EP1321344B1

EP1321344B1 - Vorrichtung zur horizontalen Mittenrückstellung oder seitlichen Einstellung für eine Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeuges

Info

Publication number: EP1321344B1
Application number: EP02027443A
Authority: EP
Inventors: Christian Dipl.-Ing. Radewagen; Anthony H.N.C.Elec.Eng. Jones
Original assignee: Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: US6805251B2; ES2237648T3; ATE288846T1; DE10162731A1; PL357851A1; AU2002323892B2; US20030116519A1; PL194946B1; DE50202205D1; EP1321344A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mittelpufferkupplung für ein Schienenfahrzeug, bestehend aus einem vertikal schwenkbar an einem Anlenkgehäuse des Schienenfahrzeugs angebrachten und an seinem freien Ende einen Kupplungskopf tragenden Kupplungsschaft und einer Vorrichtung zur-horizontalen Mittenrückstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen zur Mittenrückstellung sind beispielsweise aus der DE 18 10 593 B2, der DE 24 19 184 A1, der DE 28 22 104 A1 oder der DE 24 45 460 A1 bekannt.

Die DE 18 10 593 B2 zeigt eine Vorrichtung zur horizontalen Mittenrückstellung für eine mittels eines Kupplungsschafts schwenkbar an einem Schienenfahrzeug angebrachte Mittelpufferkupplung mit einer die Schwenkbewegung des Kupplungsschafts um seine vertikale Schwenkachse mitmachende Führung. Symmetrisch zur Längsachse des Kupplungsschafts sind an Führungen schräge Druckflächen angeordnet. Federnde Druckeinrichtungen, die sich am Gehäuse für den Kupplungsschaft abstützen und die die horizontale Mittenrückstellung bewirken, weisen jeweils eine Rückstellfeder, ein von der Rückstellfeder beaufschlagtes mit einer der Druckflächen zusammenwirkendes, eine Rolle tragendes Druckübertragungsglied und ein die Bewegung des Druckübertragungsgliedes begrenzendes Anschlagglied auf, wobei jeder Druckfläche eine Druckeinrichtung zugeordnet ist.

Aus der DE 24 19 184 A1 ist eine weitere Vorrichtung zur horizontalen Mittenrückstellung einer Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge bekannt, bei der symmetrisch beiderseits der Kupplungsachse je eine Druckfeder angeordnet ist, die jeweils an einem in einem Gehäuse geführtes Gleitstück anliegt. Die Gleitstücke sind jeweils über eine zugehörige Stützrolle mit vertikaler Achse durch die Kraft der vorgespannten Druckfedern gegen eine die horizontale Schwenkbewegung des Kupplungsschaftes um die vertikale Schwenkachse der Mittelpufferkupplung mitmachende Führung angedrückt. Die Stützrollen bilden symmetrisch beiderseits der Kupplungsachse je ein in der Führung gelagertes Stützrollenpaar, dessen beide Stützrollen jeweils unterschiedliche Abstände von der Kuppelachse aufweisen, wobei die Achsen der Stützrollen auf einem zur vertikalen Schwenkachse der Mittelpufferkupplung konzentrischen Kreis liegen. In der Mittenstellung der Mittelpufferkupplung liegen die Stützrollen jedes Stützrollenpaares jeweils an einer Gleitfläche des in Draufsicht etwa dreieckförmigen Gleitstückes an, wobei an jedem Gleitstück ein Führungsschaft angeordnet ist, der das Gehäuse durchdringt und in diesem geführt ist. Im normalen Betrieb, d.h. auch beim Durchfahren von Kurven oder Weichen ist die Mittenstellvorrichtung ständig wirksam, so dass sich an den Gleitflächen der Gleitstücke, die durch die Druckfedern gegen die Stützrollen gedrückt werden, durch die Schwenkbewegung der Mittelpufferkupplung ein relativ großer Verschleiß ergibt. Ein Kuppeln in einer Kurve ist nur mit Schwierigkeiten oder gar nicht möglich, da hier die Rückstellkräfte der Druckfedern dem manuell bewirkten Ausschwenken der zu kuppelnden Mittelpufferkupplungen entgegenwirken.

Durch die DE 28 22 104 A1 ist allerdings eine Einrichtung bekannt geworden, die die Nachteile vorgenannter Vorrichtung dadurch löst, dass die Mittenrückstellung abschaltbar ausgebildet ist und, wenn eine Mittenrückstellung nicht erforderlich oder nicht erwünscht ist, ausgeschaltet wird. Dazu ist an den Führungsschäften der Gleitstücke jeweils ein doppelarmiger Schwenkhebel angelenkt, dessen einer Hebelarm direkt oder indirekt mit einem Hubzylinder verbunden ist und dessen anderer Hebelarm sich gegen das Gehäuse abstützt, wobei die Gleitstücke durch Verschwenken der Schwenkhebel mittels angesteuertem oder fernbetägigbarem Hubzylinder gegen die Kraft der Druckfedern in eine Lage bringbar sind, in der die Stützrollen bei einer horizontalen Schwenkbewegung des Kupplungsschaftes keine Berührung mit den Gleitstücken haben und der Kupplungsschaft damit unbelastet von der Druckfeder frei verschwenkbar ist.

Aus der DE 24 45 460 A1 ist eine Vorrichtung zur steuerbaren Mitlenrückstellung von Mittelpufferkupplungen bekannt, wobei sich ein mit der Kuppelstange wirkverbundener Nocken zwischen zwei Anschläge erstreckt, welche in der horizontalen Bahn des Nockens von pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch wirkenden Betätigungsmitteln verschiebbar angeordnet sind, wobei in der einen Endstellung der Anschläge der volle horizontale Seitenausschlag der Kuppelstange zur Verfügung steht, wohingegen in der anderen Endstellung der Nocken zwischen den Anschlägen eingeklemmt und die Kuppelstange damit in der Mittenstellung fixiert ist. Durch diese Einrichtung wird erreicht, dass die Kuppelstange beim Fahren fest und weitgehend schwingungsfrei in Mittellage stehen bleibt, aber andererseits diese Blockierung der Mittenlage nicht durch das Aufbringen zu großer Auslenkkräfte im normalen Betrieb erkauft wird.

Aus der DE 43 28 811 C1 ist eine Mittelpufferkupplung mit horizontal verschwenbarem, vorderem Kupplungsschaft bekannt, der den Kupplungskopf trägt und der zusammen mit diesem bei Nichtgebrauch nach Lösen einer Feststelleinrichtung manuell hinter die Stirnseite des Schienenfahrzeuges verschwenkbar und arretierbar ist.

Weiterhin ist aus der DE 195 26 504 C1 ist eine Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge bekannt, die einen fahrzeugseitig angelenkten und abgestützten hinteren Gelenkarm sowie einen daran über ein Knickgelenk mit vertikalem Gelenkbolzen angelenkten vorderen Gelenkarm aufweist, der den Kupplungskopf trägt. Ein mit den Gelenkarmen verbundenes Verriegelungsteil ist als drehbar gelagerter Verriegelungsbolzen ausgebildet, der getrieblich mit einem am hinteren Gelenkarm abgestützten Antrieb verbunden ist. Der Antrieb weist ein zwischen Anschlägen frei bewegliches Antriebselement zum Verschwenken des vorderen Gelenkarms auf. Somit ist der vordere Gelenkarm mit dem Kupplungskopf motorisch ein- und auschwenkbar und zur Reduzierung des Gefährdungspotentials bei Nichtbenutzung hinter die stirnseitigen Fahrzeugbegrenzung bringbar.

Die US-A-34 84 000 offenbart eine Mittelpufferkupplung mit einer Vorrichtung zur horizontalen Mittenrückstellung eines Kupplungsschafts. Ähnlich zur Ausführung der zuvor diskutierten DE-A-28 22 104 erfolgt auch hier das Verschwenken des Kupplungsschafts über beidseitig am Kupplungsschaft angeordnete Schwenkhebel, die mittels eines pneumatischen Hubzylinders betätigt werden. In dieser Vorrichtung zur horizontalen Mittenrückstellung ist dabei vorgesehen, dass der Kupplungsschaft in jede Stellung des vorgesehenen horizontalen Schwenkbereichs positionierbar ist. Bei der aus dem Stand der Technik gemäß der US-A-34 84 000 bekannten Mittelpufferkupplung erfolgt das Verschwenken des Kupplungsschafts über beidseitig am Kupplungsschaft angeordnete Schwenkhebel, die mittels eines pneumatischen Hubzylinders betätigt werden.

Bei sämtlichen, zuvor diskutierten Mittelpufferkupplungen ist jedoch in Bögen, insbesondere in engen Bögen, aufgrund des Wirkungsprinzips der vorbekannten Mittenrückstellvorrichtungen kein bedarfsgerechtes, vor allem genaues Positionieren der Kuppelstange und damit des Kupplungskopfes in jede Winkellage des vorgesehenen horizontalen Schwenkbereichs möglich und auch nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, bei einer aus dem Stand der Technik gemäß der US-A-34 84 000 bekannten Mittelpufferkupplung der eingangs genannten Art die Vorrichtung zur horizontalen Mittenrückstellung derart zu verbessern, dass ein Kuppeln im Bogen erleichtert bzw. erst ermöglicht wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur horizontalen Mittenrückstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 wird der Stand der Technik insbesondere dadurch verbessert, dass es nunmehr möglich ist ein automatisiertes Kuppeln auch in engen Bögen zu ermöglichen. Bekannte Vorrichtungen sind zwar in der Lage automatisiert bzw. fernbetätigbar eine Mittenrückstellung oder eine Fixierung der Kuppelstange in Mittenlage oder auch ein Abschaltung und damit ein entlastetes, manuelles Verschwenken des Kupplungsschafts zu ermöglichen, was allerdings weiterhin den Einsatz von Personal für die hochgradig gefahrengeneigte Arbeiten im Kupplungsbereich erfordert. Ein automatisiertes bzw. fernbetägigbares, bedarfsgerechtes, genaues Positionieren der Kuppelstange und damit des Kupplungskopfes in jede Winkellage des vorgesehenen horizontalen Schwenkbereichs in Bögen, insbesondere in engen Bögen, ist mit den vorbekannten Mittenrückstellvorrichtungen allerdings nicht möglich und auch nicht vorgesehen. Ein frei wählbares Positionieren des Kupplungsschafts über die Druckelemente der Mittenrückstellvorrichtung ist bei den vorbekannten Vorrichtungen ebenfalls nicht vorgesehen.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Mittenrückstellung in teilgeschnittener Darstellung und
Fig. 2: eine Draufsicht auf die Vorrichtung zur Mittenrückstellung gemäß Fig. 1.

Die Vorrichtung zur Mittenrückstellung 1 für eine mittels eines Kupplungsschafts 2 schwenkbar an einem Schienenfahrzeug befestigte Mittelpufferkupplung weist eine die Schwenkbewegung des Kupplungsschafts 2 um seine vertikale Schwenkachse mitmachende Führung 3 auf, die symmetrisch zur Längsachse des Kupplungsschafts 2 angeordnete Druckflächen 4 aufweist. Der Kupplungsschaft 2 ist mittels vertikal ausgerichtetem Lagerbolzen 6 in einem Anlenkgehäuse 5 angelenkt und über dieses mit dem Schienenfahrzeug verbunden. Im Anlenkgehäuse 5 sind Druckeinrichtungen 7 angeordnet, die im Zusammenwirken mit den Druckflächen 4 die horizontale Mittenrückstellung bewirken. Dabei ist jeder Druckfläche 4 eine Druckeinrichtung 7 zugeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die Führung 3 als Kurvenscheibe 3a ausgebildet, die mittels vertikal angeordnetem Bolzen 8 drehbar im Anlenkgehäuse 5 gelagert ist.

Die Kurvenscheibe 3a ist mit dem Kupplungsschaft 2 drehsynchron gekoppelt, und der Bolzen 8 ist axial fluchtend zum Lagerbolzen 6 des Kupplungsschafts 2 angeordnet. Der Bolzen 8 ist mit dem Lagerbolzen 6 wirkverbunden, und die Kurvenscheibe 3a ist fest mit einem unterhalb der Kurvenscheibe 3a angeordneten Zahnrad 9 verbunden, welches über ein Getriebe 10 mit einem Stellantrieb 11, insbesondere mittels eines Elektromotors 11a verbunden und antreibbar ist.

Die Druckeinrichtung 7 ist in der Vorrichtung 1 permanent wirkend oder schwenkwinkelabhängig abschaltend bzw. abschaltbar ausgebildet oder durch ein pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betriebenes Betätigungsmittel betätigbar. Das Betätigungsmittel ist im Ausführungsbeispiel als fernbedienbarer Stellantrieb 11 ausgebildet, wobei mit dessen Hilfe die Führung 3 bzw. die Kurvenscheibe 3a und der mit dieser wirkverbunden, gekoppelte Kupplungsschaft 2 in jede Stellung des vorgesehenen horizontalen Schwenkbereichs des Kupplungsschafts 2 im Kraftfluss über die Vorrichtung 1 zur Mittenrückstellung positionierbar ist.

Im Bereich einer seitlichen Endlage des Kupplungsschafts 2 ist eine nicht dargestellter Einrichtung anbringbar, die den Stellantrieb 11 nach Erreichen der seitlichen Endlage selbsttätig abschaltet. Darüber hinaus kann das Rückschwenken des Kupplungsschafts 2 nach Erreichen der Mittenlage selbsttätig abschaltbar ausgeführt werden.

Der Kupplungsschaft 2 ist im Ausführungsbeispiel durch ein hinteres Schaftteil 2a und ein vorderes Schaftteil 2b gebildet, die mittels Gelenk 12 mit vertikaler Schwenkachse verbunden sind und das vordere Schaftteil 2b gegen das hinter Schaftteil 2a horizontal schwenkbar ausgebildet.

Im Bereich der vorgesehenen seitlichen Endlage des Kupplungsschafts 2 ist eine nicht dargestellte zweite Einrichtung angeordnet, die den Schwenkvorgang des vorderen Schaftteils 2b automatisiert über einen zweiten Stellantrieb einleitet.

Je nach Anforderung und vorgesehener Automatisierungsgrad können alle oder Teile der Schwenkvorgänge, d.h. das Verschwenken des gestreckten Kupplungsschafts 2 aus der Mittenlage in eine seitliche Endlage des Schwenkbereichs und umgekehrt und/oder das Verschwenken des vorderen Schaftteils 2b, automatisiert oder fernbetätigbar vorgesehen wird.

Bezugszeichenaufstellung

1: Mittenrückstellung
2: Kupplungsschaft
2a: hinteres Schaftteil
2b: vorderes Schaftteil
3: Führung
3a: Kurvenscheibe
4: Druckfläche
5: Anlenkgehäuse
6: Lagerbolzen
7: Druckeinrichtung
8: Bolzen
9: Zahnrad
10: Getriebe
1: Stellantrieb
11a: Elektromotor
12: Gelenk

Claims

Mittelpufferkupplung für ein Schienenfahrzeug, bestehend aus einem vertikal schwenkbar an einem Anlenkgehäuse (5) des Schienenfahrzeugs angebrachten und an seinem freien Ende einen Kupplungskopf tragenden Kupplungsschaft (2) und einer Vorrichtung zur horizontalen Mittenrückstellung (1), welche folgendes aufweist:

eine Führung (3), welche derart ausgelegt ist, dass sie eine Schwenkbewegung des Kupplungsschafts (2) um seine vertikale Schwenkachse mitmacht, und welche zumindest zwei Druckflächen (4) aufweist, die symmetrisch zur Längsachse des Kupplungsschafts (2) angeordnet sind;

Druckeinrichtungen (7) zum Bewirken einer horizontalen Mittenrückstellung des Kupplungsschafts (2), die an dem Anlenkgehäuse (5) des Kupplungsschafts (2) abgestützt werden und die permanent wirkend oder schwenkwinkelabhängig abschaltend oder abschaltbar ausgebildet sind, wobei jeder Druckfläche (4) eine der Druckeinrichtungen (7) zugeordnet ist; und

ein als fernbedienbarer Stellantrieb ausgebildetes, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betriebenes Betätigungsmittel (11) zum Positionieren der Führung (3) und des mit der Führung (3) wirkverbundenen Kupplungsschafts (2) in jeder Stellung des vorgesehenen horizontalen Schwenkbereichs des Kupplungsschafts durch Betätigen der Vorrichtung (1) zur Mittenrückstellung,

dadurch gekennzeichnet, dass
die Führung (3) fest mit einem Zahnrad (9) verbunden ist, das über ein Getriebe (10) von dem Stellantrieb (11), insbesondere einem Elektromotor (11a), antreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckeinrichtung (7) über das Betätigungsmittel (11) betätigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Führung (3) als Kurvenscheibe (3a) ausgebildet ist, die mittels vertikal angeordnetem Bolzen (8) drehbar im Anlenkgehäuse (5) gelagert ist und die mit dem Kupplungsschaft (2) drehsynchron gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bolzen (8) axial fluchtend zum Lagerbolzen (6) des Kupplungsschafts (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bolzen (8) mit dem Lagerbolzen (6) wirkverbunden ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich einer seitlichen Endlage des Kupplungsschafts (2) bzw. der Mittelpufferkupplung eine Einrichtung vorgesehen ist, die den Stellantrieb (11) nach Erreichen der Endlage selbsttätig abschaltet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich einer Mittenlage des Kupplungsschafts (2) bzw. der Mittelpufferkupplung eine Einrichtung vorgesehen ist, die den Stellantrieb (11) nach Erreichen der Mittenlage selbsttätig abschaltet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kupplungsschaft (2) durch ein hinteres und ein vorderes Schaftteil (2a und 2b) gebildet ist, die mittels Gelenk (12) mit vertikaler Schwenkachse verbunden sind, wobei das vordere Schafttell (2b) gegen das hintere Schaftteil (2a) horizontal verschwenkbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich einer seitlichen Endlage des Kupplungsschafts (2) bzw. der Mittelpufferkupplung eine Einrichtung angeordnet ist, die den Schwenkvorgang des vorderen Schaftteils (2b) einleitet.