EP0501244B1

EP0501244B1 - Selbsttätige Kupplung für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: EP0501244B1
Application number: EP92102429A
Authority: EP
Inventors: Axel Dr. Schelle
Original assignee: Unicupler GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: Unicupler GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1992-02-13
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2012-02-13
Also published as: ATE110660T1; DE59200422D1; DE4106421A1; EP0501244A1

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Kupplung für Schienenfahrzeuge, mit einem insbesondere als starrkuppelnder Willison-Kupplungskopf ausgebildeten Kupplungskopf und mit einer Leitungskupplung mit vornstehendem, elastisch rückdrückbarem und im Kupplungszustand pneuamtisch nach vorne, in Andrückrichtung an einen Gegenleitungskupplungskopf, belastetem Leitungskupplungskopf.
Eine derartige Kupplung ist aus der DE-OS 2 022 201 bekannt. Eine ähnliche Kupplung mit vornstehendem, federnd rückverschieblichem Leitungskupplungskopf zeigt die DE-OS 1 937 880. Bei Kupplungen der eingangs genannten Art muß der Leitungskupplungskopf relativ weit gegen Federkraft rückverschieblich sein, um sicherzustellen, daß während Kupplungs- und Entkupplungsvorgängen der Leitungskupplungskopf von Teilen der Gegenkupplung nicht beschädigt wird. Aus der DE-OS 1 605 175 ist es zum Vermeiden derartiger Beschädigungen bekannt, den Leitungskupplungskopf nicht nur gegen Federkraft rückverschieblich, sondern zusätzlich zur Seite auslenkbar zu haltern. Zur pneumatischen Unterstützung, d.h. Belastung des Leistungskupplungskopfes nach vorne zum Erzielen einer dichtenden Pressung am Kupplungs-Dichtungsring zur Gegenleitungskupplung, mußten bei diesen federnd vornestehenden Leitungskupplungen langhubige Zylinder bzw. Kolbendichtungsführungen vorgesehen werden, was hinsichtlich Bauaufwand, Wartung und Beschädigungsgefahr ungünstig ist.
Es sind auch bereits selbsttätige Kupplungen für Schienenfahrzeuge bekannt, welche abweichend zu den eingangs genannten Merkmalen keinen vornstehenden, elastisch rückdrückbaren Leitungskupplungskopf, sondern einen über ein Gestänge in Abhängigkeit vom Fehlen oder Vorhandensein einer Gegenkupplung in eine rückwärtige Ruhestellung bzw. eine vordere Kupplungsstellung beweglichen Leitungskupplungskopf aufweisen. Auch für derartige Kupplungen ist eine pneumatische Unterstützung des Leitungskupplungskopfes in dessen vorderer Kupplungsstellung bekannt, wobei durch Verwendung eines besonderen Antriebsgestänges gemäß der DE-OS 1 816 484, eines die Relativbeweglichkeit zweier dem Vorschubgetriebe des Leitungskupplungskopfes zugehörender Betätigungshebel vermindernden Überbrückungshebels gemäß Fig.4 der DE-OS 1 605 166 oder eines mit einem Vorschwenkhebel gekoppelten, durch Reibschluß den Leitungskupplungskopf gegen ein Rücklaufen sichernden Sperrhebels Kurzhubzylinder verwendbar sind. Diese bekannten Anordnungen sind jedoch nur bei Vorhandensein des vorstehend erwähnten, in Abhängigkeit von einer Gegenkupplung betätigbaren Vorschubgetriebes verwendbar, sie sind nicht auf Kupplungen der eingangs genannten Art mit vornstehendem, elastisch rückdrückbarem Leitungskupplungskopf übertragbar.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine selbsttätige Kupplung der eingangs genannten Art, also mit vornstehendem, elastisch rückdrückbaren Leitungskupplungskopf, derart auszugestalten, daß bei einfachem Aufbau und betriebssicherer Funktion lediglich ein Kurzhubzylinder mit dessen Vorteilen für die pneumatische Unterstützung des Leitungskupplungskopfes in dessen Kupplungszustand erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer selbsttätigen Kupplung der eingangs genannten Art gelöst durch einen einen Zylinderkörper und einen Kolben aufweisenden Kurzhubzylinder, dessen eines Teil - Zylinderkörper oder Kolben - mit dem Leitungskupplungskopf gekoppelt ist, derart, daß dieses Teil bei Druckbeaufschlagung des Kurzhubzylinders eine nach vorne gerichtete Kraft auf den Leitungskupplungskopf ausübt, und dessen anderes Teil - Kolben oder Zylinderkörper - relativverschieblich zum Kupplungskopf und zum Leitungskupplungskopf gelagert ist, und des weiteren durch ein nur bei Druckbeaufschlagung des Kurzhubzylinders entgegen Federkraft eingerastetes Gesperre, welches zwischen dem anderen Teil und dem Kupplungskopf eingeordnet ist, und welches in seiner Einraststellung das andere Teil in einer Stellung relativ zum Kupplungskopf gegen eine Rückwärtsbewegung sperrt, in welcher Stellung das eine Teil bei gekuppeltem Leitungskupplungskopf sich nahe seiner vorderen Endstellung relativ zum anderen Teil befindet.
Nach der weiteren Erfindung vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten einer derartig ausgebildeten Kupplung zeigen die Merkmale der Unteransprüche auf.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine nach der Erfindung ausgebildete Kupplung in ihren erfindungswesentlichen Teilen schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig.1: die Kupplung im Entkupplungs- und
Fig.2: die Kupplung im Kupplungszustand.

In den Figuren ist ein Leitungskupplungskopf 1 dargestgellt, welcher mit einen nach rückwärts auskragenden Leitungsrohr 2 versehen ist. Der Leitungskupplungskopf 1 mit Leitungsrohr 2 ist über nicht dargestellte Führungen in einem Kupplungskopf, vorzugsweise einen starrkuppelnden Willison-Kupplungskopf in Richtung der Längsachse 3 verschieblich gehaltert, eine ebenfalls nicht dargestellte Feder belastet ihn in Richtung des Pfeiles 4, d.h. in Verschieberichtung nach vorne. Die zu kuppelnde, nicht dargestellte Rohrleitung des Schienenfahrzeuges ist an das Leitungsrohr 2 vermittels einer abgedichteten Teleskopführung, eines Schlauchzwischenstückes oder dgl. beweglich angekoppelt. In beliebiger Richtung neben dem Leitungsrohr 2, vorzugsweise unterhalb des Leitungsrohres 2 befindet sich ein Kurzhubzylinder 5 mit einem Koben 6 und einem Zylinderkörper 7. Der Kolben 6 trägt eine nach vorne, in Richtung des Pfeiles 4 ragende Kolbenstange 8, deren Ende an einem am Leitungsrohr 2 festen Lagerbock 9 angelenkt ist. Rückseitig des Kolbens 6 befindet sich im Zylinderkörper 7 ein Zylinderraum 10, welcher über eine Schlauchleitung 11 aus dem Leitungsrohr 2 druckbeaufschlagbar ist. Von vorne ist der Kolben 6 von einer Rückdruckfeder 12 belastet. Der Zylinderkörper 7 ist in nicht dargestellter Weise parallel zur Längsachse 3 relativverschieblich zum Leitungsrohr 2 gelagert. An der dem Leitungsrohr 2 abgewandten Seite befindet sich am Zylinderkörper 7 ein nach vorne auskragender Lagerbock 13, an dessen Ende ein Winkelhebel 14 an seinem Scheitelpunkt drehbar angelenkt ist. An der Kolbenstange 8 befindet sich ein kurzer, in Richtung zum Lagerbock 13 auskragender Lagerbock 15, an welchem ein Schenkelende 16 des Winkelhebels 14 vermittels einer Koppelhebels 17 angelenkt ist. Die Anordnung ist derart getroffen, daß bei nahe seiner rückwärtigen Endstellung im Zylinderkörper 7 befindlichem Kolben 6, wie es in Fig.1 dargestellt ist, der Koppelhebel 17 sich vom Lagerbock 15 etwa parallel zur Längsachse 3 nach vorne erstreckt, der das Schenkelende 16 aufweisende Schenkel des Winkelhebels 14 sich von der Anlenkung des Winkelhebels 14 am Lagerbock 13 etwa rechtwinklig zum Leitungsrohr 2 hin erstreckt, und der andere Schenkel 18 des Winkelhebels 14 sich etwa parallel zur Längsachse 3 nach vorner erstreckt. Eine Gehäusewandung 19 des im übrigen nicht dargestellten Kupplungskopfes, welche sich dem Leitungsrohr 2 abgewandt seitlich etwa neben dem Lagerbock 13 befindet, weist eine nach vorne gerichtete Anschlagfläche 20 auf, gegen welche sich der Schenkel 18 bei Linksdrehen des Winkelhebels 14, ausgehend von Fig.1, von vorne anzulegen vermag.
Im ungekuppelten Zustand bei drucklosem Leitungsrohr 2 und demgemäß drucklosem Zylinderraum 10 nehmen die Teile der Kupplung die aus Fig.1 ersichtlichen, vorstehend beschriebenen Lagen ein, der Leitungskupplungskopf 1 mitsamt den Leitungsrohr 2, der Kolbenstange 8, dem Kurzhubzylinder 5 und dem Winkelhebel 14 ist gegen die erwähnte, nicht dargestellte Feder relativ zum Kupplungskopf, also auch zur Gehäusewandung 19 mit Anschlagfläche 20, rückverschieblich.
Beim Kupplungsvorgang, in dessen Anfangsphasen der Leitungskupplungskopf 1 durch Teile der Gegenkupplung zurückgedrückt worden sein und federnd wieder sich vorbewegt haben kann, wird bei am nicht dargestellten Gegenleitungskupplungskopf bereits unter seiner Federbelastung anliegenden Leitungskunpplungskopf 1 das Leitungsrohr 2 und damit der Zylinderraum 10 druckmittelbeaufschlagt. Durch die dabei auftretende Relativverschiebung zwischen Zylinderkörper 7 und Kolben 6 wird die Kolbenstange 8 nach vorne ausgefahren, wobei über den Koppelhebel 17 der Winkelhebel 14 um ca. 90° nach links gedreht wird. Der Schenkel 18 des Winkelhebels 14 gelangt dabei nach anfänglicher, geringer Rückverschiebung des Zylinderkörpers 7 relativ zum Kupplungskopf von vorne in Anlage an die Anschlagfläche 20 und hindert über den Lagerbock 13 den Zylinderkörper 7 an einer weiteren Verschiebung relativ zum Kupplungskopf nach rückwärts. Der Kolben 6 drückt unter seiner Druckmittelbeaufschlagung aus dem Zylinderraum 10 über die Kolbenstange 8 und den Lagerbock 9 das Leitungsrohr 2 und damit den Leitungskupplungskopf 1 nach vorne und somit fest gegen den nicht dargestellten Gegenleitungskupplungskopf an, wodurch die ebenfalls nicht dargestellten Leitungskupplungsringe fest und damit dicht gegeneinander angedrückt werden. Die Teile der Kupplung befinden sich hierbei in der aus Fig.2 ersichtlichen Lage, wobei sich der Kolben 6 im Zylinerkörper 7 nahe seiner vorderen Endstellung befindet.
In Abänderung zu vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, anstelle des Lagerbockes 15 einen Ansatz an der Kolbenstange 8 anzuordnen, der mit einer parallel zur Längsachse verlaufenden Anschlagfläche ähnlich der Fläche 21 des Lagerbockes 15 (s. Fig.2) ausgestattet ist; der Koppelhebel 17 entfällt bei dieser Ausführung. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß, ähnlich zum Lagerbock 15, der Ansatz sich bei drucklosem Kurzhubzylinder 5 entsprechend Fig.1 nach rückwärts versetzt hinter dem rechtwinklig in Richtung zum Leitungsrohr 2 auskragenden Schenkelende 16 befindet; bei Druckmittelbeaufschlagung des Kurzhubzylinders 5 und sich relativ zum Winkelhebel 14 vorverschiebenden Ansatz läuft dieser gegen das Schenkelende 16 an, dreht hierdurch den Winkelhebel 14 in die Aus Fig.2 ersichtliche Lage mit Abstützung gegen die Anschlagfläche 20 und verbleibt sodann mit seiner Anschlagfläche 21 dicht vor dem leitungsrohrseitigen Schenkelende 16, wodurch ein Rückdrehen des Winkelhebels 14 formschlüssig ausgeschlossen ist.
Eine andere Abänderungsmöglichkeit besteht darin, den Kolben und den Zylinderkörper des Kurzhubzylinders hinsichtlich ihrer Anlenkungen und Koppelungen mit dem Leitungsrohr 2 bzw. dem Winkelhebel 14 zu vertauschen. Bei dieser Ausführung ist es möglich, den Zylinderkörper 7 fest mit dem Leitungsrohr 2 zu verbinden, so daß anstelle der Schlauchleitung 11 eine kurze, feste Rohrverbindung vom Leitungsrohr 2 zum Zylinderraum 10 vorgesehen werden kann.
In einer weiteren Abänderung zum Ausführungsbeispiel kann der Kurzhubzylinder als Membranzylinder ausgebildet sein.
Bei allen Ausführungsformen der Kupplung ist wesentlich, daß im gekuppelten Zustand der Leitungskupplung der Leitungskupplungskopf entgegen der pneumatischen Belastung durch den Kurzhubzylinder elastisch rückdrückbar ist, daß also nur ein nichtstarr mit dem Leitungskupplungskopf gekoppeltes Teil des Kurzhubzylinders gegen Rückverschiebung gesperrt ist. Hierdurch werden Beschädigungen des Leitungskupplungskopfes vermieden.
Der Ausdruck "vorne" und die Richtung des Pfeiles 4 bzw. der Längsachse 3 sind vorstehend auf die Leitungskupplung bezogen, d.h., ihre Richtungen können von der Kupplungslängsachse und der auf den Kupplungskopf bezogenen nach-vorne-Richtung beachtlich abweichen: Bei Willison-Kupplungsköpfen kann die Längsachse 3, bezogen auf die Kupplungslängsachse dieses Willison-Kupplungskopfes, beispielsweise um ca. 30° zur Seite geschwenkt verlaufen.

Kurzfassung:

Die selbsttätige Kupplung für Schienenfahrzeuge weist einen vornstehenden, federnd rückdrückbaren Leitungskupplungskopf 1 auf. Zur pneumatischen Dichtungsunterstützung der Leitungskupplung ist ein Kurzhubzylinder 5 vorgesehen, dessen Kolben 6 am Leitungskupplungskopf 1 angelenkt und dessen Zylinderkörper 7 relativverschieblich zum Leitungskupplungskopf 1 gehaltert ist. Bei Druckbeaufschlagung des Kurzhubzylinders 5 wird durch die Relativverschiebung von Kolbenstange 8 und Zylinderkörper 7 ein am Zylinderkörper 7 drehbar gelagerter Winkelhebel 14 derart gedreht, daß sich sein einer Schenkel 18 von vorne gegen eine Anschlagfläche 20 des Kupplungskopfes anlegt und somit den Zylinderkörper 7 gegen eine Rückwärtsverschiebung sperrt. Die aus der Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens 6 resultierende Kraft wird sodann als nach vorne gerichtete Kraft auf dem Leitungskupplungskopf 1 übertragen, wodurch die Pressung und damit Dichtung dessen Kupplungsdichtungsringes zum Gegenleitungskupplungskopf unterstützt wird.

Bezugszeichenliste

1: Leitungskupplungskopf
2: Leitungsrohr
3: Längsachse
4: Pfeil
5: Kurzhubzylinder
6: Kolben
7: Zylinderkörper
8: Kolbenstange
9: Lagerbock
10: Zylinderraum
11: Schlauchleitung
12: Rückdruckfeder
13: Lagerbock
14: Winkelhebel
15: Lagerbock
16: Schenkelende
17: Koppelhebel
18: Schenkel
19: Gehäusewandung
20: Anschlagfläche
21: Anschlagfläche

Claims

Selbsttätige Kupplung für Schienenfahrzeuge, mit einem insbesondere als starrkuppelnder Willison-Kupplungskopf ausgebildeten Kupplungskopf und mit einer Leitungskupplung mit vornstehendem, elastisch rückdrückbarem und im Kupplungszustand pneumatisch nach vorne, in Andrückrichtung an einen Gegenleitungskupplungskopf, belastetem Leitungskupplungskopf (1), gekennzeichnet durch einen einen Zylinderkörper (7) und einen Kolben (6) aufweisenden Kurzhubzylinder (5), dessen eines Teil - Zylinderkörper oder Kolben (6) - mit dem Leitungskupplungskopf (1) gekoppelt ist, derart, daß dieses Teil (Kolben 6) bei Druckbeaufschlagung des Kurzhubzylinders (5) eine nach vorne gerichtete Kraft auf den Leitungskupplungskopf (1) ausübt, und dessen anderes Teil - Kolben oder Zylinderkörper (7) - relativverschieblich zum Kupplungskopf und zum Leitungskupplungskopf (1) gelagert ist, und des weiteren gekennzeichnet durch ein nur bei Druckbeaufschlagung des Kurzhubzylinders (5) entgegen Federkraft (Rückdruckfeder 12) eingerastetes Gesperre (Schenkel 18, Anschlagfläche 20), welches zwischen dem anderen Teil (7) und dem Kupplungskopf eingeordnet ist, und welches in seiner Einraststellung das andere Teil (7) in einer Stellung relativ zum Kupplungskopf gegen eine Rückwärtsbewegung sperrt, in welcher Stellung das eine Teil (6) bei gekuppeltem Leitungskupplungskopf (1) sich nahe seiner vorderen Endstellung relativ zum anderen Teil (7) befindet.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesperre (18, 20) in dessen Einraststellung formschlüssig gesichert ist.
Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesperresicherung als Anschlag (Anschlagfläche 21) oder Koppelstange (17) ausgebildet ist.
Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil (Kolben 6) des zur Längsachse (3) der Leitungskupplung parallel angeordneten Kurzhubzylinders (5) mittel- oder unmittelbar am Leitungskupplungskopf (1), sich von diesem nach rückwärts erstreckend, angelenkt ist, daß mit diesem einen Teil (6) ein Schenkelende (16) eines Winkelhebels (14) drehbar gekoppelt ist, daß der Winkelhebel (14) etwa in seinem Scheitelpunkt am anderen Teil (Zylinderkörper 7) des Kurzhubzylinders (5) drehbar angelenkt ist, derart, daß bezogen auf dieses andere Teil (7), bei in seiner rückwärtigen Stellung befindlichem einen Teil (6) sich der freie Schenkel (18) des Winkelhebels (14) etwa parallel zur Längsachse (3) der Leitungskupplung nach vorne, bei in seiner vorderen Endstellung befindlichem einen Teil (6) etwa rechtwinklig von der Leitungskupplung weg erstreckt, und daß am Kupplungskopf eine Anschlagfläche (20) angeordnet ist, an welcher der freie Schenkel (18) sich von vorne her während der Drehbewegung von seiner nach vorne ragenden zur rechtwinklig auskragenden Stellung anlegt.
Kupplung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß am einen Teil (Kolben 6) des Kurzhubzylinders (5) ein rechtwinklig zur Längsachse (3) auskragender Ansatz angeordnet ist, der mit einer parallel zur Längsachse verlaufenden Anschlagfläche (21) das eine Schenkelende (16) nur bei etwa rechtwinklig auskragendem, an der Anschlagfläche (20) des Kupplungskopfes anliegendem anderen Schenkel (18) den Winkelhebel (14) gegen Rückdrehen sichernd übergreift.
Kupplung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schenkelende (16) des Winkelhebels (14) vermittels eines Koppelhebels (17) am einen Teil (Kolben 6) des Kurzhubzylinders (5) angelenkt ist, wobei der Koppelhebel (17) sich bei in der rückwärtigen Endstellung befindlichem einen Teil (6) sich vom Schenkelende (16) etwa parallel zur Längsachse (3) nach rückwärts, bei in vorderer Endstellung befindlichem, einen Teil (6) etwa rechtwinklig zur Längsachse (3) erstreckt.
Kupplung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß am Kurzhubzylinder (5) das eine Teil der Kolben (6) und das andere Teil der Zylinderkörper (7) ist.
Kupplung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß am Kurzhubzylinder (5) das eine Teil der Zylinderkörper und das andere Teil der Kolben ist.
Kupplung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzhubzylinder (5) als Membranzylinder mit einem Membrankolben ausgebildet ist.