EP3168108B1 - Kupplungsvorrichtung für schienenfahrzeuge und schienenfahrzeug mit einer solchen kupplungsvorrichtung - Google Patents

Kupplungsvorrichtung für schienenfahrzeuge und schienenfahrzeug mit einer solchen kupplungsvorrichtung Download PDF

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EP3168108B1
EP3168108B1 EP15194737.1A EP15194737A EP3168108B1 EP 3168108 B1 EP3168108 B1 EP 3168108B1 EP 15194737 A EP15194737 A EP 15194737A EP 3168108 B1 EP3168108 B1 EP 3168108B1
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EP
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rail
coupling
coupling apparatus
rail vehicle
coupling element
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Enrico Studer
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G1/00—Couplings comprising interengaging parts of different shape or form and having links, bars, pins, shackles, or hooks as coupling means

Definitions

  • the invention relates to a coupling device for rail vehicles according to the preamble of the independent claim.
  • the invention further relates to a rail vehicle with at least one coupling device according to the invention.
  • the technical environment for example, is based on the US 2170924 A referred.
  • Coupling devices are used in rail vehicles to connect locomotives and / or cars to trains. Different coupling devices are used. A basic distinction is made between screw couplings and middle buffer couplings.
  • a screw coupling comprises at least one pull hook on each end face of the rail vehicle, to which the actual coupling comprising a pull bracket and a spindle is attached.
  • the drawbar of one rail vehicle must be hooked into the pull hook of the other vehicle and the coupling shortened by turning the spindle.
  • a screw coupling can only transmit tensile forces.
  • rail vehicles equipped with a screw coupling are always provided with spring buffers which can transmit the compressive forces which occur, for example, when braking or pushing.
  • different arrangements of the screw coupling and the spring buffer are possible.
  • the pull hook is arranged in the center and the spring buffers are arranged on either side of it.
  • a central buffer coupling with a central spring buffer is usually used, with the screw coupling below or in duplicate is arranged on the side.
  • a disadvantage of a screw coupling or center buffer coupling is the impossible transfer of pressure or impact force without a spring buffer, the manual actuation that is necessary, that there are limits to compatibility due to the different arrangement of spring buffers and pulling hooks, and that lateral forces are generated during bends when transferring pressure and shock force , which must be limited to ensure derailment security.
  • An automatic or semi-automatic central buffer coupling combines the functions of traction and pressure and shock force transmission and is located in the center of the front of the rail vehicle.
  • Such center buffer clutches reduce the coupling effort and can also have electrical and pneumatic clutches.
  • the coupling device according to the invention is suitable for rail vehicles with at least one buffer and at least one associated traction transmission device.
  • buffer refers to elements which are used to transmit pressure and impact forces while a tensile force is transmitted by means of the tensile force transmission device.
  • a tensile force transmission device is a device which serves to transmit tensile forces between rail vehicles connected thereto.
  • Such a tensile force transmission device is preferably designed as a screw coupling.
  • the coupling device comprises a coupling element for connection to a second, compatible coupling element of another rail vehicle.
  • the coupling device can have a single coupling element which combines the properties of two compatible coupling elements.
  • the coupling element is preferably designed such that it can be connected to a central buffer coupling.
  • the coupling element of a rail vehicle comprises the essential elements of the coupling element of the rail vehicle with the central buffer coupling.
  • the coupling element can be designed as a coupling head of an automatic or semi-automatic central buffer coupling.
  • the coupling device according to the invention further comprises an arcuate rail on which the coupling element is movably arranged.
  • the arc-shaped rail is preferably designed in such a way that positive locking is ensured in both directions of travel of the rail vehicle between the arc-shaped rail and the coupling element, the coupling element being displaceable in other directions.
  • the arcuate rail can also be fastened to the rail vehicle by means of fastening means.
  • the arc-shaped rail serves to allow the coupling element to move freely, which is necessary when cornering or when changing slopes, since otherwise the forces that occur can destroy the coupling device or, in the worst case, lead to derailment of the rail vehicle, and allow a transmission of forces as with a ordinary middle buffer coupling.
  • the arc-shaped rail is preferably releasably attachable to the rail vehicle in order to enable the rail vehicle to be converted quickly and, if necessary, to be able to easily remove the coupling device according to the invention.
  • the arc-shaped rail can be attached indirectly to the rail vehicle via the tensile force transmission device and the coupling element.
  • a special configuration of the curved rail and coupling element allows the curved rail to be fastened to the rail vehicle without, however, the fastening means, be it in whole or in part, having to be arranged directly on the rail vehicle.
  • the arcuate rail can be fastened to the rail vehicle by a pressing force, the pressing force being generated by tensioning the coupling element by means of the train transmission device.
  • the arc-shaped rail can be inserted, for example, into the already existing openings of the rail vehicle via connecting pieces, in order to be able to form a positive connection transverse to the pressing force and to achieve self-positioning.
  • the curved rail can be attached directly to the rail vehicle via the traction force transmission device.
  • the fastening means can be part of the arcuate rail.
  • the arcuate rail can be fastened to the rail vehicle by a contact pressure, the contact pressure being generated by tensioning the arcuate rail itself by means of the train transmission device.
  • the arc-shaped rail can also be inserted here, for example, into the already existing openings of the rail vehicle, in order to be able to form a positive connection transverse to the contact pressure and to achieve self-positioning.
  • the center of the arc of the arc-shaped rail preferably coincides essentially with a pivot point of the tensile force transmission device agree if the curved rail has been installed as intended.
  • the tensile force transmission device is designed as a screw coupling
  • the center of the arc of the arcuate rail and the pivot point of the screw coupling preferably match.
  • the center of the arc of the arc-shaped rail can essentially coincide with a pivot point of a bogie or lie on a wheel axis of the rail vehicle.
  • the center of the arc of the arcuate rail can coincide with a pivot point of an automatic or semi-automatic central buffer coupling which can be retrofitted.
  • the fastening means can further preferably comprise a recess in the arcuate rail, the recess being designed to accommodate at least a part of the tensile force transmission device and / or the coupling element.
  • a recess in the arcuate rail the recess being designed to accommodate at least a part of the tensile force transmission device and / or the coupling element.
  • Such an embodiment is particularly advantageous if the arcuate rail is attached to the rail vehicle by pressing force.
  • the recess thus forms a passage for the tensile force transmission device and / or the coupling element or parts thereof, so that the curved rail is pressed against the rail vehicle by tensioning the coupling element by means of the tensile force transmission device.
  • the fastening means can have areas for at least partially accommodating the buffer.
  • the buffer When attached to the buffer, its buffer effect can be used.
  • the need for additional buffer elements for the coupling device according to the invention is thus eliminated.
  • the buffer can also only serve as an abutment for the arcuate rail and / or as a centering element.
  • receiving areas for the buffer can be present, for example. By pressing the rail against the rail vehicle, a positive connection transverse to the contact pressure and self-positioning of the curved rail is achieved via the receiving areas.
  • the arcuate rail preferably has a curved contact surface for the coupling element.
  • a curved contact surface is understood to mean a curvature of the arcuate rail in the vertical direction.
  • the curvature can preferably produce a convexity or a concavity of the arcuate rail.
  • the coupling element is designed accordingly and can slide along the curved contact surface in order to enable optimum power transmission even when driving over a change of slope.
  • the coupling element is connected to the arcuate rail via a sliding element.
  • the assembly effort of a coupling device according to the invention can be reduced, since when the type of coupling is changed, not the entire coupling device but only the coupling element has to be replaced.
  • the sliding element can further preferably have grooves in which a side region of the curved rail engages.
  • the coupling element is preferably arranged so that it can be displaced substantially horizontally and / or vertically in the sliding element when it is installed as intended.
  • the connecting section between the sliding element and the coupling element is formed accordingly by a suitable construction. This can be done in addition to the design variants mentioned above or alternatively.
  • the contact surface of the arcuate rail and / or the surface of the sliding element, which in the intended state interacts with the contact surface of the arcuate rail, are preferably made of a material with a low coefficient of friction manufactured to further improve the sliding properties
  • the sliding element and / or the arcuate rail can additionally or alternatively have support rollers in order to support the sliding.
  • the curved rail can have sections by means of which the curved rail can be fastened to a frame of the rail vehicle.
  • the arcuate rail can in particular have supports and the like, which interact with elements already present in the rail vehicle, such as openings, projections, depressions, etc., and allow the arcuate rail to be fastened and / or positioned.
  • the curved rail can preferably have adjustable stop elements for limiting the movement of the coupling element and / or the sliding element along the curved rail.
  • stop elements which can be fastened to the arcuate rail.
  • stop elements can also be present on the sliding element and / or on the coupling element, which can likewise restrict the freedom of movement of the coupling element.
  • the invention further relates to a rail vehicle with at least one coupling device according to the invention.
  • the present invention is not only suitable for rail vehicles but can also be used with corresponding changes familiar to the person skilled in the art for model railroad vehicles.
  • FIG. 1 to 3 A first embodiment of a coupling device 1 according to the invention is shown, which is indicated by the arrow 1.
  • the coupling device 1 is arranged on a rail vehicle 15 and 15 ′ and serves to connect two adjacent rail vehicles 15. That in the Figures 1 to 3
  • the exemplary embodiment shown in each case comprises two coupling devices 1 of identical design, so that only one coupling device 1 is described in detail below. The same applies accordingly to the construction of the rail vehicles 15 and 15 '.
  • the coupling device 1 comprises an arcuate rail 5 in the intended, assembled state, which is provided with two webs 13 at its two ends.
  • the webs 13 serve as spacers to a frame 14 of the respective one Rail vehicle 15.
  • the webs 13 can be provided with fastening means, for example with a quick-release fastener or a flange, in order to fasten the rail 5 to the rail vehicle 15.
  • the webs 13 can also be inserted into openings in the frame 14 and secured there. Alternatively, it can be attached using contact pressure.
  • the rail vehicle 15 shown in FIGS. 3 to 3 is a classic rail vehicle with a screw coupling arranged in the center with a pull hook 3 and buffers 2 arranged on the side.
  • the rail 5 has a curved contact surface 9.
  • a sliding element 10 is also provided with a sliding surface designed in accordance with the curvature of the contact surface 9, so that the sliding element 10 and the rail 5 are movable relative to one another.
  • a recess 7 (more visible in Figure 5 ) available, which serves to carry out a U-shaped bracket 6.
  • the bracket 6 has a thread at both ends.
  • the sliding element 10 also has openings which serve to pass through the ends of the bracket 6.
  • the bracket 6 and the curved contact surface 9 allow pivoting of the sliding element 10 along the rail 5, such as in the Figure 3 shown.
  • a coupling element 4 is fastened to the sliding element 10, which can be designed, for example, as a Scharfenberg coupling and which allows the rail vehicle 15 to be connected to a rail vehicle 15 'provided with such a coupling, as in FIGS Figures 4 and 5 shown.
  • the coupling elements 4 and 4 ' can also be formed in one piece, so that a separation on the coupling element is not possible.
  • the rail 5 can be fastened as in FIGS Figures 6 , 7 , 8th , 10th and 11 respectively.
  • the rail 5 is biased and fastened with two brackets 6 and 6 'against the central buffer 2 with the aid of screw nuts 16.
  • the schematically illustrated coupling element 4 is connected to the rail 5 via a likewise schematically illustrated sliding element 10 and is mounted in a sliding manner.
  • the rail can, as in the Figures 7 and 8 shown, can be provided with a buffer receptacle 8.
  • the buffer receptacle 8 engages behind the head of the middle buffer 2.
  • the curvature of the rail 5 is selected accordingly, depending on the type of rail vehicle and the type of coupling element 4.
  • FIG. 9 an exemplary arrangement of the sliding element 10 is shown schematically.
  • a side region 12 of the rail 5 serves as a guide for a groove 11 of the sliding element 10, so that so that the sliding element 10 can slide along the rail 5.
  • the sliding element 10 or the side region 12 of the rail 5 can have support rollers or the like, which simplify the pivoting. Since the sliding element 10 can thus only pivot about an axis, the sliding element 10 can also be provided with further means which enable pivoting about another axis.
  • the in the Figure 9 Fastening option shown is particularly suitable in an embodiment as in the Figures 6 , 7 , 8th , 10th and 11 shown.
  • FIG. 10 and 11 Another variant of the coupling device 1 is shown.
  • the rail vehicle 15 is equipped with a central buffer 6, as in FIG Figure 6 shown.
  • the rail vehicle 15 ' is, however, with a central buffer coupling, as shown in FIG Figure 4 known, provided.
  • the coupling element 4 is in Figure 10 however, rigidly connected to the rail 5, so that the entire rail 5 is displaced when cornering.
  • the coupling element 4 is connected to the rail 5 by means of a sliding element 10 and is mounted in a sliding manner, so that when cornering the Figure 11 shown displacement of the coupling element 4 with sliding element 10 results.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Railway Tracks (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für Schienenfahrzeuge gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs. Die Erfindung betrifft ferner ein Schienenfahrzeug mit wenigstens einer erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung. Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die US 2170924 A verwiesen.
  • Kupplungsvorrichtungen dienen bei Schienenfahrzeugen dem Verbinden von Lokomotiven und/oder Wagen zu Zügen. Dabei finden unterschiedliche Kupplungsvorrichtungen Anwendung. Man unterscheidet im Wesentlichen zwischen Schraubenkupplungen und Mittelpuffekupplungen.
  • Die in Europa am häufigsten anzutreffende Kupplungsvorrichtung ist die Schraubenkupplung. Eine Schraubenkupplung umfasst an jeder Stirnseite des Schienenfahrzeugs wenigstens einen Zughaken, an welchem die eigentliche Kupplung umfassend einen Zugbügel und eine Spindel angehängt ist. Zum Kuppeln zweier Schienenfahrzeuge muss manuell der Zugbügel eines Schienenfahrzeugs in den Zughaken des anderen Fahrzeugs eingehängt werden und durch Drehen der Spindel die Kupplung verkürzt werden. Eine Schraubenkupplung kann jedoch nur Zugkräfte übertragen. So sind mit einer Schraubenkupplung ausgestattete Schienenfahrzeuge stets mit Federpuffern versehen, welche die Druckkräfte, welche beispielsweise beim Bremsen oder Stossen auftreten, übertragen können. Je nach Spurweite des Schienenfahrzeugs sind verschiedene Anordnungen der Schraubenkupplung und der Federpuffer möglich. Bei normalspurigen Schienenfahrzeugen ist der Zughaken mittig und die Federpuffer jeweils seitlich davon angeordnet. Bei Schmalspurbahnen wird meistens eine Mittelpufferkupplung mit einem mittig angeordneten Mittelfederpuffer eingesetzt, wobei die Schraubenkupplung darunter oder in zweifacher Ausführung jeweils seitlich angeordnet ist.
  • Nachteilig bei einer Schraubenkupplung oder Mittelpufferkupplung ist die unmögliche Druck- oder Stosskraftübertragung ohne Federpuffer, deren notwendigen manuellen Betätigung, dass aufgrund der verschiedensten Anordnung von Federpuffern und Zughaken der Kompatibilität Grenzen gesetzt sind und speziell während einer Kurvenfahrt bei der Druck- und Stosskraftübertragung mittels Puffer Querkräfte entstehen, welche zur Wahrung der Entgleisungssicherheit begrenzt werden müssen.
  • Eine automatische oder halbautomatische Mittelpufferkupplung vereint die Funktionen der Zugraftübertragung und der Druck- und Stosskraftübertragung und ist mittig an der Stirnseite des Schienenfahrzeugs angeordnet. Solche Mittelpufferkupplungen reduzieren den Kupplungsaufwand und können auch elektrische und pneumatische Kupplungen aufweisen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Kupplungsvorrichtung de eingangs genannten Art anzugeben, welche die Nachteile aus dem Stand der Technik verhindert und insbesondere die einfache Bildung oder Trennung von Zügen aus Schienenfahrzeugen mit unterschiedlichen Kupplungsvorrichtungen, insbesondere mit Schrauben- und Mittelpufferkupplungen, erlauben und die Entstehung von Querkräften während einer Kurvenfahrt weitestgehend reduzieren.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Kupplungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
  • Die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung eignet sich für Schienenfahrzeuge mit wenigstens einem Puffer und wenigstens einer dazugehörigen Zugkraftübertragungseinrichtung.
  • Als Puffer im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Elemente gemeint, welche zur Übertragung von Druck- und Stosskräften eingesetzt werden während eine Zugkraft mittels der Zugkraftübertragungseinrichtung übertragen wird.
  • Demzufolge ist eine Zugkraftübertragungseinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung, welche dazu dient, Zugkräfte zwischen damit verbundenen Schienenfahrzeugen zu übertragen. Bevorzugt ist eine solche Zugkraftübertragungseinrichtung als Schraubenkupplung ausgebildet.
  • Die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung umfasst ein Kupplungselement für die Verbindung mit einem zweiten, kompatiblen Kupplungselement eines anderen Schienenfahrzeugs.
  • Alternativ kann die Kupplungsvorrichtung ein einziges Kupplungselement aufweisen, welches die Eigenschaften von zwei kompatiblen Kupplungselementen vereint.
  • Das Kupplungselement ist bevorzugt derart ausgebildet, dass es mit einer Mittelpufferkupplung verbindbar ist. Damit ist gemeint, dass das Kupplungselement eines Schienenfahrzeugs die wesentlichen Elemente des Kupplungselements des Schienenfahrzeugs mit der Mittelpufferkupplung umfasst. Beispielsweise kann das Kupplungselement als Kupplungskopf einer automatischen oder halbautomatischen Mittelpufferkupplung ausgebildet sein.
  • Die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung umfasst ferner eine bogenförmige Schiene, auf welcher das Kupplungselement beweglich angeordnet ist.
  • Bevorzugt ist die bogenförmige Schiene derart ausgebildet, dass in beiden Fahrtrichtungen des Schienenfahrzeug zwischen der bogenförmigen Schiene und dem Kupplungselement Formschluss gewährleistet ist, wobei in andere Richtungen das Kupplungselement verschieblich ist. Die bogenförmige Schiene ist ferner mittels Befestigungsmitteln am Schienenfahrzeug befestigbar.
  • Es wird somit die Möglichkeit geschaffen, Schienenfahrzeuge mit einer Kupplungsvorrichtungsart mittels des Kupplungselement und der bogenförmigen Schiene mit Schienenfahrzeugen mit Kupplungsvorrichtungen nach Art des Kupplungselements zu verbinden. Damit kann die Zug- und Stosskraftübertragung zur Verringerung oder Eliminierung von Querkräften, wie sie bei Übertragung mittels Puffer bei Kurvenfahrt auftreten, optimiert werden.
  • Die bogenförmige Schiene dient dazu, eine Bewegungsfreiheit des Kupplungselements zu ermöglichen, welche beim Kurvenfahren oder bei einem Gefällewechsel notwendig ist, da sonst die dabei auftretenden Kräfte zur Zerstörung der Kupplungsvorrichtung oder im schlimmsten Fall zur Entgleisung des Schienenfahrzeugs führen können und erlaubt eine Kräfteübertragung wie bei einer gewöhnlichen Mittelpufferkupplung.
  • Die bogenförmige Schiene ist bevorzugt lösbar am Schienenfahrzeug befestigbar, um eine schnelle Umrüstung des Schienenfahrzeugs zu ermöglichen und gegebenenfalls bei Nichtbedarf die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung einfach entfernen zu können. Erfindungsgemäß ist die bogenförmige Schiene indirekt über die Zugkraftübertragungseinrichtung und das Kupplungselement am Schienenfahrzeug befestigbar. Durch eine besondere Ausgestaltung von bogenförmigen Schiene und Kupplungselement kann die bogenförmige Schiene am Schienenfahrzeug befestigt werden, ohne dass jedoch die Befestigungsmittel, sei es ganz oder nur teilweise, unmittelbar am Schienenfahrzeug angeordnet sein müssen. Insbesondere kann die bogenförmige Schiene durch eine Anpresskraft am Schienenfahrzeug befestigbar sein, wobei die Anpresskraft durch Spannen des Kupplungselements mittels der Zugübertragungseinrichtung erzeugt wird. Die bogenförmige Schiene kann dabei über Stutzen beispielsweise in bereits bestehende Öffnungen des Schienenfahrzeugs eingesteckt werden, um einen Formschluss quer zur Anpresskraft bilden zu können und um eine Selbstpositionierung zu erreichen.
  • Alternativ ist die bogenförmige Schiene direkt über die Zugkraftübertragungseinrichtung am Schienenfahrzeug befestigbar. In diesem Fall können die Befestigungsmittel Bestandteil der bogenförmigen Schiene sein. Insbesondere kann die bogenförmige Schiene durch eine Anpresskraft am Schienenfahrzeug befestigbar sein, wobei die Anpresskraft durch Spannen der bogenförmigen Schiene selbst mittels der Zugübertragungseinrichtung erzeugt wird. Die bogenförmige Schiene kann auch hier über Stutzen beispielsweise in bereits bestehende Öffnungen des Schienenfahrzeugs eingesteckt werden, um einen Formschluss quer zur Anpresskraft bilden zu können und um eine Selbstpositionierung zu erreichen. Bevorzugt stimmt der Mittelpunkt des Bogens der bogenförmigen Schiene im Wesentlichen mit einem Drehpunkt der Zugkraftübertragungseinrichtung überein, wenn die bogenförmige Schiene bestimmungsgemäss montiert worden ist.
  • Damit kann sichergestellt werden, dass die Kraftübertragung mit der erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung der Kraftübertragung entspricht, welche ohne erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung stattfindet. Insbesondere wenn die Zugkraftübertragungseinrichtung als Schraubenkupplung ausgebildet ist stimmen Mittelpunkt des Bogens der bogenförmigen Schiene und Drehpunkt der Schraubenkupplung bevorzugt überein.
  • Alternativ kann der Mittelpunkt des Bogens der bogenförmigen Schiene im Wesentlichen mit einem Drehpunkt eines Drehgestells übereinstimmen oder auf einer Radachse des Schienenfahrzeugs liegen.
  • Dies ist je nach Bau- und Betriebsart des Schienenfahrzeug notwendig, um eine optimale Kraftübertragung zu sichern und insbesondere um Quer- und Scherkräfte zu minimieren, welche andere Komponenten unnötig belasten und im schlimmsten Fall zum totalen Ausfall oder zum Entgleisen des Schienenfahrzeugs führen können.
  • Ferner kann der Mittelpunkt des Bogens der bogenförmigen Schiene mit einem Drehpunkt einer nachrüstbaren automatischen oder halbautomatischen Mittelpufferkupplung übereinstimmen.
  • Moderne Schienenfahrzeuge sind ohnehin bereits zur Umrüstung auf Mittelpufferkupplungen vorbereitet, so dass auch eine solche Ausgestaltung der bogenförmigen Schiene je nach Anwendung in Betracht gezogen werden kann.
  • Weiter bevorzugt können die Befestigungsmittel eine Aussparung der bogenförmigen Schiene umfassen, wobei die Aussparung zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Zugkraftübertragungseinrichtung und/oder des Kupplungselements ausgebildet ist. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft, falls die bogenförmige Schiene durch Anpresskraft am Schienenfahrzeug befestigt wird. Die Aussparung bildet somit eine Durchführung für die Zugkraftübertragungseinrichtung und/oder das Kupplungselement oder Teile davon, so dass durch Spannen des Kupplungselements mittels der Zugkraftübertragungseinrichtung die bogenförmige Schiene an das Schienenfahrzeug angepresst wird.
  • Alternativ oder ergänzend zu den oben genannten Ausführungsformen können die Befestigungsmittel Bereiche zur zumindest teilweisen Aufnahme des Puffers aufweisen.
  • Bei einer Befestigung am Puffer kann somit dessen Pufferwirkung benutzt werden. Die Notwendigkeit zusätzlicher Pufferelemente für die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung entfällt somit. Auch kann der Puffer lediglich als Widerlager für die bogenförmige Schiene dienen und/oder als Zentrierelement dienen. Je nach Ausführungsform der bogenförmigen Schiene können beispielsweise Aufnahmebereiche für den Puffer vorhanden sein. Durch Anpressen der Schiene an das Schienenfahrzeug wird über die Aufnahmebereiche ein Formschluss quer zur Anpresskraft und eine Selbstpositionierung der bogenförmigen Schiene erreicht.
  • Bevorzugt weist die bogenförmige Schiene eine gewölbte Kontaktfläche für das Kupplungselement auf.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einer gewölbten Kontaktfläche eine Krümmung der bogenförmigen Schiene in vertikaler Richtung verstanden. Die Krümmung kann bevorzugt eine Konvexität oder eine Konkavität der bogenförmigen Schiene erzeugen. Das Kupplungselement ist entsprechend ausgebildet und kann entlang der gewölbten Kontaktfläche gleiten, um eine optimale Kraftübertragung auch bei einer Fahrt über einen Gefällewechsel zu ermöglichen.
  • Bei ein bevorzugten Ausführungsform ist das Kupplungselement über ein Gleitelement mit der bogenförmigen Schiene verbunden.
  • Mit einer solchen Ausführungsform kann der Montageaufwand einer erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung verringert werden, da bei einem Wechsel der Kupplungsart nicht die gesamte Kupplungsvorrichtung sondern lediglich das Kupplungselement ausgetauscht werden muss.
  • Weiter bevorzugt kann das Gleitelement Nuten aufweisen, in welche ein Seitenbereich der bogenförmigen Schiene eingreift.
  • Dabei ist bevorzugt das Kupplungselement im bestimmungsgemäss montierten Zustand im Wesentlichen horizontal und/oder vertikal in dem Gleitelement verschiebbar angeordnet.
  • Um die gewünschte Bewegungsfreiheit des Kupplungselements zu gewährleisten, welche für eine optimale Kraftübertragung notwendig ist, wird durch geeignete Konstruktion der Verbindungsabschnitt zwischen Gleitelement und Kupplungselement entsprechend ausgebildet. Dies kann ergänzend zu den oben genannten Ausführungsvarianten oder alternativ dazu erfolgen.
  • Die Kontaktfläche der bogenförmigen Schiene und/oder die Fläche des Gleitelements, welche im bestimmungsgemässen Zustand mit der Kontaktfläche der bogenförmigen Schiene zusammenwirkt, sind bevorzugt aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten gefertigt, um die Gleiteigenschaften noch weiter zu verbessern
  • Das Gleitelement und/oder die bogenförmige Schiene können zusätzlich oder alternativ Stützrollen aufweisen, um das Gleiten zu unterstützen.
  • Ferner kann die bogenförmige Schiene Abschnitte aufweisen, über welche die bogenförmige Schiene an einem Rahmen des Schienenfahrzeugs befestigbar ist.
  • Wie bereits oben beschrieben, kann die bogenförmige Schiene insbesondere Stützen und dgl. aufweisen, welche mit im Schienenfahrzeug bereits vorhandenen Elementen wie Öffnungen, Vorsprüngen, Vertiefungen, usw. zusammenwirken und eine Befestigung und/oder Positionierung der bogenförmigen Schiene erlauben.
  • Die bogenförmige Schiene kann bevorzugt verstellbare Anschlagelemente zum Begrenzen der Bewegung des Kupplungselements und/oder des Gleitelements entlang der bogenförmigen Schiene aufweisen.
  • Um die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung an das Schienenfahrzeug anzupassen kann notwendig sein, die Bewegungsfreiheit des Kupplungselements einzuschränken. Dies erfolgt bevorzugt mittels Anschlagelementen, welche an der bogenförmigen Schiene befestigbar sind. Alternativ oder ergänzend dazu können am Gleitelement und/oder am Kupplungselement ebenfalls Anschlagelemente vorhanden sein, welche ebenfalls eine Bewegungsfreiheit des Kupplungselements einschränken können.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Schienenfahrzeug mit wenigstens einer erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung.
  • Es ist aus der obigen Beschreibung ersichtlich, dass die dort genannten Vorteile und Ausführungsformen auch auf ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Kupplungsvorrichtung anwendbar sind.
  • Die vorliegende Erfindung eignet sich nicht nur für Schienenfahrzeuge sondern ist auch mit entsprechenden, dem Fachmann geläufigen Änderungen ohne weiteres bei Modellbahnschienenfahrzeugen anwendbar.
  • Weitere Vorteile und Ausführungsformen werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung detailliert erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 2
    eine Seitenansicht der Ausführungsform der Figur 1;
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Figur 1 mit seitlich versetzten Schienenfahrzeugen;
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf eine alternative Kupplungsanordnung der Ausführungsform der Figur 1;
    Fig. 5
    eine Seitenansicht der Kupplungsanordnung der Figur 4;
    Fig. 6
    eine Draufsicht auf eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 7
    eine alternative Befestigungsvariante der Ausführungsform der Figur 6 in der Seitenansicht;
    Fig. 8
    eine Draufsicht der Befestigungsvariante der Figur 7;
    Fig. 9
    eine schematische Schnittansicht einer möglichen Befestigung der Schiene mit einem Gleitelement;
    Fig. 10
    eine Draufsicht auf eine alternative Kupplungsanordnung der zweiten Ausführungsform der Erfindung: und
    Fig. 11
    eine Draufsicht auf eine weitere alternative Kupplungsanordnung der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • In den Figuren 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung 1 gezeigt, welche mit dem Pfeil 1 angedeutet wird. Die Kupplungsvorrichtung 1 ist jeweils an einem Schienenfahrzeug 15 und 15' angeordnet und dient der Verbindung zweier benachbarten Schienenfahrzeuge 15.
    Das in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Ausführungsbeispiel umfasst jeweils zwei gleich ausgebildete Kupplungsvorrichtungen 1, so dass nachfolgend nur eine Kupplungsvorrichtung 1 detailliert beschrieben wird. Entsprechend gilt für den Aufbau der Schienenfahrzeuge 15 und 15'.
  • Die Kupplungsvorrichtung 1 umfasst eine im bestimmungsgemässen, montierten Zustand bogenförmige Schiene 5, welche an ihren zwei Enden mit zwei Stegen 13 versehen ist. Die Stege 13 dienen bei der Montage als Abstandshalter zu einem Rahmen 14 des jeweiligen Schienenfahrzeugs 15. Zusätzlich können die Stege 13 mit Befestigungsmitteln, beispielsweise mit einem Schnellverschluss oder einem Flansch, versehen sein, um die Schiene 5 an dem Schienenfahrzeug 15 zu befestigen. Auch können die Stege 13 in Öffnungen des Rahmens 14 eingesteckt werden und dort gesichert werden. Alternativ kann die Befestigung mittels Anpressdruck erfolgen.
  • Bei dem in den Figuren bis 3 gezeigten Schienenfahrzeug 15 handelt es sich um ein klassisches Schienenfahrzeug mit einer mittig angeordneten Schraubenkupplung mit einem Zughaken 3 und seitlich angeordneten Puffern 2.
  • Die Schiene 5 weist eine gewölbte Kontaktfläche 9 auf. Ein Gleitelement 10 ist ebenfalls mit einer entsprechend der Wölbung der Kontaktfläche 9 ausgebildeten Gleitfläche versehen, so dass Gleitelement 10 und Schiene 5 relativ zueinander beweglich sind. In der Schiene 5 ist eine Aussparung 7 (besser sichtbar in Figur 5) vorhanden, welche zur Durchführung eines u-förmigen Bügels 6 dient. Der Bügel 6 weist an seinen beiden Enden jeweils ein Gewinde auf. Das Gleitelement 10 verfügt ferner über Öffnungen, welche zur Durchführung der Enden des Bügels 6 dienen. Durch Einhängen des Bügels 6 in den Zughaken 3 und Spannen von Schraubenmuttern 16 - andere Verschlussarten sind hier selbstverständlich denkbar - werden die Stege 13 gegen den Rahmen 14 vorgespannt und somit die Schiene 5 mit dem Schienenfahrzeug 15 befestig. Im Rahmen 14 können Öffnungen zur zumindest teilweisen Aufnahme der Stege 13 vorhanden sein.
  • Der Bügel 6 und die gewölbte Kontaktfläche 9 erlauben ein Schwenken des Gleitelements 10 entlang der Schiene 5, wie beispielsweise in der Figur 3 dargestellt.
  • Am Gleitelement 10 ist ein Kupplungselement 4 befestig, welches beispielsweise als Scharfenberg-Kupplung ausgebildet sein kann und welches die Verbindung des Schienenfahrzeugs 15 mit einem mit einer solchen Kupplung versehenen Schienenfahrzeug 15' erlaubt, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Die Kupplungselemente 4 und 4' können auch einstückig ausgebildet sein, so dass eine Trennung am Kupplungselement nicht möglich ist.
  • Bei Schienenfahrzeugen mit einem Mittelpuffer 2 kann die Befestigung der Schiene 5 wie in den Figuren 6, 7, 8, 10 und 11 erfolgen.
  • In der Figur 6 wird die Schiene 5 mit zwei Bügeln 6 und 6' gegen den Mittelpuffer 2 mit Hilfe von Schraubenmuttern 16 vorgespannt und befestigt. Das schematisch dargestellte Kupplungselement 4 ist über ein ebenfalls schematisch dargestelltes Gleitelement 10 mit der Schiene 5 verbunden und gleitend gelagert.
  • Zur besseren Verbindung der Schiene 5 mit dem Mittelpuffer 2 kann die Schiene, wie in den Figuren 7 und 8 dargestellt, mit einer Pufferaufnahme 8 versehen werden. In diesem Fall hintergreift die Pufferaufnahme 8 den Kopf des Mittelpuffers 2. Alternativ können in der Schiene 5 Aussparungen und/oder Öffnungen vorhanden sein, welche zur zumindest teilweisen Aufnahme des Mittelpuffers 2 und insbesondere dessen Kopf dienen.
  • Auch bei einem Schienenfahrzeug mit einem Mittelpuffer 2 wird, je nach Typ des Schienenfahrzeugs und Art des Kupplungselements 4 die Krümmung der Schiene 5 entsprechend gewählt.
  • In der Figur 9 ist schematisch eine beispielhafte Anordnung des Gleitelements 10 gezeigt. Ein Seitenbereich 12 der Schiene 5 dient als Führung für eine Nut 11 des Gleitelements 10, so dass damit das Gleitelement 10 entlang der Schiene 5 gleiten kann. Zusätzlich kann das Gleitelement 10 oder der Seitenbereich 12 der Schiene 5 Stützrollen oder dgl. aufweisen, welche das Schwenken vereinfachen. Da damit das Gleitelement 10 lediglich um eine Achse schwenken kann, kann das Gleitelement 10 ferner mit weiteren Mitteln versehen sein, welche ein Schwenken um eine andere Achse ermöglichen. Die in der Figur 9 dargestellte Befestigungsmöglichkeit eignet sich insbesondere bei einer Ausführungsform wie in den Figuren 6, 7, 8, 10 und 11 gezeigt.
  • In den Figuren 10 und 11 ist eine weitere Variante der Kupplungsvorrichtung 1 gezeigt. Bei dieser Variante ist das Schienenfahrzeig 15 mit einem Mittelpuffer 6 ausgestattet, wie in der Figur 6 dargestellt. Das Schienenfahrzeug 15' ist jedoch mit einer Mittelpufferkupplung, wie aus der Figur 4 bekannt, versehen.
  • Das Kupplungselement 4 ist in Figur 10 jedoch starr mit der Schiene 5 verbunden, so dass bei Kurvenfahrt die gesamte Schiene 5 verschoben wird. In der Figur 11 ist das Kupplungselement 4 über ein Gleitelement 10 mit der Schiene 5 verbunden und gleitend gelagert, so dass bei Kurvenfahrt sich die in der Figur 11 gezeigte Verschiebung des Kupplungselements 4 mit Gleitelement 10 ergibt.

Claims (13)

  1. Kupplungsvorrichtung (1) für Schienenfahrzeuge mit wenigstens einem Puffer (2) und wenigstens einer dazugehörigen Zugkraftübertragungseinrichtung (3), wobei die Kupplungsvorrichtung (1) umfasst:
    - ein Kupplungselement (4) für die Verbindung mit einem zweiten, kompatiblen Kupplungselement (4') eines anderen Schienenfahrzeugs,
    - eine bogenförmige Schiene (5), auf welcher das Kupplungselement (4) beweglich angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (5) mittels Befestigungsmitteln (6) indirekt über die Zugkraftübertragungseinrichtung (3) und das Kupplungselement (4) oder direkt über die Zugkraftübertragungseinrichtung (3) am Schienenfahrzeug befestigbar ist.
  2. Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im bestimmungsgemäss montierten Zustand der Mittelpunkt (M) des Bogens der Schiene (5) im Wesentlichen mit einem Drehpunkt der Zugkraftübertragungseinrichtung (3) übereinstimmt.
  3. Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im bestimmungsgemässen Zustand der Mittelpunkt (M) des Bogens der Schiene (5) im Wesentlichen mit einem Drehpunkt eines Drehgestells übereinstimmt oder auf einer Radachse des Schienenfahrzeugs liegt.
  4. Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Schiene (5) mittels Befestigungsmitteln (6) indirekt über die Zugkraftübertragungseinrichtung (3) und das Kupplungselement (4) am Schienenfahrzeug befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (6) eine Aussparung (7) in der Schiene (5) umfassen, welche zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Zugkraftübertragungseinrichtung (3) ausgebildet ist.
  5. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (6) Bereiche (8) zur zumindest teilweisen Aufnahme des Puffers (2) aufweisen.
  6. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (5) eine gewölbte Kontaktfläche (9) für das Kupplungselement (4) aufweist.
  7. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (4) über ein Gleitelement (10) mit der Schiene (5) verbunden ist.
  8. Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (10) Nuten (11) aufweist, in welche ein Seitenbereich (12) der Schiene (5) eingreift.
  9. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (4) im bestimmungsgemäss montierten Zustand im Wesentlichen horizontal und/oder vertikal verschiebbar in dem Gleitelement (10) angeordnet ist.
  10. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (10) Stützrollen aufweist.
  11. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (5) Abschnitte (13) aufweist, über welche die Schiene (5) an einem Rahmen (14) des Schienenfahrzeugs befestigbar ist.
  12. Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (5) verstellbare Anschlagelemente zum Begrenzen der Bewegung entlang der Schiene (5) des Kupplungselements (4) und/oder des Gleitelements (10) aufweist.
  13. Schienenfahrzeug mit wenigstens einer Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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