EP1995146A1

EP1995146A1 - Vorrichtung zur elastischen gelenkigen Lagerung einer Kupplung

Info

Publication number: EP1995146A1
Application number: EP07010029A
Authority: EP
Inventors: Franz-Peter Bartling; Jörg Bensch; Nils Möhle; Martin Schüler; Alfons Oerder
Original assignee: Faiveley Transport Witten GmbH
Current assignee: Faiveley Transport Witten GmbH
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2008-11-26

Abstract

Um eine Vorrichtung (100) für die gelenkige Lagerung einer Kupplung (3) an einem Fahrzeug (1), insbesondere Schienenfahrzeug, deren Konsole (2) über eine Schraubverbindung (13) mit dem Fahrzeug (1) verbunden ist und deren Feder (5) in Druckrichtung (19) sowie deren Feder (7) in Zugrichtung (20) mit einer Scheibe (9) über den in einer Buchse (17) einer Halterung (15) gelagerten Zentralbolzen (4) mit einer Platte (8) und einer Mutter (10) gehalten sind, so zu verbessern, dass sie einen kompakten kurz bauenden Aufbau hat, der reversiblen Energieverzehr der Federelemente und irreversiblen Energieverzehr durch bleibende Verformung nach Überschreiten einer definierten, eng tolerierten Ansprechkraft nachschaltet und das Abreißen der Kupplung als starren Körper umsetzt, um weitere Crashelemente des Fahrzeugs wirken zu lassen, wird vorgeschlagen, dass die Halterung (15) topfartig übergreifend ausgebildet einen Freiraum (18) zur Aufnahme der Feder (7) in Zugrichtung (20) mit der Scheibe (9) sowie der Platte (8) und der Mutter (10) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elastischen gelenkigen Lagerung einer Kupplung an einem Fahrzeug deren Konsole über die Schraubverbindung mit dem Fahrzeug verbunden ist und deren Federn auf dem Zentralbolzen gelagert sind und sich in Druckrichtung sowie in Zugrichtung gegen die Halterung abstützen, wobei die Halterung einen topfartigen Freiraum zur Aufnahme der Feder mit der Scheibe sowie der Platte und der Mutter bildet und die Halterung mit den Abscherbolzen im Verformungsrohr gehalten ist und sich einerseits in Druckrichtung gegen den Druckring stützt und andererseits sich in Zugrichtung gegen den Einschraubring legt.
Eine Vorrichtung der eingangsgenannten Art mit reversiblem Energieverzehr ist aus der DE 20009859 U1 bekannt. Eine solche Vorrichtung dient dazu, die Zugbelastungen und Druckbelastungen in Kupplungslängsachse gelenkig zu übertragen. Die verwendeten Kunststofffedern sind an einer Zentralplatte über einen Zentralbolzen in einem zweiteiligen an dem Fahrzeugfrontträger angeschraubten Gehäuse gelagert. Die Größe des reversiblen Energieverzehrs entspricht der in den Federn installierten Energie.
Weitere Vorrichtungen der eingangsgenannten Art mit reversiblem Energieverzehr sind aus den Anmeldungen DE 2701984 A1 und DE 3421166 A1 bekannt. Hier sind auf einem Zentralbolzen mit längsrundem Querschnitt in nutförmigen Ausschnitten Gummiringe gelagert, die sich im zweiteiligen mit dem Fahrzeugfrontträger verschraubten Gehäuse in ebenfalls nutförmigen Ausschnitten abstützen. Die Größe des reversiblen Energieverzehrs entspricht dem in den Gummiringen bei Scherbelastung auftretenden Energieverzehr.
Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, dass das vor dem Fahrzeugfrontträger angeschraubte Gehäuse nur den reversiblen Energieverzehr der eingebauten Federn verwirklicht. Dieser Energieverzehr genügt modernen Crashanforderungen nicht. Beim Crash ist es notwendig für hohen Energieverzehr mehrere Stufen von reversiblem und irreversiblem Energieverzehr hintereinander zu schalten und dafür die Kupplung als starren Körper abreißen zu lassen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass sie einen kompakten kurz bauenden Aufbau hat, der reversiblen Energieverzehr der Federelemente und irreversiblen Energieverzehr durch bleibende Verformung nach Überschreiten einer definierten, eng tolerierten Ansprechkraft nachschaltet und das Abreißen der Kupplung als starren Körper umsetzt, um weitere Crashelemente des Fahrzeugswirken zu lassen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Vorrichtung zur elastischen Lagerung einer Kupplung an einem Fahrzeug enthält demnach eine am Fahrzeug zu befestigende Konsole, in die ein Verformungsrohr gesteckt ist, das sich in Druckrichtung über einen Bund in der Konsole abstützt und das in Zugrichtung über einen mit einer Sicherung versehenen Einschraubring gehalten ist. Im Verformungsrohr ist die topfförmige Halterung mit den Abscherbolzen befestigt, die sich in Druckrichtung gegen den Druckring und in Zugrichtung gegen den Einschraubring abstützt. In der Halterung ist über die Buchse der mit der Kupplung verbundene Zentralbolzen gelagert, der über die Platte und Mutter die in Druckrichtung wirkende Feder und die in Zugrichtung wirkende Feder vorgespannt an der Halterung lagert.
Eine derartige Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Federn im normalen Fahrbetrieb und beim Kuppeln der Fahrzeuge auftretende Energien reversibel aufnehmen.
Wird beim Crash der Energieverzehr der in Druckrichtung wirkenden Feder überschritten, scheren nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Abscherbolzen bei einer eng tolerierten Kraft ab, so das es zu keiner Überlastung der Fahrzeugstruktur kommt. Hier sind auch andere geeignete Mittel denkbar, um einen sicheren Normalbetrieb und einen definierten Übergang zur irreversiblen Verformung zu gewährleisten. Die Halterung verschiebt den Druckring in Druckrichtung und mit dem Verformen des Verformungsrohres wirkt der irreversible Energieverzehr. Damit reißt die Kupplung am Fahrzeug ab und rutscht in das Fahrzeug, so das nach dem Energieverzehr der Kupplung selbst weitere Crashelemente der Fahrzeugknautschzonen wirken können. Für den Abschleppfall der Fahrzeuge verhindert der Einschraubring ein Trennen der Kupplung nach dem Crash vom Fahrzeug in Zugrichtung.
Das Ineinanderschachteln der in Zugrichtung wirkenden Federn in den Freiraum der Halterung bewirkt eine kompakte, kurz bauende Form der Vorrichtung, die den Anforderungen des begrenzt am Fahrzeug vorhandenen Einbauraumes gerecht wird.
Die Vorrichtung ist montagefreundlich aufgebaut. Die Halterung bildet mit den Federn und den Befestigungselementen der Federn auf dem Zentralbolzen eine Baugruppe, die mit dem Druckring über die Abscherbolzen und dem Verformungsrohr zur vormontierten Einheit verbunden sind. Eine Montage - Demontage erfolgt durch das Befestigen oder Lösen des Einschraubringes von der frei zugänglichen Seite an der Fahrzeugsfront. Die Schraubverbindungen der Konsole mit dem Fahrzeugfrontträger müssen nicht gelöst werden, da deren Zugänglichkeit von der Seite des Untergestellbereiches des Fahrzeugs oft nur eingeschränkt möglich ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann um bekannte Elemente, wie eine Mittenstelleinrichtung und/oder Abstützung ergänzt sein.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur erläutert.
Die Figur zeigt einen Schnitt durch die Mittellängsachse L der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur elastischen gelenkigen Lagerung einer Kupplung 3 an einem Fahrzeug 1. Der Fahrzeugfrontträger 22 des Fahrzeugs 1 ist durch eine Schraffur gekennzeichnet. Am Fahrzeugfrontträger 22 ist eine Konsole 2 über die Schraubverbindung 13 angeschraubt. In die Konsole 2 ist das Verformungsrohr 6 eingesteckt und schlägt mit seinem Bund 21 an der Konsole 2 an. Im Inneren des Verformungsrohres 6 ist die topfförmige Halterung 15 über zwei Abscherbolzen 12 befestigt. Die Halterung 15 stützt sich in Druckrichtung 19 am Druckring 11 ab. Halterung 15 und Verformungsrohr 6 stützen sich in Zugrichtung 20 am Einschraubring 16 ab. Der Einschraubring 16 ist über die Sicherung 14 gesichert. In der Halterung 15 im Freiraum 18 ist der über die Buchse 17 mit der Kupplung 3 verbundene Zentralbolzen 4 gelagert, der über die Platte 8 und die Mutter 10, die in Druckrichtung 19 wirkende Feder 5, bestehend aus ringförmigen elastischen Kunststoffelementen oder Gummi, und die in Zugrichtung 20 wirkende Feder 7, bestehend ebenfalls aus ringförmigen elastischen Kunststoffelementen und dazwischen liegender Scheibe 9 vorgespannt an der Halterung 15 lagert.
Die erfinderische Vorrichtung 100 hat den Vorteil, dass die Federn 5,7 im normalen Betrieb auftretende Energien reversibel aufnehmen und das Schwenken des Zentralbolzen 4 gewährleisten, wobei ein außer der Mitte liegender Kraftangriff entsteht, der ein Drehmoment entgegen der Bewegungsrichtung erzeugt und stabilisierend auf den Fahrzeuglauf, insbesondere bei Schienenfahrzeugen mit einer Verminderung der Entgleisungsgefahr, wirkt. Die erfinderische Vorrichtung 100 hat weiterhin den Vorteil, dass im Crashfall beim Überschreiten des reversiblen Energieverzehrs der in Druckrichtung wirkenden Feder 5 die Abscherbolzen 12 mit einer eng tolerierten Kraft abscheren und über den Druckring 11 ein irreversibler Energieverzehr durch Verformen des Verformungsrohres 6 als nachgeschalteter zweiter Energieverzehr zur Verfügung steht. Dabei reißt die Kupplung 3 und ermöglicht das Wirken weiterer Energieverzehrelemente des Fahrzeugs 1.

Bezugszeichenliste

100: Vorrichtung
1: Fahrzeug
2: Konsole
3: Kupplung
4: Zentralbolzen
5: Feder
6: Verformungsrohr
7: Feder
8: Platte
9: Scheibe
10: Mutter
11: Druckring
12: Abscherbolzen
13: Schraubverbindung
14: Sicherung
15: Halterung
16: Einschraubring
17: Buchse
18: Freiraum
19: Druckrichtung
20: Zugrichtung
21: Bund
22: Fahrzeugfrontträger
L: Mittellängsachse

Claims

Vorrichtung (100) für die gelenkige Lagerung einer Kupplung (3) an einem Fahrzeug (1), insbesondere Schienenfahrzeug, deren Konsole (2) über eine Schraubverbindung (13) mit dem Fahrzeug (1) verbunden ist und deren Feder (5) in Druckrichtung (19) sowie deren Feder (7) in Zugrichtung (20) mit einer Scheibe (9) über den in einer Buchse (17) einer Halterung (15) gelagerten Zentralbolzen (4) mit einer Platte (8) und einer Mutter (10) gehalten sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halterung (15) topfartig übergreifend ausgebildet einen Freiraum (18) zur Aufnahme der Feder (7) in Zugrichtung (20) mit der Scheibe (9) sowie der Platte (8) und der Mutter (10) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halterung (15) mit einem Abscherbolzen (12) gesichert in einem Verformungsrohr (6) gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich in Druckrichtung (19) die Halterung (15) gegen den Druckring (11) stützt und in Zugrichtung (20) die Halterung (15) gegen den Einschraubring (16) legt, der über die Sicherung (14) gesichert ist.