EP1084929A2 - Längenanpassbare Kuppelstange - Google Patents

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EP1084929A2
EP1084929A2 EP00250234A EP00250234A EP1084929A2 EP 1084929 A2 EP1084929 A2 EP 1084929A2 EP 00250234 A EP00250234 A EP 00250234A EP 00250234 A EP00250234 A EP 00250234A EP 1084929 A2 EP1084929 A2 EP 1084929A2
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coupling rod
joint
support bearing
directional
articulated
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Manfred Dipl.-Ing. Bartel (FH)
Bertram Dipl.-Ing. Wieloch
Detlef Kappler
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DWA Deutsche Waggonbau GmbH
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DWA Deutsche Waggonbau GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G7/00—Details or accessories
    • B61G7/08—Adjustable coupling heads

Definitions

  • the invention relates to a length-adjustable coupling rod with all sides acting directional joints for rail vehicles according to the preamble of Claim 1.
  • Coupling rods with ball joints require high dead weights, to meet the requirements of running safety. Extension rods are again Advantageously necessary, since this involves a largely automatic length change Controlled cheaply from the adjacent vehicle parts from railway technology can be.
  • Existing known articulated coupling rods all go from one Arrangement of the directional joint from the coupling rod ends.
  • the structure is in the Usually through the use of coupling rod-attached coupling rod ends Drawbar that encloses a telescopic spring device and is loose or fixed Support bearing supported between the coupling carriers, marked.
  • the object of the invention is a length-adjustable coupling rod of the beginning to create mentioned type with all-round directional joints, which for a largely automatic change of loading length with automatic locking of the Coupling pin is suitable and which to solve the problems of Derailment security stabilizing joints with high efficiency and one Largely straightforward power transmission with low weight and low cost in the manufacture and maintenance of the coupling rod.
  • the invention ensures with the proposed installation conditions and rectilinear power transmission and the movement possibilities of the directional joint high effectiveness.
  • FIG. 1 shows a top view of half of a coupling rod 3 according to the invention with a total of four articulation points. Compression forces F XL in the coupling rod 3 act in the specified direction.
  • a breakthrough 19 of the coupling rod 3 is shown, wherein a directional joint plate 4 is fixedly connected to the coupling rod 3, which has a rolling curve 5 with a spherical surface and has a centering stub 8 with an insertion cone 9 in the longitudinal center of the coupling rod 3 which is received by a centering opening 10 in a directional joint support bearing 2.
  • the directional joint support bearing 2 is movably mounted in an opening 19 in the coupling rod 3, but is connected fixedly but detachably to an underframe 1 via a pair of plug pins 17.
  • the directional joint support bearing 2 has a ball joint attachment 7, which finds its counterpart in a tension plate 6, the joint contours following the radius around a central tipping point M1.
  • a spring 13 for tensile forces is arranged after the traction sheave 6, which has a transverse guide cam 11 with a transverse play 20 to prevent transverse displacement.
  • This spring 13 ensures with its biasing force a play-free mounting of all parts in the opening 19 of the coupling rod 3, for the required damping effect of the coupling rod 3 and for a smooth tilting and rolling process of the directional joint.
  • the centering stub 8 which engages in the centering opening 10 in the articulated support bearing 2 has a lateral surface which follows a tilting radius R A around an initial tilting point M2 and the centering opening 10 has the same contour, however, which is subject to play.
  • a further embodiment is that right and on the left-hand side of the springs 13 for tensile forces, the tensile washers 6 with ball joint lugs 7 are present, the one in the directional joint support bearing 2 and the other in one Engage end plate 18. This design ensures that the parts are highly flexible in the opening 19 of the coupling rod 3.
  • the articulated support bearing 2 Zaan Farbarme 15, wherein between the articulated support bearing 2 and the Weranschlagarmen 15 die Articulated plate 4, which is connected to the coupling rod 3 axially - longitudinally displaceable is a spring 14 for tensile and impact forces and a pressure-tensile washer 12 to be ordered.
  • the advantage of this design is that both Werwie shock forces can also be absorbed directly.
  • a single plug-in slide with e.g. Square cross-section is used instead of the socket pair 17 for torsionally rigid locking of the Articulated joint support bearing 2 in the base frame 1, a single plug-in slide with e.g. Square cross-section is used. It would be advantageous to reduce the Number of locking parts.
  • the Articulated joint plates 4 are designed as detachable individual parts and one each applicable radius R - Ri with at least half the size Obtain coupling rod length. This is advantageous because within a coupling rod 3 different radii and thus calottes are required for rolling curves 5.
  • a length-adjustable coupling rod 3 is used omnidirectional directional joints created for an automatic Length adjustment is suitable, has an effective directional joint and thus for Solving the running safety problems of lightweight wagons contributes as well weight and cost saving solution. This makes a contribution to improving the economy of the Freight transport, especially in combined transport.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine längenanpaßbare Kuppelstange mit allseitig wirkenden Richtgelenken für Schienenfahrzeuge, die für eine weitgehendst automatische Umstellung der Ladelängen mit selbsttätigem Einrasten der Kupplungsbolzen geeignet ist und zur Lösung der Probleme der Entgleisungssicherheit stabilisierende Gelenke mit hohem Wirkungsgrad aufweist und eine weitgehendst geradlinige Kraftdurchleitung besitzt. In Durchbrüchen (19) einer Kuppelstange (3) ist um Kuppelstangengelenkpunkte (16) je ein zur Kuppelstange (3) bewegliches Richtgelenkstützlager (2) angeordnet, das über Steckbolzenpaare (17) starr, jedoch lösbar mit einem Untergestell (1) verbunden ist. Das Richtgelenkstützlager (2) besitzt an seiner Druckaufnahmeseite eine Zentrieröffnung (10), die einen an einer Richtgelenkplatte (4) angeordneten Zentrierstumpf (8) mit einem Einführkegel (9) aufnimmt, wobei die Richtgelenkplatte (4) eine kalottenartige Abrollkurve (5) des Richtgelenkes besitzt. An der Zugaufnahmeseite ist ein Zugscheibe (6) vorhanden, die mit einem Kugelgelenkansatz (7) korrespondiert, wobei nachfolgend eine Feder (13) für Zugkräfte angeordnet ist. Die Scheiben (6) sind rechts und links von der Feder (13) mit querspielbegrenzenden Querführungsnocken (11) mit Querspiel (20) versehen. Die längenanpaßbare Kuppelstange (3) mit allseitig wirkenden Richtgelenken ist für eine automatische Längenumstellung geeignet und trägt zur Lösung der Probleme der Laufsicherheit leichtgewichtiger Wagen bei und stellt eine gewichts- und kostensparende Lösung dar. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine längenanpaßbare Kuppelstange mit allseitig wirkenden Richtgelenken für Schienenfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zur Ladelängenanpassung insbesondere für Tragwageneinheiten für den Kombinierten Ladungsverkehr sind Kuppelstangen bekannt, bei denen das Umstecken an mehrfach vorhandenen Gelenkpunkten innerhalb der Länge der Kuppelstangen und Aufnahmepunkten im Untergestell erzielt wird. Dabei tragen die ungeteilten Kuppelstangen Kugelgelenklager, die einen freien Kuppelstangenanschlag sichern. Durch die Nachsteckmöglichkeit können geteilte, z.B. teleskopierbare Stangen, die bei den auftretenden Stoßkräften von bis zu 200 t je Stange knickempfindlich sind und entsprechend schwer ausgeführt werden müssen, vermieden werden. Mit Kuppelstangen ausgerüstete Güterwagen müssen entsprechend den internationalen Vorschriften enge Vollbögen beim gleichzeitigen Wirken von Drucklängskräften in Höhe von mindestens 50 t resultierend aus Nachschiebevorgängen entgleisungssicher durchlaufen können. Kuppelstangen mit Kugelgelenken erfordern hohe Eigengewichte, um die Forderungen der Laufsicherheit zu erfüllen. Nachsteckstangen sind wiederum vorteilhaft notwendig, da hierbei eine weitgehendst automatische Längenumstellung von den angrenzenden Fahrzeugteilen aus eisenbahntechnisch günstig angesteuert werden kann. Vorhandene bekannte Richtgelenkkuppelstangen gehen alle von einer Anordnung des Richtgelenkes an den Kuppelstangenenden aus. Der Aufbau ist in der Regel durch die Anwendung von gelenkbolzenbefestigten Kuppelstangenenden über Zugbügel, der einen Teleskopfederapparat umschließt und sich über lose oder feste Stützlager zwischen den Kupplungsträgern abstützt, gekennzeichnet.
Diese Lösungen an Kuppelstangenenden sind für eine längenveränderliche Nachsteck - Kuppelstange ungeeignet.
In der P 199 44 754.3 wurde bereits eine Lösung vorgeschlagen, bei der am Ende einer Kuppelstange eine Zugstange als Fortführung derselben angeordnet ist, welche durch ein Stützlager geführt ist und mit einer starr oder axialverschiebbaren Richtgelenkplatte verbunden ist, wobei die Lagerung der Zugstange im Stützlager über einen Zentrierstumpf erfolgt. Diese vorgesehene Ausführung hat ebenfalls den Nachteil, daß sie für eine längenveränderliche Nachsteckkuppelstange nicht geeignet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine längenanpaßbare Kuppelstange der eingangs genannten Art mit allseitigen Richtgelenken zu schaffen, die für eine weitgehendst automatische Umstellung der Ladelängen mit selbsttätigem Einrasten der Kupplungsbolzen geeignet ist und welche zur Lösung der Probleme der Entgleisungssicherheit stabilisierende Gelenke mit hohem Wirkungsgrad und einer weitgehendst geradliniger Kraftdurchleitung besitzen bei geringer Eigenmasse und niedrigen Kosten in der Herstellung und Unterhaltung der Kuppelstange.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Erfindungswesentlich ist, daß in Durchbrüchen der Kuppelstange um die Kuppelstangengelenkpunkte je ein zur Kuppelstange bewegliches Richtgelenkstützlager angeordnet ist, welches über Steckbolzenpaare starr, jedoch lösbar mit dem Untergestell des Güterwagens verbindbar ist. Wesentlich ist weiterhin, daß das Richtgelenkstützlager an der Druckaufnahmeseite eine Zentrieröffnung besitzt, die einen Zentrierstumpf, der aus der Mitte der Richtgelenkplatte, in welche die räumliche Abrollkurve und die dabei entstehende Kugelkalotte integriert ist, herausragt. Dadurch ist die zentrische Führung des Richtgelenkstützlagers gesichert, wobei durch die Mantelkontur der Zentrieröffnung und des Zentierstumpfes ein zwangloses Abrollen und Auskippen der Richtgelenkplatte gegeben ist mit positivem Einfluß auf den Wirkungsgrad des Richtgelenkes. An der Zugaufnahmeseite ist eine Zugscheibe und eine Feder für Zugkräfte angebracht, wobei über einen Kugelgelenkansatz am Richgelenkstützlager und dem Gegenstück an der Zugscheibe eine ungehinderte Kippbewegung unterstützt wird. Die Federelemente bewirken eine spielfreie Verspannung der Gelenkteile sowie eine Stoßdämpfung und durch das Einschnappen der Zugscheibe in den Kugelgelenkansatz wird die sichere Halterung der Einzelelemente in dem Durchbruch der Kuppelstange gewährleistet. Es wird auch eine Lösung vorgeschlagen, bei der die Feder sowohl für Zug- als auch für Druckkräfte Anwendung findet, wobei bei zugseitiger Belastung Zuganschlagarme, die an dem Richtgelenkstützlager angebracht sind, in Aktion treten.
Die Erfindung sichert mit den vorgeschlagenen Einbauverhältnissen und der geradlinigen Kraftdurchleitung sowie den Bewegungsmöglichkeiten des Richtgelenkes eine hohe Effektivität.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig.1:
eine Draufsicht auf eine Kuppelstange mit vier Gelenkpunkten,
Fig.2:
die Einzelheit A nach Fig.1,
Fig.3:
die Einzelheit B nach Fig.2,
Fig.4 :
den Schnitt C-C nach Fig. 2 mit Befestigungstraverse des Untergestells,
Fig.5:
einen Horizontalschnitt durch einen Gelenkpunkt.
Die Fig.1 zeigt in einer Draufsicht die Hälfte einer erfindungsgemäßen Kuppelstange 3 mit insgesamt vier Gelenkpunkten. Druckkräfte FXL in der Kuppelstange 3 wirken in der angegebenen Richtung.
In den Fig. 2 und 3 ist ein Duchbruch 19 der Kuppelstange 3 dargestellt, wobei eine Richtgelenkplatte 4 fest mit der Kuppelstange 3 verbunden ist, die eine Abrollkurve 5 mit kalottenförmiger Oberfläche aufweist und in der Längsmitte der Kuppelstange 3 einen Zentrierstumpf 8 mit Einführkegel 9 besitzt, der von einer Zentrieröffnung 10 in einem Richtgelenkstützlager 2 aufgenommen wird. Das Richtgelenkstützlager 2 ist beweglich in einem Durchbruch 19 der Kuppelstange 3 gelagert, jedoch mit einem Untergestell 1 fest aber lösbar über ein Steckbolzenpaar 17 verbunden. Zugseitig besitzt das Richtgelenkstützlager 2 einen Kugelgelenkansatz 7, der sein Gegenstück in einer Zugscheibe 6 findet, wobei die Gelenkkonturen dem Radius um einen mittleren Kippunkt M1 folgen. Nach der Zugscheibe 6, die zur Sicherheit gegen ein Querverschieben einen Querführungsnocken 11 mit einem Querspiel 20 aufweist, ist eine Feder 13 für Zugkräfte angeordnet. Diese Feder 13 sorgt mit ihrer Vorspannkraft für eine spielfreie Lagerung aller Teile im Durchbruch 19 der Kuppelstange 3, für den erforderlichen Dämpfungseffekt der Kuppelstange 3 und für einen weichen Kipp- und Abrollvorgang des Richtgelenkes. Der in die Zentrieröffnung 10 im Richtgelenkstützlager 2 eingreifende Zentrierstumpf 8 besitzt eine Mantelfläche, die einem Kippradius RA um einen anfänglichen Kippunkt M2 folgt und die Zentrieröffnung 10 weist dieselbe, jedoch spielbehaftete Kontur auf. Diese Gestaltung sichert eine ausreichende zentrische Lagerung der Richtgelenkteile und ein optimales Abrollen der Abrollkurve 5 durch das Richtgelenkstützlager 2. Es ist auch denkbar, daß eine kegelförmige Kontur gewählt wird, wobei dann der Kegelwinkel gleich oder größer einer Tangente T um den Kippradius RA zum hinteren Konturendpunkt sein muß.
Gemäß Fig. 4 besteht eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit darin, daß rechts- und linksseitig der Federn 13 für Zugkräfte die Zugscheiben 6 mit Kugelgelenkansätzen 7 vorhanden sind, die einmal in das Richtgelenkstützlager 2 und zum anderen in eine Endplatte 18 eingreifen. Diese Ausführung sichert eine hohe Gelenkigkeit der Teile im Durchbruch 19 der Kuppelstange 3.
Entsprechend Fig.5 besitzt das Richtgelenkstützlager 2 Zuganschlagarme 15, wobei zwischen dem Richtgelenkstützlager 2 und den Zuganschlagarmen 15 die Richtgelenkplatte 4, die mit der Kuppelstange 3 axial - längsverschiebbar verbunden ist, eine Feder 14 für Zug- und Stoßkräfte sowie eine Druck-Zugscheibe 12 angeordnet werden. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß sowohl Zugwie auch Stoßkräfte direkt gedämpft aufgenommen werden. Es ist weiter denkbar, daß anstelle des Steckbolzenpaares 17 zur drehsteifen Arretierung des Richtgelenkstützlagers 2 im Untergestell 1 ein einzelner Steckschieber mit z.B. Vierkantquerschnitt Anwendung findet. Vorteilhaft wäre hierbei eine Reduzierung der Anzahl der Arretierungsteile. Weiter wird gemäß Anspruch 6 vorgeschlagen, daß die Richtgelenkplatten 4 als lösbare Einzelteile ausgeführt werden und einem jeweilig zutreffenden Richtgelenkradiuses R - Ri mit mindestens der Größe der halben Kuppelstangenlänge erhalten. Dies ist vorteilhaft, da innerhalb einer Kuppelstange 3 unterschiedliche Radien und damit Kalotten für Abrollkurven 5 erforderlich sind.
Mit den vorgenannten Ausführungen wird eine längenanpaßbare Kuppelstange 3 mit allseitig wirkenden Richtgelenken geschaffen, die für eine automatische Längenumstellung geeignet ist, ein effektives Richtgelenk besitzt und damit zur Lösung der Probleme der Laufsicherheit leichtgewichtiger Wagen beiträgt sowie eine gewichts- und kostensparende Lösung darstellt. Damit wird ein Beitrag geleistet zur Verbesserung der Ökonomie des Gütertransportes, insbesondere im Kombinierten Verkehr.
Aufstellung der verwendeten Bezugsteile
1
Untergestell
2
Richtgelenkstützlager
3
Kuppelstange
4
Richtgelenkplatte
5
Abrollkurve
6
Zugscheibe
7
Kugelgelenkansatz
8
Zentrierstumpf
9
Einführkegel
10
Zentrieröffnung
11
Querführungsnocken
12
Druck - Zugscheibe
13
Feder (für Zugkräfte)
14
Feder (für Zug- und Stoßkräfte)
15
Zuganschlagarm
16
Kuppelstangengelenkpunkt
17
Steckbolzenpaar
18
Endplatte
19
Durchbruch
20
Querspiel
FLX
Druckkraft
R - Ri
Richtgelenkradius
M1
Kippunkt (mittlerer)
M2
Kippunkt (anfänglicher)
RA
Kippradius (anfänglicher)
T
Tangente

Claims (6)

  1. Längenanpaßbare Kuppelstange mit allseitig wirkenden Richtgelenken für Schienenfahrzeuge, bei der die Längenveränderung durch Umstecken an den vorhandenen Kuppelstangengelenkpunkten und den Aufnahmepunkten im Untergestell erfolgt , dadurch gekennzeichnet, daß in Durchbrüchen (19) einer Kuppelstange (3) um Kuppelstangengelenkpunkte (16) je ein zur Kuppelstange (3) bewegliches Richtgelenkstützlager (2) angeordnet ist, das über Steckbolzenpaare (17) starr, jedoch lösbar mit einem Untergestell (1) verbunden ist, und das Richtgelenkstützlager (2) an seiner Druckaufnahmeseite eine Zentrieröffnung (10) besitzt, die einen an einer Richtgelenkplatte (4) angeordneten Zentrierstumpf (8) mit einem Einführkegel (9) aufnimmt, wobei die Richtgelenkplatte (4) eine kalottenartige Abrollkurve (5) des Richtgelenkes besitzt, und an der Zugaufnahmeseite eine Zugscheibe (6), die mit einem Kugelgelenkansatz (7) korrespondiert, vorhanden ist, wobei nachfolgend eine Feder (13) für Zugkräfte angeordnet ist und daß die Scheiben (6) rechts und links von der Feder (13) mit querspielbegrenzenden Querführungsnocken (11) mit Querspiel (20) versehen sind.
  2. Kuppelstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Zentrieröffnung (10) eingreifende Zentrierstumpf (8) in seiner Mantelkontur einem Kippradius (RA) um einen anfänglichen Kippunkt (M2) folgt, und die trichterförmige Zentrieröffnung (10) die gleiche, jedoch spielbehaftet räumliche Kontur besitzt.
  3. Kuppelstange nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß rechts- und linksseitig der Federn (13) für Zugkräfte die Zugscheiben (6) mit Kugelgelenkansätzen (7) vorhanden sind, die in das Richtgelenkstützlager (2) und in eine Endplatte (18) eingreifen.
  4. Kuppelstange nach Anspruch 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das Richtgelenkstützlager (2) Zuganschlagarme (15) besitzt, und zwischen dem Richtgelenkstützlager (2) und den Zuganschlagarmen (15) die Richtgelenkplatte (4), die mit der Kuppelstange (3) axial - längsverschiebbar verbunden ist, eine Feder (14) für Zug- und Stoßkräfte sowie eine Druck - Zugscheibe (12) angeordnet sind.
  5. Kuppelstange nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Steckbolzenpaares (17) zur drehsteifen Arretierung des Richtgelenkstützlagers (2) im Untergestell (1) ein einzelner Steckschieber mit Vierkantquerschnitt verwendet wird.
  6. Kuppelstange nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtgelenkplatten (4) als lösbare Einsatzteile ausgeführt sind und einem jeweilig zutreffenden Richtgelenkradius (R - Ri) mit mindestens der Größe der halben Kuppelstangenlänge besitzen.
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