standfestigkeit auf, auch wenn die Fahrbahn in starken Steigungen und engen Kurven ohne passende Stützpfeiler (also "freihängend") verlegt ist. Eine Steigungsgrenze ist im wesentlichen erst dann erreicht, wenn in der Steigung die durch den Schwerpunkt eines Fahrgestells gehende lotrechte Ebene die Auflagepunkte der auf der betroffenen Radachse liegenden Räder auf der Fahrbahn schneidet. Dies entspricht bei der vorliegenden Zahnradbahn einer Steigung der Fahrbahn von wesentlich mehr als 100 %. Zudem bestehen bei der vorliegenden Zahnradbahn die genannten Vorteile unabhängig davon, ob das Triebfahrzeug weitere angekuppelte Fahrzeuge zieht oder schiebt.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein aus mehreren Wagen 1, 2, 3 bestehender Zug beispielsweise dargestellt. Es ist verständlich, dass auch andere, praktisch beliebige Zusammenstellungen von Fahrgestellen 4, 5 mit angekuppelten Wagen bzw. Plattformen unter Verwendung von Enddrehgestellen mit den erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtungen möglich sind. Insbesondere kann das Triebfahrzeug ein einzelner Triebwagen sein, der unter Bezugnahme auf Fig. 1 aus einem angetriebenen Fahrgestell 4 und einem mittels eines Kupplungsbügels 23 angekuppelten Wagen 1 mit einem Lauf-Drehgestelle bestehen würde, wobei weitere Wagenverkleidungen (nicht dargestellt) angeordnet wären und der Kupplungsbügel 24 am äusseren Ende des Fahrgestells 4 entfallen könnte.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung wird anhand der Fig. 10 bis 12 erläutert. Diese bezieht sich auf ein angetriebenes Fahrgestell 87 einer Elektro-Lokomotove einer Spielzeug-Zahnradbahn, welche mit dem Fahrgestell 87 verbundene Kupplungsvorrichtungen 89 und 102 aufweist. Die Lokomotive ist wiederum für eine Fahrbahn bestimmt, welche ein glatte Fahrfläche 90 und eine auf der Fahrbahn mittig angeordnete Zahnstange 91 mit beidseitigen Verzahnungen hat. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 10 zeichnet sich dadurch aus, dass das Fahrgestell 87 durch Aufeinanderstecken mehrerer Bauteile gebildet ist. In der Darstellung der Fig. 10 sind auf Achsen 95 aufgesteckte Räder übersichtshalber weggelassen.
Das angetriebene Fahrgestell 87 setzt sich gemäss Fig. 10 aus den folgenden Bauelementen zusammen:

- einem Führungs- und Grundbauelement 93, das sich über die ganze Länge des Fahrgestells 87 erstreckt, und welches einerseits als Basis für den Aufbau weiterer Bauelemente und andererseits als Gleitführungselement des Fahrgestells 87 längs der Zahnstange 91 ausgebildet ist;

- zwei auf dem Führungsbauelement 93 aufgesteckten Lagerplatten 94, welche Oeffnungen zur Aufnahme je einer Radachse 95 aufweisen, auf welcher zwei Laufräder 96 (in Fig. 10 nur das hintere Laufrad 96 sichtbar) mit glatten Laufflächen für die seitig der Zahnstange 91 befindlichen glatten Fahrflächen 90 der Fahrbahn angeordnet sind;

- einer auf die Lagerplatten 94 aufgesteckten Antriebseinheit 97, welche zwei Längsplattenteile 98, zwei vorstehende Seitenplattenteile 99 (nur ein Seitenplattenteil 99 in Fig. 10 sichtbar) und einen Elektromotor 100 enthält, dessen Antriebsachse mit dem bereits erwähnten Antriebszahnrad 28 versehen ist, das mit der einen Verzahnung der Zahnstange 91 in Eingriff steht;

- zwei Haltebügeln 101, welche auf die Antriebseinheit 97 und das Führungsbauelement 93 aufgesteckt sind und somit das Führungsbauelement 93, die Lagerplatten 94 und die Antriebseinheit 97 als Baueinheit zusammenhalten;

- einem Verbindungsbügel 102, der an das Führungsbauelement 93 angelenkt ist und dazu vorgesehen ist, das Fahrgestell 87 drehbar mit einer Plattform der Lokomotive zu verbinden; und

- der bereits erwähnten Kupplungsvorrichtung 89, die einen ebenfalls an das Führungsbauelement 93 angelenkten Kupplungsbügel 103 enthält und die dazu ausgebildet ist, das Fahrgestell 87 und damit die Lokomotive mit einem weiteren Fahrzeug zu kuppeln.
Der an das Führungsbauelement 93 angelenkte Verbindungsbügel 102 der Kupplungsvorrichtung 89 der Fig. 10 ist in Fig. 11 dargestellt. Der Verbindungsbügel 102 weist zwei Arme 113 auf, die an ihren Enden mit einem Klemmschlitz 114 versehen sind, derart dass die Arme 113 auf die inneren Lagerzapfen 111c (Fig. 10) steckbar sind. Das Jochteil des Verbindungsbügels 102 weist eine schlitzartige Oeffnung 115 auf, in welcher ein Zapfen 116 ausgebildet ist. Der Verbindungsbügel 102 dient dazu, das Fahrgestell 87 mit einer Plattform der Lokomotive schwenkbar zu verbinden, indem der Zapfen 116 in eine entsprechende waagrechte Klemmlasche der Plattform einrastbar ist. Eine in der Höhenrichtung mögliche Schwenkbewegung des Verbindungsbügels 102 ist nach unten dadurch beschränkt, dass seine Arme 113 an den benachbarten Vorsprüngen 112 des Führungsbauelements 93 anstossen (Fig. 10).
Der an das Führungsbauelement 93 angelenkte Kupplungsbügel 103 der Kupplungsvorrrichtung 89 ist in Fig. 12 dargestellt. Der Kupplungsbügel 103 weist ebenfalls zwei Arme 117 und 118 auf, die in ihren Endbereichen mit je einem Loch 119 versehen sind. Somit ist der Kupplungsbügel 103, wie auch aus Fig. 10 ersichtlich, auf die äusseren Lagerzapfen 111a aufsteckbar, wobei eine in der Höhenrichtung mögliche Schwenkbewegung des Kupplungsbügels 103 nach unten dadurch beschränkt ist, dass Verlängerungen 120 der Arme 117, 118 an den benachbarten Vorsprüngen 112 des Führungsbauelements 93 anstossen.
Das Jochteil des Kupplungsbügels 103 weist ebenfalls eine schlitzartige Oeffnung 121 auf, in welcher ein Zapfen 122 ausgebildet ist. Die Oeffnung 121 und der Zapfen 122 dienen der Aufnahme einer Klemmlasche 123 eines weiteren zweiarmigen Bügels 124, dessen beide Arme 125 je ein Loch 126 haben. Ein Magnethalter 127, der einen Permanentmagneten 128 umfasst, ist mit zwei Lagerzapfen 129 versehen, welche in die Löcher 126 passen. Im montierten Zustand (Fig. 10) kann deshalb der Magnethalter 127 zwischen den Armen 125 des Bügels 124 drehen. In an sich bekannter Weise können sich deshalb die Permanentmagnete 128 gleichartiger Kupplungsvorrichtungen 89 von zwei aneinanderstossenden Fahrzeugen so drehen, dass der Nordpol des einen Magneten dem Südpol des anderen Magneten gegenübersteht, so dass dann eine magnetische Kupplung der beiden Fahrzeuge zustande kommt.
Gemäss Fig. 10 ist als weiteres Bauelement die Antriebseinheit 97 auf die Lagerplatten 94 aufgesetzt.
Um die angeführten Bauelemente, nämlich das Führungsbau - element 93, die Lagerplatten 94 und die Antriebseinheit 97 zusammenzuhalten, sind die beiden Haltebügel 101 (Fig. 10) vorhanden, welche auf entsprechende Kupplungszapfen der Längsplattenteile 98 der Antriebseinheit 97 gesteckt werden und welche mit an ihren Armen vorgesehenen Klemmschlitzen in die verbleibenden Lagerzapfen 111b und 111d des Führungsbauelementes 93 eingerastet werden.
Es ist aus Fig. 10 ersichtlich, dass auch bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung die kräfteübertragenden Elemente, nämlich der Verbindungsbügel 102 und der Kupplungsbügel 103 in den Lagerzapfen 111c bzw. 111a sehr nahe den Fahrflächen 90 und nahe der Schwerpunktsebene am Fahrgestell 87 angelenkt sind, so dass die Standfestigkeit der mit dem Fahrgestell 87 versehenden Lokomotive und der an diese angehängten weiteren Fahrzeuge auf der Fahrbahn auch bei dieser Ausführungsform bis zur natürlichen Kippgrenze gewährleistet ist.
Die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung ist vorgängig anhand einer Spielzeug-Zahnradbahn erläutert worden, weil bei einer solchen Analage die Probleme eines durch Abheben der Fahrzeuge von der Fahrbahn gestörten Betriebs besonders akut sind. Die vorliegende Kupplungsvorrichtung kann jedoch auch bei anderen Fahrzeugen mit Vorteil angewendet werden, insbesondere auch bei Strassenfahrzeugen, also beispielsweise zwisxchen einem Lastkraftwagen und einem Anhänger, zwischen einem Traktor und einem angehängten Maschinenfahrzeug oder zwischen einem Automobil und einem Wohnwagen, usw. Diese Anwendungen der erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung sind bei Strassenfahrzeugen dann vor allem von Vorteil, wenn der Fahrzeugzug (Zugfahrzeug und Anhänger) ausgesprochen unebene bzw. starke Steigungen und enge Kurven aufweisende Strassenabschnitte zu befahren haben, unter welchen Umständen eine Abweichung der durch die Strassenverhältnisse aufgezwungenen Fahrrichtung des Anhängefahrzeugs von der Fahrrichtung des Zugfahrzeugs derart stark abweicht, dass bei Anordnung bekannter Kupplungsvorrichtungen ein Umkippen des Anhängefahrzeugs oder sogar des Zugfahrzeugs praktisch unvermeidlich ist.
Bei Strassenfahrzeugen wird der erfindungsgemäss vorgesehene Kupplungsbügel in analoger Weise ausgebildet und angeordnet wie bei der beschriebenen Spielzeug-Zahnradbahn. Demnach werden die beiden Arme des Kupplungsbügels (bzw. der Arm des Kupplungsbügels, falls nur ein einziger Arm vorgesehen ist) am Zugfahrzeug erstens unter Berücksichtigung der erforderlichen Bodenfreiheit möglichst tief, das heisst möglichst nahe der Lauffläche der angetriebenen Räder des Zugfahrzeugs auf dem Boden, und zweitens möglichst nahe der zur Strasse senkrechten Ebene, welche den Schwerpunkt des angetriebenen Fahrgestells des Zugfahrzeugs enthält, angelenkt. Eine solche konstruktiv durchaus realisierbare Ausbildung und Anordnung der Kupplungsvorrichtung steht zwar im Gegensatz zu bekannten Anordnungen, vermag aber in vielen bezüglich Fahrbahnzustand extremen Lagen eine sichere Fortbewegung des Zugfahrzeugs und des mit diesem gekuppelten Anhängefahrzeugs sowohl im normalen Zugbetrieb als auch im Stossbetrieb sicherzustellen.

Claims

1. Kupplungsvorrichtung an einem zur Fortbewegung auf einer Fahrbahn bestimmten Fahrzeug (4), insbesondere an einem Triebfahrzeug, zur Uebertragung einer Zug- oder Stosskraft auf ein weiteres Fahrzeug (1,2), wobei mindestens das erstgenannte Fahrzeug (4) mit einem Kupplungsbügel (23,24) versehen ist, der mindestens einen Arm (65) aufweist, dessen freies Ende am Fahrzeug (4) in der Höhenrichtung des Fahrzeugs (4) schwenkbar angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkstelle (25) des bzw. jedes Arms (65) des Kupplungsbügels (23,24) einerseits in der Höhenrichtung des Fahrzeugs (4) mindestens angenähert an den Orten der Einwirkung einer Fortbewegungskraft vom Fahrzeug (4) auf die Fahrbahn und andererseits in der Längsrichtung des Fahrzeugs (4) benachbart zu einer zu dieser Längsrichtung senkrechten, den Schwerpunkt eines die Fortbewegungskraft auf die Fahrbahn übertragenden Fahrzeugteils enthaltenden Ebene vorgesehen ist.

2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. jeder Arm (65) des Kupplungsbügels (23,24) in der Höhenrichtung des Fahrzeugs (4) abgewinkelt ist.

3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbügel (23,24) zwei an den Enden eines Jochteils (67) angebrachte Arme (65) aufweist.

4. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 an einem Fahrzeug einer Spielzeug-Zahnradbahn, dadurch gekennzeichnet, dass das Triebfahrzeug ein Fahrgestell (4) hat, auf welchem ein Antriebsmotor (26) mit einem zum Eingriff in eine Zahnstange der Fahrbahn bestimmten Antriebszahnrad (28) angeordnet ist, und dass die Schwenkstelle des Arms bzw. jedes Arms (65) des Kupplungsbügels (23,24) am Fahrgestell (4) mindestens angenähert in der Höhe des Antriebszahnrads (28) und in der Längsrichtung des Fahrgestells benachbart zu der zur Längsrichtung des Fahrgestells (4) senkrechten, den Schwerpunkt des Fahrgestells (4) enthaltenden Ebene vorgesehen ist.

5. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Triebfahrzeug und/oder ein weiteres, mit dem Triebfahrzeug kuppelbares Fahrzeug mit mindestens einem nichtangetriebenen Lauffahrgestell (5) versehen ist, welches Gleit- oder Rollführungsmittel (21,22) für die Fahrbahn aufweist, und dass am Lauffahrgestell (5) ebenfalls ein mindestens einen Arm (65) aufweisender Kupplungsbügel (23,24) in der Höhenrichtung schwenkbar angebracht ist, wobei die Schwenkstelle (25) des Arms bzw. jedes Arms (65) des Kupplungsbügels (23,24) mindestens angenähert in der Höhe der Gleit- oder Rollführungsmittel (21,22) des Lauffahrgestells (5) und in der Längsrichtung des Lauffahrgestells (5) benachbart zu einer zur Längsrichtung des Lauffahrgestells (5) senkrechten, den Schwerpunkt des Lauffahrgestells (5) enthaltenden Ebene vorgesehen ist.

6. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbügel (23,24) des Fahrgestells (4,5) einen Kupplungsteil (67) enthält, in welchem ein Schlitz (68) ausgebildet ist, und dass eine Plattform (9,10,11) eines mit dem Kupplungsbügel (23,24) zu verbindenden Fahrzeugs mindestens an ihrem einen Ende mit einer in den Schlitz (68) einführbaren und im Schlitz (68) einrastbaren Kupplungszunge (70,71) versehen ist.

7. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungszunge (70,71) mit mindestens einem Nocken (72) und der Schlitz (68) mit einer entsprechenden Vertiefung (69) versehen sind.

8. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungszunge (70) einen rechteckförmigen, in den Schlitz (68) passenden Querschnitt hat.

9. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungszunge (71) einen abgerundeten oder abgeschrägten, in den Schlitz (68) passenden Querschnitt hat, beispielsweise in der Form eines Rhombus.

10. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbügel (103) des Fahrgestells (87) einen angelenkten Halter (124, 127) mit einem drehbaren Magneten (128) trägt (Fig. 10, 12).