EP1858741A1 - Zug- und stossvorrichtung für mittelpufferkupplungen von schienenfahrzeugen - Google Patents

Zug- und stossvorrichtung für mittelpufferkupplungen von schienenfahrzeugen

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EP1858741A1
EP1858741A1 EP06707488A EP06707488A EP1858741A1 EP 1858741 A1 EP1858741 A1 EP 1858741A1 EP 06707488 A EP06707488 A EP 06707488A EP 06707488 A EP06707488 A EP 06707488A EP 1858741 A1 EP1858741 A1 EP 1858741A1
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EP
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pulling
pushing device
pressure
deformation
energy dissipation
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Jörg Bensch
Franz-Peter Bartling
Martin Schüler
Alfons Oerder
Martin Lange
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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
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/04—Draw-gear combined with buffing appliances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D15/00—Other railway vehicles, e.g. scaffold cars; Adaptations of vehicles for use on railways
    • B61D15/06—Buffer cars; Arrangements or construction of railway vehicles for protecting them in case of collisions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/20—Details; Accessories
    • B61G9/22—Supporting framework, e.g. cradles; Spring housings

Definitions

  • the invention relates to a pulling and pushing device with a coupling arm for central buffer clutches of rail vehicles, which is mounted flanged in the base of a rail vehicle and the coupling arm with a coupling head via a joint, preferably stabilizing joint, which is hinged to a hinge pin, elastically mounted and in the compression direction Pressure forces after exceeding a Gelenkspielabfederung backlash over a pressure plate and a downstream biased, pressure-side energy dissipation system supported on the frame via an outer housing and in the pulling direction the tensile forces on the hinge pin and a zug spicyes energy dissipation system without play on cable stops and the outer housing is supported on the undercarriage.
  • Such a device is known for example from EP 1 225 114 B1.
  • train and shock devices known from DE 1 386 818 A and DE 1 455 255 A with closed housing and clamping yoke, in which the coupling arm is mounted a central buffer coupling in the clamping yoke.
  • the preloaded between the vehicle-side stops spring system causes tolerances due to the play of the drawbar in tensile load and jerking and strains when driving in the train.
  • the closed spring housing with the ring spring used is expensive.
  • the object of the invention is to provide a flanged pull and push device with high energy dissipation system for the best possible protection in the event of a crash with non-linear characteristic of the spring system for damping the longitudinal vibrations while driving and play-free storage of Kupplungsarmanbringung to reduce the jerks and strains while driving.
  • the core idea of the invention is that the previously known per se energy absorption systems, namely an energy dissipation system for a kar Bige load and a multi-stage energy dissipation system for a pressure-side load, of which at least one was arranged outside the housing of the central buffer spring mechanism, both are arranged in the housing , in a series connection.
  • the pressure-side multistage energy dissipation system and / or the train-side energy dissipation system are provided with a reversible energy absorption part and an irreversibly deformable deformation element. This makes it possible to absorb even larger energies, which occur, for example, in the event of a crash, thus avoiding acceleration peaks with respect to the rail vehicle or with respect to its load or passengers being transported.
  • the installation in a housing for the reversible energy consumption and the irreversible energy consumption has the advantage that on the one hand the normal loads in shunting and Wegvel operation are absorbed by the reversible energy consumption and on the other hand, in the event of a crash, the train and pusher significantly higher additional energy in the irreversible E absorbs energy.
  • no additional crash elements arranged behind or next to the pulling and pushing device are required for the impact of a train with a speed of 36 km / h which is required according to the European crash conditions.
  • Another advantage is the formation of the deformation element with the prestressed shear elements, so that no loosening of the compound occurs and unwanted games are avoided.
  • the hinge pin bearing in the hood is the safe storage of the hinge pin low-clearance, which advantageously on the one hand a falling out of the hinge pin is prevented and on the other hand when installing and removing the clutch or the tow hook the pull and push device remains bolted to the undercarriage of the vehicle.
  • the non-linear characteristic of the spring of the energy dissipation system advantageously dampens the longitudinal vibrations when traveling in a train.
  • the shearing element mounted in the externally visible region of the pulling and pushing device shears off when the irreversible consumption of energy occurs, and advantageously indicates the high load that has taken place.
  • 1 is a plan view with half-section the pulling and pushing device
  • Fig. 1 in the plan view with half-section, the pulling and pushing device is shown with a coupling arm for central buffer clutches of rail vehicles in flange design.
  • the pulling and pushing device 100 is bolted via the screw 24 to the undercarriage 1 of the rail vehicle.
  • the coupling arm with coupling head 2 is hinged on the hinge play suspension 7 on the hinge pin 4.
  • Fig. 2 the pulling and pushing device is shown in a side view in section.
  • the joint 3 is supported with the end face against the pressure plate 8, which transmits the pressure forces on the reversible energy absorption system consisting of damper 13 and Vorhubfeder 14 under pressure, wherein the support via the inner lid 15 to the inner housing 16.
  • the inner housing 16 presses on the stop 17 on the deformation element 23, the is supported on the shear ring 20 and the conical ring 21 on the stop 22 of the outer housing 10, wherein the outer housing 10 is supported with the flange 27 on the base frame.
  • the shear ring 20 is sheared off and the deformation element 23 is pressed by the conical ring 21.
  • the screwed via the screw 18 with the deformation element 23 outer cover 19 moves in the printing direction 5 according to the deformation path.
  • the hinge pin 4 When subjected to tensile stress, the hinge pin 4 is supported on the inner housing 16 via the inner cover 15, the Verhubfeder 14, the damper 13 on the pressure plate 8, which transmits the tensile forces to the outer housing 10 via the cable stops 12, which on the one hand with the screw 24th supported on the base frame 1.
  • the inner housing 16 moves around the Switzerlandhub in the pulling direction 6 from the outer housing 10th

Description

Zug- und Stoßvorrichtung für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Zug- und Stoßvorrichtung mit einem Kupplungsarm für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen, die im Untergestell eines Schienenfahrzeuges angeflanscht befestigt ist und den Kupplungsarm mit einem Kupplungskopf über ein Gelenk, vorzugsweise Stabilisierungsgelenk, das an einem Gelenkbolzen angelenkt ist, elastisch gelagert und in Druckrichtung die Druckkräfte nach Überschreiten einer Gelenkspielabfederung spielfrei über eine Druckplatte und ein nachgeschaltetes vorgespanntes, druckseitiges Energieverzehrsystem auf das Untergestell über ein äußeres Gehäuse abstützt sowie in Zugrichtung die Zugkräfte über den Gelenkbolzen und ein zugseitiges Energieverzehrsystem spielfrei über Zuganschläge und das äußere Gehäuse auf das Untergestell abstützt.
Stand der Technik
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 225 114 B1 bekannt.
Es sind Zug- und Stoßvorrichtungen bekannt nach DE 1 386 818 A bzw. DE 1 455 255 A mit geschlossenem Gehäuse und Zugbügel, bei denen der Kupplungsarm eine Mittelpufferkupplung im Zugbügel gelagert ist.
Das zwischen den fahrzeugseitigen Anschlägen vorgespannte Federsystem führt toleranzbedingt zum Spiel des Zugbügels bei Zugbelastung und Rucken und Zerrungen bei Fahrt im Zugverband. Das geschlossene Federgehäuse mit der eingesetzten Ringfeder ist aufwendig.
BESTATlQUNGiSKOPIE Weiterhin sind Zug- und Stoßvorrichtungen nach DD-PS 82 681 bekannt, deren ineinander geschaltete Vorhub- und Hauptfeder über Vorspanntöpfe und Zuganker aufwendig im geschlossenen Gehäuse gelagert sind. Bei vorgespanntem Einbau in die fahrzeugseitigen Anschläge tritt auch hier Spiel zwischen Gelenkbolzen und Gehäuse auf, das zu den unerwünschten Rucken und Zerrungen bei Fahrt im Zugverband führt. Stabilisierungsgelenke werden in ihrer Stabilisierungswirkung durch die sphärische Lagerung am Gelenkbolzen abgemindert.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine anflanschbare Zug- und Stoßvorrichtung mit hohem Energieverzehrsystem zum bestmöglichen Schutz im Crashfall mit nichtliniarer Kennlinie des Federsystems zur Dämpfung der Längsschwingungen während der Fahrt und spielfreier Lagerung der Kupplungsarmanbringung zur Abminderung der Rucke und Zerrungen bei Fahrt zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Kernidee der Erfindung besteht darin, dass die bisher an sich schon bekannten Energieverzehrsysteme, nämlich ein Energieverzehrsystem für eine zugseitige Belastung und ein mehrstufiges Energieverzehrsystem für eine druckseitige Belastung, von denen bisher mindestens eines außerhalb des Gehäuses des Mittelpufferfederwerks angeordnet war, beide im Gehäuse angeordnet sind, und zwar in einer Reihenschaltung.
Damit ist sichergestellt, dass größere Absorptionsenergien über das entsprechende Energieverzehrsystem abgefedert und aufgefangen werden, so dass Schäden bei Aufläufen der Schienenfahrzeuge mit unzulässigen höheren Geschwindigkeiten sich nicht auf die Fahrzeugstruktur auswirken und auf den leicht tauschbaren Teil der Zug- und Stoßvorrichtung begrenzt bleiben und eine Ab- minderung der Rucke und Zerrungen bei Fahrt erreicht wird und dass auch eine Dämpfung der Längsschwingungen während der Fahrt erzielt wird.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das druckseitige mehrstufige Energieverzehrsystem und/oder das zugseitige Energieverzehrsystem mit einem reversiblen Energieabsorptionsteil und einem irreversibel verformbaren Verformungselement versehen sind. Hierdurch ist es erreichbar, dass auch größere Energien, die beispielsweise bei einem Crashfall auftreten, aufgenommen werden und so Beschleunigungsspitzen in Bezug auf das Schienenfahrzeug bzw. in Bezug auf seine Ladung oder die beförderten Personen vermieden werden.
Der Einbau in einem Gehäuse für den reversiblen Energieverzehr und dem irreversiblen Energieverzehr hat den Vorteil, dass einerseits die normalen Belastungen im Rangierbetrieb und Zugverbandsbetrieb über den reversiblen Energieverzehr aufgenommen werden und dass andererseits im Crashfall die Zug- und Stoßvorrichtung wesentlich höhere zusätzliche Energie im irreversiblen E- nergieverzehr aufnimmt. Im Bereich der Fahrzeugstruktur sind keine hinter oder neben der Zug- und Stoßvorrichtung angeordneten zusätzlichen Crashelemente für den nach den europäischen Crashbedingungen geforderten Aufprall eines Zugverbandes mit 36 km/h Aufprallgeschwindigkeit erforderlich.
Weiterhin von Vorteil ist die Ausbildung des Verformungselementes mit den vorgespannten Abscherelemente, so dass kein Lockern der Verbindung eintritt und unerwünschte Spiele vermieden werden.
Unterschiedliche Gelenkausführungen der Mittelpufferkupplungen werden über die Anpassung der Druckplatte ohne Änderung des weiteren Innenlebens der Zug- und Stoßvorrichtung vorteilhaft eingebaut.
Die Gelenkbolzenlagerung in der Haube setzt die sichere Lagerung des Gelenkbolzens spielarm um, wobei vorteilhaft einerseits ein Herausfallen des Gelenkbolzens verhindert ist und andererseits beim Ein- und Ausbau der Kupplung oder des Zughakens die Zug- und Stoßvorrichtung mit dem Untergestell des Fahrzeugs verschraubt bleibt. Die nichtlineare Kennlinie der Feder des Energieverzehrsystems dämpft vorteilhaft die Längsschwingungen bei Fahrt im Zugverband.
Das im von außen sichtbaren Bereich der Zug- und Stoßvorrichtung angebrachte Abscherelement schert beim Ansprechen des irreversiblen Energieverzehrs ab und zeigt vorteilhaft die stattgefundene hohe Belastung an.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 in einer Draufsicht mit Halbschnitt die Zug- und Stoßvorrichtung,
Fig. 2 in einer Seitenansicht im Schnitt die Zug- und Stoßvorrichtung,
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 ist in der Draufsicht mit Halbschnitt die Zug- und Stoßvorrichtung mit einem Kupplungsarm für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen in Flanschausführung dargestellt. Die Zug- und Stoßvorrichtung 100 ist über die Schraubverbindung 24 mit dem Untergestell 1 des Schienenfahrzeugs verschraubt. Der Kupplungsarm mit Kupplungskopf 2 ist über die Gelenkspielabfederung 7 am Gelenkbolzen 4 angelenkt.
In Fig. 2 ist in einer Seitenansicht im Schnitt die Zug- und Stoßvorrichtung dargestellt. Das Gelenk 3 stützt sich mit der Endfläche gegen die Druckplatte 8 ab, die bei Druckbelastung die Druckkräfte auf das reversible Energieverzehrsystem bestehend aus Dämpfer 13 und Vorhubfeder 14 überträgt, wobei der Abstützung über den inneren Deckel 15 zum inneren Gehäuse 16 erfolgt. Das innere Gehäuse 16 drückt über den Anschlag 17 auf das Verformungselement 23, das sich über den Abscherring 20 und den konischen Ring 21 am Anschlag 22 des äußeren Gehäuses 10 abstützt, wobei sich das äußere Gehäuse 10 mit dem Flansch 27 am Untergestell abstützt. Beim Ansprechen des irreversiblen Energieverzehrs wird der Abscherring 20 abgeschert und das Verformungselement 23 durch den konischen Ring 21 gedrückt. Der über die Schraubverbindung 18 mit dem Verformungselement 23 verschraubte äußere Deckel 19 bewegt sich in Druckrichtung 5 entsprechend dem Verformungsweg.
Bei Zugbelastung stützt sich der Gelenkbolzen 4 am inneren Gehäuse 16 über den inneren Deckel 15, die Verhubfeder 14, den Dämpfer 13 an der Druckplatte 8 ab, die über die Zuganschläge 12 die Zugkräfte zum äußeren Gehäuse 10 überträgt, das sich einerseits mit den Schraubverbindungen 24 am Untergestell 1 abstützt. Das innere Gehäuse 16 bewegt sich um den Zughub in Zugrichtung 6 aus dem äußeren Gehäuse 10.
Bezuαszeichenliste
Zug- und Stoßvorrichtung
Untergestell
Kupplungsarm mit Kupplungskopf
Gelenk
Gelenkbolzen
Druckrichtung
Zugrichtung
Gelenkspielabfederung
Druckplatte druckseitiges Energieverzehrsystem äußeres Gehäuse zugseitiges Energieverzehrsystem
Zuganschlag
Dämpfer
Vorhubfeder innerer Deckel inneres Gehäuse
Anschlag
Schraubverbindungen äußerer Deckel
Abscherring konischer Ring
Anschlag
Verformungselement
Schraubverbindungen
Verformungsdüse
Haube
Flansch
Abscherschraube
Rohr

Claims

Ansprüche
1. Zug- und Stoßvorrichtung (100) mit einem Kupplungsarm (2) für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen, die im Untergestell (1) eines Schienenfahrzeuges angeflanscht befestigt ist und den Kupplungsarm (2) mit einem Kupplungskopf über ein Gelenk (3), vorzugsweise Stabilisierungsgelenk, das an einem Gelenkbolzen (4) angelenkt ist, elastisch gelagert und in Druckrichtung (56) die Druckkräfte nach Überschreiten einer Gelenkspielabfederung (7) spielfrei über eine Druckplatte (8) und ein nachgeschaltetes vorgespanntes, druckseitiges Energieverzehrsystem (9) auf das Untergestell (1) über ein äußeres Gehäuse (10) abstützt sowie in Zugrichtung (6) die Zugkräfte über den Gelenkbolzen (4) und ein zugseitiges Energieverzehrsystem (11 ) spielfrei über Zuganschläge (12) und das äußere Gehäuse (10) auf das Untergestell (1 ) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitige, mehrschichtige Energieverzehrsystem (9) und das zugseitige Energieverzehrsystem (11) in Reihe geschaltet innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet sind.
2. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitige Energieverzehrsystem (9) und/oder das zugseitige Energieverzehrsystem (11 ) mit einem irreversiblen verformbaren Verformungselement (23) versehen ist.
3. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungselement (23) ein durch ein Verformungsteil verformbares mechanisches Stoßverzehrglied ist.
4. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungselement (23) als Stoßverzehrglied ein Rohr (29) ist, das bei einer Stoßbelastung durch das Verformungsteil, nämlich durch eine Verformungsdüse (25) oder einen Druckring (21 ) drückbar oder über einen Verfor- mungsdorn drückbar und irreversibel querschnittsverformbar ausgebildet ist.
5. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine irreversible Verformung eines Verformungselementes (23) oder des Energieverzehrelementes (9) und/oder des Energieverzehrelementes (11) erst nach Überschreitung eines vorgebbaren Druck- und/oder Zugbelastungswertes am Abscherelement, Abscherring (20) und/oder Abscherbolzen der Zug- und Stoßvorrichtung (100) durchführbar ist.
6. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie der Feder des druck- oder zugseiti- gen Energieverzehrelementes (9, 11) vorzugsweise nichtlinear schwingungs- dämpfend ausgebildet ist.
7. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Druckrichtung (5) sich die Druckplatte (8) auf das druckseitige Energieverzehrsystem (9) mit den reversiblen Energieverzehrelementen Dämpfer (13) und Vorhubfeder (14) über den inneren Deckel (15) auf das innere Gehäuse (16) abstützt und weiterhin das innere Gehäuse (16) sich über den Anschlag (17) auf die irreversiblen Energieverzehrelemente Verformungsrohr (23) mit Abscherring (20), das vorgespannt über die Schraubverbindungen (18) des äußeren Deckels (19) und über den konischen Ring (21 ) gegen den Anschlag (22) gehalten ist und das äußere Gehäuse (10) gegen das Untergestell (1) abstützt.
8. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Zugrichtung (6) der Gelenkbolzen (4) über das innere Gehäuse (16) und den inneren Deckel (15) über das zugseitige E- nergieverzehrsystem (11 ) mit den reversiblen Energieverzehrelementen Dämpfer (13) und Vorhubfeder (14), die Druckplatte (8), den Zuganschlag (12) gegen das äußere Gehäuse (10) und die Schraubverbindungen (24) gegen das Untergestell (1 ) abstützt.
9. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkbolzen (4) gegen Herausfallen über eine Haube (26), die gegen den Flansch (27) des Gehäuses (10) verschraubt ist, gesichert ist.
10. Zug- und Stoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Kupplungsarm wirkverbundenes Anzeigeelement zur Anzeige einer beginnenden oder erfolgten irreversiblen Verformung des Verformungselementes vorgesehen ist.
11. Zug- und Stoßvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement ein in das innere Gehäuse (16) teilweise eingesteckter oder eingeschraubter Abscherbolzen oder eine Abscherschraube (28) ist, die bei einer irreversiblen Verformung des Verformungselements (23) über die Haube (26) durch Abscherung zerstörbar sind.
EP06707488A 2005-03-17 2006-03-09 Zug- und stossvorrichtung für mittelpufferkupplungen von schienenfahrzeugen Revoked EP1858741B1 (de)

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