EP1806267B1 - Kupplungskopf einer automatischen Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge nach Art einer Willison-Kupplung mit der Willison-Kontur - Google Patents

Kupplungskopf einer automatischen Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge nach Art einer Willison-Kupplung mit der Willison-Kontur Download PDF

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EP1806267B1
EP1806267B1 EP07000005A EP07000005A EP1806267B1 EP 1806267 B1 EP1806267 B1 EP 1806267B1 EP 07000005 A EP07000005 A EP 07000005A EP 07000005 A EP07000005 A EP 07000005A EP 1806267 B1 EP1806267 B1 EP 1806267B1
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coupler
coupling
willison
tooth
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Jörg Bensch
Alfons Oerder
Martin Schüler
Franz-Peter Bartling
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Faiveley Transport Witten GmbH
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Faiveley Transport Witten GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G3/00—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements
    • B61G3/10—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements with coupling heads in the form of hook-like interengaging rigid jaws, e.g. "Willison" type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61G3/10—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements with coupling heads in the form of hook-like interengaging rigid jaws, e.g. "Willison" type
    • B61G3/14—Control devices, e.g. for uncoupling

Definitions

  • the invention relates to a coupling head of an automatic central buffer coupling for rail vehicles in the manner of a Willison coupling with the Willison contour (also called Willison profile) according to the preamble of claim 1.
  • Willison couplings are z. B. from the DE-OS 15 30175 and the DE-OS 14 55 242 known.
  • the object of the present invention is to provide such a designed coupling contour of a coupling head of the type mentioned, the very small games in Kupplungslhacks- and transverse coupling direction generated, but at the same time ensures the coupling and decoupling similar couplings and also converts the compatibility with the existing couplings with the standard contour.
  • the core of the invention is to change the proven and successful dimensioning of the standardized Willison contour according to UIC Leaflet 523 to the effect that the coupling and load transfer properties obtained and only the previously occurring in mutually coupled coupling heads game is minimized.
  • it is provided to increase at least one of the guiding, centering, insertion and / or support surfaces relative to the known contour, for example by a uniformly applied overlay layer or by appropriate dimensioning during finishing, so that the play is coupled together, especially when new Coupling heads is almost zero, in particular less than 4 mm.
  • the invention allows a jam-free coupling and decoupling with the specially dimensioned elevated machinable contact surfaces of the train contour and transverse to the clutch longitudinal axis contact surfaces outside the small tooth and inside the large tooth of the clutch and the specially designed pressure contour in the clutch bag.
  • the contour of the contours is the area of the Willison contour, which comes into contact with the small and large tooth when the traction transfer takes place.
  • the pressure contour is the area of the Willison contour that comes into contact with the small tooth and the clutch pocket on the pressure-side inner contour when pressure is transmitted.
  • a particular advantage is that only special areas are designed differently. These flat surfaces are accessible for mechanical machining with standard tools, without the production process being made more expensive by the necessity of using special tools.
  • the coupling head 20 of an automatic central buffer coupling 100 has the known Willison contour with a small clutch tooth 27 and a large clutch tooth 9 corresponding guide surfaces of the pressure contour 13, the Switzerlandkontur 14, the support surface 12 and the clutch bag bottom 10.
  • large clutch tooth 9 also called large clutch claw
  • large clutch claw is a arranged in the direction of travel in the extension of the large coupling tooth 9 forward and within the width of the large coupling tooth occidentalis Horn 28 arranged that is introduced when coupling in a lying at the same height recess 29 of the same Gegenkuppelkopfes, With this construction is in a simple way the Coupling connection "made rigid", ie, a relative movement of the two intermeshing coupling heads 20 in the vertical direction is thereby reduced to the required minimum.
  • the small coupling tooth 27 (also called small coupling claw) has two mutually approximately parallel guide surfaces of the pressure contour 13 and the Wertur 14 and a standing at an angle support surface 12.
  • the clutch pocket 18 also has two mutually approximately parallel guide surfaces of the pressure contour 13 and the Wertur 14, which are associated with the guide surfaces of the pressure contour 13 and the Wertur 14 of the small clutch tooth 27, and a clutch bag bottom 10, which is aligned according to the support surface 12.
  • the coupling contour 19 after Fig. 1 is on the contact surfaces of the train contour 14 with respect to the standardized Willison contour according to UIC Leaflet 523, Appendix 1, designed to approximately 2 - increased 4 mm and has at the transverse to the clutch longitudinal axis 3 clutch bag bottom 10 in the large tooth 9 and the corresponding surface of the small tooth 12 an elevated contour, wherein the pressure-side inner contour 1 of the coupling profile 19 from the coupling point 2 of the intersection of the coupling longitudinal axis 3 with the Kuppeleenen steelline 4 parallel to a straight line 5 through the coupling point 2 approximately at an angle to the coupling longitudinal axis 3 in the direction of the pressure contour 13 lying about 62 ° and preferably at a constant distance 7 of about 35 mm to the fillet radius 8 in the large tooth 9 runs.
  • Fig. 2 shows the planar design of the contact surface of lying transversely to the clutch longitudinal axis 3 clutch bag bottom 10 in the large tooth.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kupplungskopf einer automatischen Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge nach Art einer Willison-Kupplung mit der Willison-Kontur (auch Willison-Profil genannt) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Willison-Kupplungen sind z. B. aus der DE-OS 15 30175 und der DE-OS 14 55 242 bekannt.
  • Es sind selbsttätige Kupplungen mit der standardisierten Kontur nach dem UIC-Merkblatt 523 bekannt, die als gegossene Kupplungen gefertigt werden und im unbearbeiteten Zustand mit großem Konturspiel verwendet werden. Derartige spielbehaftete Kupplungen werden in Güterwagen eingesetzt, wobei die Spiele zu Rucken und Zerrungen führen, jedoch hingenommen werden. Für Spezialtransporte, z. B. Autotransporte, führen derartige Spiele zu Verschiebungen des Ladeguts und Schäden. Für Reisezugwagen werden zur Einhaltung der Laufgüte der Wagen zusätzliche federnde Puffer neben den Kupplungen eingebaut, die das freie Spiel in den Kupplungen abfedern.
  • Weiterhin sind nach der DD-PS 111,145 Kupplungen bekannt, deren Kupplungskontur eine besonders gestaltete Druckkontur zur besseren Kraftübertragung hoher Druckkräfte aufweist. Diese Kupplungen haben jedoch ein vorbeschriebenes großes Spiel in der Kontur.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine derartig gestaltete Kupplungskontur eines Kupplungskopfs der eingangs genannten Art zu schaffen, das sehr geringe Spiele in Kupplungslängs- und Kupplungsquerrichtung erzeugt, jedoch gleichzeitig das Kuppeln und Entkuppeln gleichartiger Kupplungen gewährleistet und auch die Kompatibilität zu den bestehenden Kupplungen mit der Standardkontur umsetzt.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine selbsttätige Kupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Kern der Erfindung ist, die erprobte und erfolgreiche Dimensionierung der standardisierten Willison-Kontur nach UIC-Merkblatt 523 dahingehend zu verändern, dass die Kupplungs- und Lastübertragungseigenschaften erhalten und nur das bisher bei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen auftretende Spiel minimiert wird. Hierzu ist vorgesehen mindestens eine der Führungs-, Zentrier-, Eingleit- und/oder Abstützflächen gegenüber der bekannten Kontur, beispielsweise durch eine gleichmäßig aufgebrachte Auflageschicht oder durch entsprechende Bemaßung bei der Endbearbeitung so zu erhöhen, dass das Spiel insbesondere im Neuzustand der beiden miteinander gekuppelten Kupplungsköpfe nahezu Null, insbesondere weniger als 4 mm beträgt.
  • Die Erfindung erlaubt ein klemmfreies Kuppeln und Entkuppeln mit den besonders dimensionierten erhöhten bearbeitbaren Anlageflächen der Zugkontur und den quer zur Kupplungslängsachse liegenden Anlageflächen außen am kleinen Zahn und innen im großen Zahn der Kupplung sowie der besonders gestalteten Druckkontur in der Kupplungstasche. Als Zugkontur werden die Flächen der Willisonkontur bezeichnet, die am kleinen und großen Zahn bei Zugkraftübertagung zur Anlage kommen. Als Druckkontur werden die Flächen der Willisonkontur bezeichnet, die am kleinen Zahn und in der Kupplungstasche an der druckseitigen Innenkontur bei Druckkraftübertragung zur Anlage kommen.
  • Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass nur spezielle Flächen anders gestaltet werden. Diese planen Flächen sind dabei für eine mechanische Bearbeitung mit Standardwerkzeugen zugänglich, ohne dass der Fertigungsprozess durch die Notwendigkeit des Einsatzes von Sonderwerkzeugen verteuert wird.
  • Die sehr geringen Spiele bleiben beim Einsatz als Starrkupplung über einen langen Betriebseinsatzzeitraum erhalten. Dadurch wird der Einsatz standardisierter Elektrokupplungen mit größerer Kontaktzahl möglich.
  • Weiterhin fallen mit der spielarmen Kupplung die bei den spielbehafteten Willison-Kupplungen notwendigen federnden Zusatzpuffer weg, so dass der Einbauraum am Fahrzeugende von Reisezugwagen entsprechend der Anordnung druckertüchtigter Hochgeschwindigkeitszüge gestaltet werden kann.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die druckseitige Innenkontur der Kupplungskontur vom Kupplungspunkt des Schnittpunktes der Kupplungslängsachse mit der Kuppelebenenschnittlinie parallel zu einer Geraden durch den Kupplungspunkt annähernd in einem Winkel zur Kupplungslängsachse in Richtung der Druckkontur liegend von ca. 62° und vorzugsweise in einem konstanten Abstand von ca. 35 mm bis zum Ausrundungsradius im großen Zahn verläuft, wobei die horizontal quer zur Kupplungslängsachse anliegende Innenkontur im großen Zahn gegenüber der standardisierten Kontur eine um ca. 3 mm parallel erhöhte plane Fläche nach innen zum Kupplungspunkt hin aufweist, die zur korrespondierenden, hierzu parallelen Fläche des kleinen Zahnes, die gegenüber der standardisierten Kontur eine um ca. 3 mm nach außen erhöhte plane Fläche aufweist. Hierdurch wird eine besonders vorteilhafte Anpassung der miteinander korrespondierenden Konturen erreicht, so dass das Einkuppeln und das Auskuppeln problemlos ohne Klemmen oder dergleichen erfolgt und im eingekoppelten Zustand eine optimale Anlage der Zug- bzw. Druckflächen erreicht wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    in einer Draufsicht den erfindungsgemäßen Kupplungskopf mit der spielarmen Kupplungskontur, und
    Fig. 2
    einen Querschnitt A-A nach Fig. 1 durch den Kupplungskopf.
  • Der Kupplungskopf 20 einer automatischen Mittelpufferkupplung 100 gemäß Fig. 1 und 2 hat die an sich bekannte Willison-Kontur mit einem kleinen Kupplungszahn 27 und einem großen Kupplungszahn 9 entsprechend zugehörigen Führungsflächen der Druckkontur 13, der Zugkontur 14, der Abstützfläche 12 und des Kupplungstaschenbodens 10. An dem großen Kupplungszahn 9 (auch große Kupplungsklaue genannt) ist ein in Fahrtrichtung vorstehendes in Verlängerung des großen Kupplungszahnes 9 nach vorne gerichtetes und innerhalb der Breite des großen Kupplungszahnes sich erstreichendes Horn 28 angeordnet, dass beim Kuppeln in eine auf gleicher Höhe liegende Ausnehmung 29 des baugleichen Gegenkuppelkopfes eingeführt wird, Mit dieser Konstruktion wird auf einfache Weise die Kupplungsverbindung "starr gemacht", d. h., eine Relativbewegung der beiden ineinander greifenden Kupplungsköpfe 20 in vertikaler Richtung wird hierdurch auf das erforderliche Minimum reduziert.
  • Der kleine Kupplungszahn 27 (auch kleine Kupplungsklaue genannt) weist zwei zueinander annähernd parallele Führungsflächen der Druckkontur 13 und der Zugkontur 14 und eine unter einem Winkel stehende Abstützfläche 12 auf. Die Kupplungstasche 18 weist ebenfalls zwei zueinander annähernd parallele Führungsflächen der Druckkontur 13 und der Zugkontur 14 auf, die den Führungsflächen der Druckkontur 13 und der Zugkontur 14 des kleinen Kupplungszahnes 27 zugeordnet sind, sowie einen Kupplungstaschenboden 10, der entsprechend der Abstützfläche 12 ausgerichtet ist.
  • Die Kupplungskontur 19 nach Fig. 1 ist an den Anlageflächen der Zugkontur 14 gegenüber der standardisierten Willison-Kontur nach UIC-Merkblatt 523, Anlage 1, um ca. 2 - 4 mm erhöht gestaltet und weist an dem quer zur Kupplungslängsachse 3 liegenden Kupplungstaschenboden 10 im großen Zahn 9 sowie der korrespondierenden Fläche des kleinen Zahns 12 eine erhöhte Kontur auf, wobei die druckseitige Innenkontur 1 des Kupplungsprofils 19 vom Kupplungspunkt 2 des Schnittpunktes der der Kupplungslängsachse 3 mit der Kuppelebenenschnittlinie 4 parallel zu einer Geraden 5 durch den Kupplungspunkt 2 annähernd in einem Winkel zur Kupplungslängsachse 3 in Richtung der Druckkontur 13 liegend von ca. 62° und vorzugsweise in einem konstanten Abstand 7 von ca. 35 mm bis zum Ausrundungsradius 8 im großen Zahn 9 verläuft.
  • Fig. 2 zeigt die plane Gestaltung der Anlagefläche des quer zur Kupplungslängsachse 3 liegenden Kupplungstaschenboden 10 im großen Zahn 9.
  • Mit der planen Fläche 21 des Kupplungstaschertbodens 10 im großen Zahn 9 ist das Kuppeln nichtstarrer Kupplungen mit der Standardkontur nach UIC-Merkblatt 523 ohne Verhaken der Kupplungen gewährleistet.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Selbsttätige Kupplung einer spielarmen Wittison-Kontur mit Riegel
    1
    druckseitige Innenkontur
    2
    Kupplungspunkt
    3
    Kupplungslängsachse
    4
    Kuppelebenenschnittlinie
    5
    Gerade durch den Kupplungspunkt
    6
    Winkel zur Kupplungslängsachse
    7
    konstanter Abstand
    8
    Ausrundungsradius
    9
    großer Zahn
    10
    Kupplungstaschenboden
    12
    Abstützfläche
    13
    Druckkontur
    14
    Zugkontur
    15
    im Winkel liegende Fläche
    16
    korrespondierende Fläche der Zugkontur des kleinen Zahnes
    17
    Riegel
    18
    Kupplungstasche
    19
    Kupplungskontur
    20
    Kupplungskopf
    21, 22, 23, 24
    plane Fläche
    25
    Längsspiel
    26
    Querspiel
    27
    kleiner Zahn
    28
    Horn
    29
    Ausnehmung
    L
    Längsebene des Riegelsystems
    KA
    Kupplungslängsachse
    KE
    Kupplungsebene

Claims (6)

  1. Kupplungskopf (20) einer automatischen Mittelpufferkupplung (100) für Schienenfahrzeuge nach Art einer Willison-Kupplung mit der Willison-Kontur, der stirnseitig zwei Kupplungsklauen, nämlich den kleinen Zahn (27) und den großen Zahn (9), und dazwischen eine Kupplungstasche (18) aufweist, die sich zwischen der Oberseite und der Unterseite des Kupplungskopfes (20) erstrecken, deren Querschnitt dem Querschnitt des kleinen Zahnes (27) angepasst ist, wobei die Kupplungstasche (18) zwei zueinander annähernd parallele Führungsflächen der Druckkontur (13) und der Zugkontur (14) hat und zugeordnete Führungsflächen der Druckkontur (13) und der Zugkontur (14) des kleinen Zahnes (27) besitzt sowie einen Kupplungstaschenboden (10) als Widerlager für eine Abstützfläche (12) des kleinen Zahnes (27) aufweist, wobei in der Kupplungstasche (18) ein beweglicher Riegel (17) angeordnet ist, der sich bei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen am Riegel (17) des anderen Kupplungskopfes abstützt und dabei einen kleinen Zahn (27) des anderen Kupplungskopfes (20) in der Kupplungstasche mit dem großen Zahn (9) hält, wobei der Riegel (17) sich von der Oberseite oder der Unterseite des Kupplungskopfes (20) in die Kupplungstasche (18) erstreckt und in Richtung der Erstreckung der Kupplungstasche (18) bewegbar ist, und zur horizontalen Ausrichtung beim Kuppeln am Kupplungskopf (20) im wesentlichen senkrecht angeordnete Zentrier- und Eingleitflächen der Willison-Kontur besitzt, wobei bei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen (20) ein Spiel in einer Längsebene und/oder Querebene der Mittelpufferkupplung gegeben sein kann,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch geeignete von der Willison-Kontur abweichende Dimensionierung der Teile der Mittelpufferkupplung und der Druckkontur (13), der Zugkontur (14), der Abstützfläche (12) und/oder des Kupplungstaschenbodens (10), nämlich durch Erhöhung mindestens einer der Flächen des Kupplungsprofils (19), das Spiel bei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen, insbesondere im Neuzustand der Kupplungsköpfe weniger als 4 mm, beträgt, und dass die druckseitige Innenkontur (1) des Kupplungsprofils vom Kupplungspunkt (2) des Schnittpunktes der Kupplungslängsachse (3) mit der Kuppelebenenschnittlinie (4) parallel zu einer Geraden (5) durch den Kupplungspunkt (2) annähernd in einem Winkel zur Kupplungslängsachse in Richtung der Druckkontur (13) liegend von ca. 62° und vorzugsweise in einem konstanten Abstand (7) von ca. 35 mm bis zum Ausrundungsradius (8) im großen Zahn (9) verläuft, wobei die horizontal quer zur Kupplungslängsachse (3) anliegende Innenkontur (1) im großen Zahn (9) gegenüber der standardisierten Willison-Kontur eine um ca. 3 mm parallel erhöhte plane Fläche (21) nach innen zum Kupplungspunkt (2) hin aufweist, und die korrespondierende, hierzu parallele Abstützfläche (12) des kleinen Zahnes (27) eine gegenüber der standardisierten WillisonKontur um ca. 3 mm nach außen erhöhte plane Fläche (22) aufweist.
  2. Kupplungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fläche der Druckkontur (13), der Zugkontur (14), der Abstützfläche (12) und/oder des Kupplungstaschenbodens (10) der Kupplungskopfkontur (19) gegenüber einer standardisierten Willison-Kontur um einen Betrag, insbesondere um 2 - 4 mm, parallel versetzt, insbesondere erhöht, ausgebildet ist.
  3. Kupplungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass mindestens eine auf der Kupplungskontur (19) aufgebrachte erhöhte plane Fläche nicht auf einer Zugkontur (14) der Kupplungskontur (19), sondern auf einer Druckkontur (13) der Kupplungskontur (19) aufgebracht wird.
  4. Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal im Winkel (6) unter annähernd 62° zur Kupplungslängsachse (3) liegende Fläche (15) der Zugkontur (14) im großen Zahn (9) gegenüber der Willison-Kontur eine um ca. 3 mm parallele erhöhte plane Fläche (23) nach innen zum Kupplungspunkt (2) hin bildet, die parallel zur korrespondierenden Fläche (24) der Zugkontur (14) des kleinen Zahnes (27) verläuft und die eine gegenüber der standardisierten Kontur um ca. 3 mm nach außen erhöhte plane Fläche (26) aufweist.
  5. Kupplungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen (21, 22 und 23, 24) zueinander und zum Kupplungspunkt (2) Toleranzen im Bereich einer mechanischen Bearbeitung haben.
  6. Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ferner die derart ausgebildete Kupplungskontur (19) ineinander gesteckt, d. h. bei zwei miteinander gekuppelten Kupplungsköpfen (20), ein Längsspiel (25) kleiner als 2 mm in Richtung der Kupplungslängsachse (3) und ein Querspiel (26) in der quer zu der Kupplungslängsachse (3) liegenden Richtung kleiner als 2 mm aufweisen.
EP07000005A 2006-01-05 2007-01-02 Kupplungskopf einer automatischen Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge nach Art einer Willison-Kupplung mit der Willison-Kontur Not-in-force EP1806267B1 (de)

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EP1806267A2 EP1806267A2 (de) 2007-07-11
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EP1806267A3 (de) 2008-07-09
DE202006000146U1 (de) 2006-03-09

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