EP3303091B1

EP3303091B1 - Vorrichtung zum verbinden eines kupplungsschafts mit einem wagenkasten eines spurgeführten fahrzeuges

Info

Publication number: EP3303091B1
Application number: EP16721828.8A
Authority: EP
Inventors: Arthur Kontetzki; Eckart JÄDE
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2036-05-12
Also published as: US10507850B2; US20180154912A1; ES2746109T3; CN107667050B; CN107667050A; EP3303091A1; WO2016188758A1; PL3303091T3; DE102015108228A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere eine Vorrichtung zum Verbinden eines Kupplungsschafts mit einem Wagenkasten eines spurgeführten Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges, wobei die Vorrichtung eine mit dem wagenkastenseitigen Endbereich des Kupplungsschafts verbindbare Anlenkung und einen mit dem Wagenkasten verbindbaren Lagerbock aufweist, an den die Anlenkung über mindestens einen Drehzapfen in horizontaler Ebene verschwenkbar angelenkt ist.
Eine derartige Vorrichtung ist dem Prinzip nach bereits aus der Schienenfahrzeugtechnik bekannt. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf die Druckschrift DE 20 2013 005 377 U1 verwiesen.
Im Einzelnen betrifft dieser Stand der Technik eine Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge, bei welcher der Kupplungsschaft der Mittelpufferkupplung über eine Anlenkung in horizontaler Richtung verschwenkbar an der Stirnseite eines Wagenkastens angelenkt ist. In der Anlenkung selber ist eine Elastomer-Federeinrichtung integriert, die dazu dient, die im normalen Fahrbetrieb des Schienenfahrzeuges auftretenden und über den Kupplungsschaft und die Anlenkung auf einen Lagerbock übertragenen Zug- und Stoßkräfte abzudämpfen.
Des Weiteren ist die aus der DE 20 2013 005 377 U1 bekannte Anlenkung mit einer Stoßsicherung versehen, die derart ausgelegt ist, dass bei Überschreiten einer über den Kupplungsschaft und die Anlenkung auf den Lagerbock übertragenen, festlegbaren kritischen Stoßkraft die Verbindung zwischen der Anlenkung und dem Lagerbock gelöst wird, damit der Kupplungsschaft zumindest teilweise aus dem auf den Lagerbock übertragenen Kraftfluss genommen wird. Hierzu kommt eine Abschereinrichtung zum Einsatz, die eine Mehrzahl von Abscherelementen aufweist, über welche die Anlenkung, und im Einzelnen das Gehäuse der Elastomer-Federeinrichtung der Anlenkung, mit entsprechenden vertikal verlaufenden Drehzapfen verbunden ist.
Problematisch bei der aus der DE 20 2013 005 377 U1 bekannten Lösung ist insbesondere die Ausführung der Abschereinrichtung anzusehen, über welche die Anlenkung bzw. des Gehäuse der Elastomer-Federeinrichtung mit dem Lagerbock verbunden ist. Im Einzelnen ist bei dem genannten Stand der Technik die Abschereinrichtung durch eine Mehrzahl von Abscherschrauben (Abscherelementen) realisiert, wobei die Verbindung zwischen der Anlenkung und dem Lagerbock erst dann aufgehoben ist, wenn alle Abscherelemente angesprochen und ihre Funktion als Verbindungselement verloren haben. Dies setzt aber voraus, dass alle Abscherelemente bei Überschreiten einer von der Anlenkung auf den Lagerbock übertragenen kritischen Stoßkraft möglichst gleichzeitig ansprechen.
In der Praxis ist diese Voraussetzung jedoch nicht oder nur mit hohem Aufwand realisierbar, da in der Regel die Verteilung der Lasten auf die als Abscherelement zum Einsatz kommenden Abscherschrauben unbekannt und durch die Elastizitäten und Fertigungstoleranzen im System häufig ungleichmäßig sind.
Darüber hinaus dienen die bei der aus der DE 20 2013 005 377 U1 zum Einsatz kommenden Abscherelemente (Abscherschrauben) nicht nur als reine Stoßsicherung, sondern auch dazu, um im Normalfall, d. h. beim Übertragen von unkritischen Stoßkräften, die jeweiligen vertikal verlaufenden Drehzapfen mit der Anlenkung bzw. dem Gehäuse der Elastomer-Federeinrichtung zu verbinden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die dazu gewählte Vorspannkraft der Schrauben einen Einfluss auf das Ansprechverhalten und insbesondere einen Einfluss auf die kritische Ansprechkraft der Schrauben hat. Da in der Regel die Vorspannkraft streut, erschwert dies zusätzlich, bei Überschreiten einer kritischen Stoßkraft ein gleichzeitiges Ansprechen der einzelnen Abscherelemente zu realisieren.
Darüber hinaus ist bei Schrauben, die gleichzeitig als Abscherelement dienen, im Vergleich zu normalen Schrauben systembedingt nur eine geringere Schraubenvorspannung möglich, was das Risiko von Ermüdungsversagen und selbstständigem Lösen der Schrauben erhöht.
Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Verbinden eines Kupplungsschafts mit einem Wagenkasten eines spurgeführten Fahrzeuges dahingehend weiterzubilden, dass in einer möglichst leicht realisierbaren aber dennoch effektiven Weise bei Überschreiten einer kritischen von der Anlenkung auf den Lagerbock übertragenen Stoßkraft die über den mindestens einen Drehzapfen gebildete Verbindung zwischen der Anlenkung und dem Lagerbock gelöst wird, wobei das Ansprechverhalten dieser Überlastsicherung möglichst genau vorab festlegbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
Demnach ist insbesondere vorgesehen, dass der mindestens eine Drehzapfen, über den die Anlenkung an den Lagerbock in horizontaler Ebene verschwenkbar angelenkt ist, selber als Stoßsicherung ausgebildet ist, so dass bei Überschreiten einer über den Kupplungsschaft und die Anlenkung auf den Lagerbock übertragenen, festlegbaren kritischen Stoßkraft die mit dem mindestens einen Drehzapfen gebildete Verbindung zwischen der Anlenkung und dem Lagerbock gelöst wird.
Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der mindestens eine Drehzapfen eine Lagerscheibe mit einer konzentrisch angeordneten Ausnehmung und ein Abscherelement mit einem Sollbruch- oder Trennbereich aufweist, wobei dieser Sollbruch- oder Trennbereich das Abscherelement in einen lagerbockseitigen Bereich und einen gegenüberliegenden anlenkungsseitigen Bereich unterteilt. Der lagerbockseitige Bereich des Abscherelements ist zumindest bereichsweise in der Ausnehmung der Lagerscheibe aufgenommen oder damit verbunden, während der anlenkungsseitige Bereich des Abscherelements zumindest bereichsweise in einem dem mindestens einen Drehzapfen zugeordneten Zapfensitz der Anlenkung aufgenommen und ggf. mit dem Zapfensitz der Anlenkung verbunden ist.
Insbesondere ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass zumindest ein Bereich des Umfangrandes der Lagerscheibe eine Gleitfläche für ein in dem Lagerbock gebildetes Drehlager ausbildet.
Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand: Dadurch, dass auf Abscherschrauben verzichtet wird, die neben ihrer Funktion als Überlastsicherung noch die zusätzliche Funktion des Verbindens der Anlenkung bzw. des Verbindens des Gehäuses der Elastomer-Federeinrichtung mit den entsprechenden vertikal verlaufenden Drehzapfen erfüllen müssen, wird erreicht, dass bei der erfindungsgemäßen Lösung dem Abscherelement nur eine einzige Funktion zugewiesen ist, so dass dieses Bauteil nur einer Spannungsart (im vorliegenden Fall der Scherspannung) ausgesetzt wird. Wie bereits eingangs dargelegt, ist dies bei der aus der DE 20 2013 005 377 U1 vorgeschlagenen Überlastsicherung nicht der Fall, da die dort zum Einsatz kommenden Abscherschrauben systembedingt mehreren Spannungsarten (Vorspannung und Querspannung) ausgesetzt sind. Im Unterschied hierzu kann bei der erfindungsgemäßen Lösung das in dem Drehzapfen integrierte bzw. zu dem Drehzapfen gehörende Abscherelement mit seinem Sollbruch- oder Trennbereich vorab optimal ausgelegt werden.
In einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung ist mindestens eine Passfeder vorgesehen, welche in einer länglichen, sich parallel zur Kupplungsschaftrichtung erstreckenden Passfedernut eingelegt ist. Die Passfedernut ist derart in der Lagerscheibe einerseits und in der Anlenkung andererseits ausgebildet ist, dass ein beim horizontalen Verschwenken des Kupplungsschafts auf die Anlenkung wirkendes Drehmoment über die in die Passfedernut eingelegte Passfeder auf die Lagerscheibe übertragen wird.
Um einen hinsichtlich der von dem mindestens einen Drehzapfen definierten, vertikalen Drehachse symmetrischen Aufbau der Anlenkung zu erreichen, ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn dem mindestens einen Drehzapfen mindestens zwei Passfedern zugeordnet sind, die jeweils in eine von der über den Drehzapfen definierten, vertikalen Drehachse seitlich beabstandeten und sich parallel zur Kupplungsschaftrichtung erstreckenden länglichen Passfedernut eingelegt sind.
Die mindestens eine Passfeder ist vorzugsweise ein massives, längliches Metallteil mit rechteckigem Querschnitt, welche in die entsprechende in die Lagerscheibe und die Anlenkung ausgebildete Passfedernut eingesetzt ist. Die Passfeder trägt dabei durch Formschluss an ihren Flanken und wirkt dadurch als Mitnehmer und überträgt ein beim horizontalen Verschwenken des Kupplungsschafts auf die Anlenkung wirkendes Drehmoment auf die Lagerscheibe des Drehzapfens.
Die entsprechende in der Anlenkung ausgebildete Passfedernut ist vorzugsweise in Richtung Kupplungsschaft offen ausgebildet, sodass die Passfeder bei Überschreiten einer über den Kupplungsschaft und die Anlenkung auf den Lagerbock übertragenen kritischen Stoßkraft und nach Ansprechen des Abscherelements ein Verschieben der Anlenkung in Richtung Wagenkasten und relativ zu dem Lagerbock nicht behindert.
Besonders bevorzugt weist der Lagerbock der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine dem mindestens einen Drehzapfen zugeordnete Lagerschale auf, in welcher die Lagerscheibe des Drehzapfens zumindest bereichsweise derart aufgenommen ist, dass eine schwimmende Lagerung entsteht und zumindest ein Bereich des Umfangrandes der Lagerscheibe die Gleitfläche bildet. Eine schwimmende Lagerung des Drehzapfens in der zugeordneten Lagerschale des Lagerbockes hat den Vorteil, dass der Drehzapfen bzw. die Lagerscheibe des Drehzapfens kraftfrei in die entsprechende Lagerschale des Lagerbockes eingelegt werden kann, so dass der Drehzapfen nicht auf Querkraft belastet wird, was die Ansprechkraft des Abscherelements des Drehzapfens beeinflussen würde.
Um den mindestens einen Drehzapfen, der vorzugsweise in der Lagerschale des Lagerbockes schwimmend gelagert ist, in seiner Position zu halten, ist in einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass der Lagerbock einen Deckel für die den mindestens einen Drehzapfen zugeordnete Lagerschale aufweist, wobei der Deckel derart mit dem Lagerbock vorzugsweise lösbar verbunden ist, dass von der Lagerschale des Lagerbockes und dem Deckel ein Volumen begrenzt wird, in welchem die Lagerscheibe des Drehzapfens aufgenommen ist.
Unter dem hierin verwendeten Begriff "Lagerscheibe" ist ein insbesondere zylinder- oder konusförmiges, rotationssymmetrisches Bauteil zu verstehen, dessen Radius vorzugsweise größer als dessen Dicke ist. Die Lagerscheibe weist eine konzentrische Ausnehmung oder eine entsprechende Bohrung auf, in welcher der lagerbockseitige Bereich des Abscherelements zumindest bereichsweise aufgenommen ist.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung weist die Lagerscheibe an ihrer der Anlenkung gegenüberliegenden Stirnfläche, d. h. an jener Stirnfläche der Lagerscheibe, in welcher die konzentrische Ausnehmung bzw. Bohrung nicht vorgesehen ist, einen zylinderförmigen Tellerbereich auf, dessen Radius bzw. Durchmesser größer als der Durchmesser des Umfangrandes der Lagerscheibe und größer als der Durchmesser der dem Drehzapfen zugeordneten Lagerschale des Lagerbockes ist. Durch diesen zylinderförmigen Tellerbereich ist die Positionierung des vorzugsweise schwimmend in der Lagerschale des Lagerbockes gelagerten Drehzapfens vereinfacht.
Wie bereits zuvor ausgeführt, ist es gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung denkbar, mindestens eine Passfeder vorzusehen, welche in einer länglichen, sich parallel zur Kupplungsschaftrichtung erstreckenden Kupplungsschaftrichtung erstreckenden Passfedernut eingelegt ist, wobei diese Passfedernut in der Lagerscheibe einerseits und in der Anlenkung andererseits ausgebildet ist, so dass die in die Passfedernut eingelegte Passfeder als Mitnehmerelement zum Übertragen eines beim horizontalen Verschwenken des Kupplungsschafts auf die Anlenkung wirkenden Drehmoments auf die Lagerscheibe. dient
Alternativ (oder aber auch zusätzlich) hierzu ist es gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung denkbar, dass der lagerbockseitige Bereich des Abscherelements über mindestens eine Schraube oder dergleichen Befestigungselement mit der Lagerscheibe verbunden ist.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch der anlenkungsseitige Bereich des Abscherelements über mindestens eine Schraube oder dergleichen Befestigungselement mit der Anlenkung verbunden sein.
Bei diesen Ausführungsformen ist insbesondere dafür Sorge zu tragen, dass die zum Verbinden des Abscherelements mit der Lagerscheibe bzw. der Ablenkung zum Einsatz kommenden Schrauben jeweils derart kurz ausgebildet sind, dass diese sich im eingeschraubten Zustand nicht über den Sollbruch- oder Trennbereich des Abscherelements erstrecken. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Schrauben nicht in dem von dem Abscherelement des Drehzapfens übertragenen Kraftfluss angeordnet, sondern kraftfrei sind, um eine Beeinflussung des Ansprechverhaltens des Abscherelements zu verhindern.
In einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Tiefe der in der Lagerscheibe ausgebildeten Ausnehmung und/oder die Position des in dem Abscherelement ausgebildeten Sollbruch- oder Trennbereiches derart gewählt ist, dass zumindest der wagenkastenseitige Umfangsrand der Lagerscheibe nicht den anlenkungsseitigen Bereich des Abscherelements überdeckt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beim Ansprechen des Abscherelements, also dann, wenn das Abscherelement seine Verbindungsfunktion verliert und der anlenkungsseitige Bereich des Abscherelements an dem Sollbruch- oder Trennbereich von dem lagerbockseitigen Bereich des Abscherelements getrennt wird, der Umfangsrand der Lagerscheibe ein Verschieben der Anlenkung relativ zu dem Lagerbock in Richtung Wagenkasten blockiert oder zumindest behindert.
In einer bevorzugten Weiterbildung der zuletzt genannten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein kupplungsschaftseitiger Bereich des Umfangrandes der Lagerschale den anlenkungsseitigen Bereich des Abscherelements zumindest bereichsweise überdeckt. Auf diese Weise wird ein Zuglastsicherung ausgebildet, da bei einer Zugkraftbelastung, d. h. dann, wenn eine Zugkraft von dem Kupplungsschaft auf die Anlenkung und von dort auf den Lagerbock übertragen wird, diese zumindest bereichsweise von dem anlenkungsseitigen Bereich des Abscherelements auf den Umfangsrand der Lagerscheibe und von dort auf den Lagerbock übertragen wird. Mit anderen Worten, zumindest ein Teil der bei einer Zugkraftbelastung übertragenen Kraft wird an dem Abscherelement des Drehzapfens vorbeigeleitet.
Im Hinblick auf den Sollbruch- oder Trennbereich des Abscherelements ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass dieser mindestens eine in das Material des Abscherelements eingebrachte Nut aufweist. Hierbei handelt es sich um eine besonders leicht zu realisierende Lösung, um einen Sollbruch- oder Trennbereich mit einem vorab genau vorhersehbaren Ansprechverhalten auszubilden.
Die mindestens eine Nut kann beispielsweise die Mantelfläche des Abscherelements eingebracht werden, was im Hinblick auf die Fertigung der Abscherelements und die Ausbildung des Sollbruch- oder Trennbereiches Vorteile haben mag.
Besonders bevorzugt ist jedoch vorgesehen, den lagerbockseitigen Bereich und/oder den anlenkungsseitigen Bereich des Abscherelements zumindest bereichsweise hohl auszubilden, wobei die den Sollbruch- oder Trennbereich ausbildende mindestens eine Nut als Innennut ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine Biegekerbespannung während des Abschervorganges zumindest reduziert werden, was das Ansprechverhalten des Abscherelements noch weiter optimiert.
Selbstverständlich ist es in diesem Zusammenhang aber auch möglich, sowohl eine Nut in der Mantelfläche des Abscherelements als auch eine Innennut vorzusehen, um den Sollbruch- oder Trennbereich des Abscherelements auszubilden.
Besonders bevorzugt ist die in der Lagerscheibe gebildete Ausnehmung kreiszylinder- oder konusförmig, wobei der lagerbockseitige Bereich des Abscherelements eine entsprechend komplementäre Formgebung aufweist. In gleicher Weise ist es von Vorteil, wenn der dem mindestens einen Drehzapfen zugeordnete Zapfensitz der Anlenkung, in welchem der anlenkungsseitige Endbereich des Abscherelements aufgenommen und gegebenenfalls mit der Anlenkung verbunden ist, kreiszylinder- oder konusförmig ist, wobei der anlenkungsseitige Bereich des Abscherelements ebenfalls eine entsprechend komplementäre Formgebung aufweist.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von exemplarischen Ausführungsformen näher beschrieben.
Es zeigen:

FIG. 1: eine isometrische und längsgeschnittene Darstellung einer ersten exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
FIG. 2: die Vorrichtung gemäß FIG. 1 in einer Seitenschnittansicht;
FIG. 3: die Vorrichtung gemäß FIG. 1 in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A in FIG. 2;
FIG. 4: eine isometrische und längsgeschnittene Darstellung einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
FIG. 5: die Vorrichtung gemäß FIG. 4 in einer Seitenschnittansicht; und
FIG. 6: die Vorrichtung gemäß FIG. 4 in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A in FIG. 5.

FIG. 1 zeigt in einer isometrischen und längsgeschnittenen Ansicht eine ersten exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Verbinden eines Kupplungsschafts 1 mit einem (nicht dargestellten) Wagenkasten eines spurgeführten Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges, wobei in FIG. 1 nur noch der wagenkastenseitige Endbereich des Kupplungsschafts 1 angedeutet ist. In FIG. 2 ist die Vorrichtung 100 gemäß FIG. 1 in einer Seitenschnittansicht gezeigt.
Wie dargestellt, ist bei der ersten exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 vorgesehen, dass diese eine mit dem wagenkastenseitigen Endbereich des Kupplungsschafts 1 verbundene Anlenkung 10 und einen mit dem Wagenkasten des spurgeführten Fahrzeuges verbindbaren Lagerbock 20 aufweist.
In der Anlenkung 10 ist eine Elastomer-Federeinrichtung 30 integriert, welche bei der in den Zeichnungen dargestellten exemplarischen Ausführungsform drei Federelemente 31.1, 31.2, 31.3 aufweist. Die Federelemente 31.1, 31.2, 31.3 sind derart ausgelegt, dass Zug- und Stoßkräfte bis zu einer definierten Größe aufgenommen und darüber hinausgehende Kräfte über den Lagerbock 20 in das Fahrzeuguntergestell (in den Zeichnungen nicht dargestellt) weitergeleitet werden.
Die Anlenkung 10 ist derart ausgeführt und dient dazu, den Kupplungsschaft 1 einer Mittelpufferkupplung an den üblicherweise an der Stirnseite eines Wagenkastens befestigten Lagerbock in horizontaler Ebene verschwenkbar anzulenken.
Bei der in den Zeichnungen exemplarisch dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 100 weist der Lagerbock 20 einen Flanschbereich 25 auf, über den der Lagerbock 20 mit dem Wagenkasten des spurgeführten Fahrzeuges verbindbar ist. Des Weiteren weist der Lagerbock 20 einen oberen und einen unteren Lagerbockarm 21, 22 auf, in denen jeweils eine Lagerbockschale 23, 24 ausgebildet ist zum Aufnehmen von entsprechenden Drehzapfen 2, 2' der Anlenkung 10. Dabei verlaufen die Lagerbockschalen 23, 24 im Wesentlichen horizontal, während der Flanschbereich 25 des Lagerbockes 20 in einer vertikalen Flanschebene liegt, die in Richtung Wagenkasten beabstandet von der durch die Lagerschalen 23, 24 definierten vertikalen Schwenkachse R liegt.
Wie bereits angedeutet, weist die bei der in den Zeichnungen exemplarisch dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Einsatz kommende Anlenkung 10 eine Zug-/Stoßeinrichtung in Gestalt einer Elastomer-Federeinrichtung 30 auf. Diese Elastomer-Federeinrichtung 30 weist ein zum (nicht gezeigten) Kupplungskopf hin offenes Gehäuse bestehend aus zwei Gehäuseschalen 11, 11' auf. In das mit den Gehäuseschalen 11, 11' gebildete Gehäuse der als Zug-/Stoßeinrichtung dienenden Elastomer-Federeinrichtung 30 ragt das hintere Ende des Kupplungsschafts 1 mit einem radialen Abstand von der Innenumfangsfläche des Gehäuses koaxial hinein. Das hintere Ende des Kupplungsschafts 1 ist dabei über die Federelemente 31.1, 31.2, 31.3 der Elastomer-Federeinrichtung 30 und den entsprechenden Gehäuseschalen 11, 11' in horizontaler Ebene verschwenkbar mit den entsprechenden Lagerbockarmen 21, 22 des Lagerbocks 20 angelenkt.
Zwischen der Innenumfangsfläche des Gehäuses sind die vorgespannten Federelemente 31.1, 31.2, 31.3 vorgesehen, die aus einem elastischen Werkstoff bestehen und mit ihren Mittelebenen vertikal ausgerichtet und mit gegenseitigem Abstand in Längsrichtung des Kupplungsschafts 1 hintereinander angeordnet sind. Sowohl der hintere Bereich des Kupplungsschafts 1 als auch die Innenseiten der Gehäuseschalen 11, 11' weisen zueinander gerichtete, umlaufende Ringwülste auf. Diese Ringwülste sind derart ausgelegt, dass die Federelemente 31.1, 31.2, 31.3 jeweils in Zwischenräumen zwischen zwei benachbarten Ringwülsten gegenüber dem hinteren Endbereich des Kupplungsschafts 1 und dem Gehäuse gehalten werden.
Dadurch, dass jedes Federelement 31.1, 31.2, 31.3 unmittelbar sowohl an der Umfangsfläche des Kupplungsschafts 1 als auch an der Innenumfangsfläche des Gehäuses anliegt, wird erreicht, dass zum Einen eine kardanische Bewegung des Kupplungsschafts 1 relativ zu den Gehäuseschalen 11, 11' ermöglicht wird, und dass zum anderen bis zu einer fest definierten Größe Zug- und Stoßkräfte von den Federelementen 31.1, 31.2, 31.3 der Elastomer-Federeinrichtung 30 aufgenommen und absorbiert werden können.
Die jeweiligen Gehäuseschalen 11, 11' sind mit den entsprechenden Lagerbockarmen 21, 22 derart verbunden, dass das Gehäuse der Elastomer-Federeinrichtung 30 relativ zu dem Lagerbock 20 in einer vertikalen Ebene verschwenkbar ist. Zu diesem Zweck kommt bei der in den Zeichnungen exemplarisch dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 jeweils ein Drehzapfen 2, 2' zum Einsatz.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die zum gelenkigen Verbinden des Gehäuses der Elastomer-Federeinrichtung 30 mit dem Lagerbock 20 zum Einsatz kommenden Drehzapfen 2, 2' als Stoßsicherung ausgebildet sind.
Im Einzelnen sind die beiden Drehzapfen 2, 2' derart ausgebildet, dass bei Überschreiten einer über den Kupplungsschaft 1 und über die als Zug-/Stoßeinrichtung ausgebildete Elastomer-Federeinrichtung 30 auf den Lagerbock 20 übertragenen, festlegbaren kritischen Stoßkraft die mit den beiden Drehzapfen 2, 2' gebildete Verbindung zwischen der Elastomer-Federeinrichtung 30 bzw. den Gehäuseschalen 11, 11' der Elastomer-Federeinrichtung 30 und dem Lagerbock 20 gelöst wird.
Hierbei ist vorgesehen, dass jeder Drehzapfen 2, 2' eine entsprechende Lagerscheibe 3, 3' sowie ein entsprechendes Abscherelement 4, 4' aufweist. In den jeweiligen Lagerscheiben 3, 3' der Drehzapfen 2, 2' ist jeweils eine konzentrisch angeordnete Ausnehmung 5, 5' ausgebildet, um den jeweiligen lagerbockseitigen Bereich 6, 6' des Abscherelements 4, 4' aufzunehmen.
Andererseits ist in den jeweiligen Gehäuseschalen 11, 11' der Elastomer-Federeinrichtung 30 jeweils ein Zapfensitz 7, 7' insbesondere in Gestalt einer entsprechenden Ausnehmung ausgebildet. In diesem Zapfensitz 7, 7' ist ein anlenkungsseitiger Bereich 8, 8' des entsprechenden Abscherelements 4, 4' aufgenommen.
Zwischen dem lagerbockseitigen Bereich 6, 6' und dem anlenkungsseitigen Bereich 8, 8' eines jeden Abscherelements 4, 4' ist ein Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' vorgesehen. Mit anderen Worten, der Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' eines jeden Abscherelements 4, 4' unterteilt das entsprechende Abscherelement 4, 4' in einen lagerbockseitigen Bereich 6, 6' und einen gegenüberliegenden anlenkungsseitigen Bereich 8, 8'.
Der Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' der beiden jeweils in den mit Drehzapfen 2, 2' integrierten Abscherelemente 4, 4' ist bei der in den Zeichnungen exemplarisch dargestellten Ausführungsform als eine in das Material des Abscherelements 4, 4' eingebrachte Nut ausgebildet. Im Einzelnen, und wie es insbesondere der in FIG. 2 gezeigten Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 entnommen werden kann, ist die mindestens eine Nut vorzugsweise als Innennut ausgebildet, wobei hierzu insbesondere der lagerbockseitige Bereich 8, 8' des entsprechenden Abscherelements 4, 4' zumindest bereichsweise hohl ausgebildet ist. Die Innennut kann vorzugsweise als Eindrehung in das Material des Abscherelements 4, 4' eingebracht sein.
Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, ist selbstverständlich aber auch denkbar, dass der Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' als eine in die Mantelfläche des entsprechenden Abscherelements 4, 4' eingebrachte Nut ausgebildet ist. Auch wenn dies im Hinblick auf die Fertigung des Abscherelements 4, 4' und insbesondere im Hinblick auf das Ausbilden des Sollbruch- oder Trennbereiches 9, 9' des Abscherelements 4, 4' gewisse Vorteile bringen mag, ist es von Vorteil, mindestens eine Innennut zum Ausbilden des Sollbruch- oder Trennbereiches 9, 9' vorzusehen, um auftretende Biegekerbspannungen zu reduzieren.
Selbstverständlich kommen zum Ausbilden des Sollbruch- oder Trennbereiches 9, 9' aber auch andere Lösungen in Frage, bei denen das Material des Abscherelements 4, 4' in dem Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' entsprechend geschwächt wird.
Wie es insbesondere der Schnittdarstellung in FIG. 2 entnommen werden kann, sind die Abscherelemente 4, 4' jeweils rotationssymmetrisch ausgeführt, wobei die durch die Lagerbockschalen 23, 24 definierte, vertikale Schwenkachse R mit den entsprechenden Symmetrieachsen der Abscherelemente 4, 4' fluchtet.
Die den entsprechenden Drehzapfen 2, 2' ebenfalls zugeordneten Lagerscheiben 3, 3' sind jeweils mit einer in Richtung der entsprechenden Gehäuseschalen 11, 11' zeigenden Ausnehmung 5, 5' ausgebildet, in welcher jeweils der lagerbockseitige Bereich 6, 6' des entsprechenden Abscherelements 4, 4' aufgenommen ist.
Der sich radial von der jeweiligen Ausnehmung 5, 5' erstreckende Bereich der Lagerschale 3, 3' wird hierin auch als "Umfangrand 12, 12'" der entsprechenden Lagerscheibe 3, 3' bezeichnet. Andererseits wird die Stirnfläche der jeweiligen Lagerscheibe 3, 3', welche der Stirnfläche der Lagerscheibe 3, 3' gegenüberliegt, in welcher die entsprechende Ausnehmung 5, 5' ausgebildet ist, als "zylinderförmiger Tellerbereich 13, 13'" bezeichnet.
Wie es insbesondere in der Darstellung in FIG. 2 entnommen werden kann, ist bei der gezeigten exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 vorgesehen, dass die jeweiligen zylinderförmigen Tellerbereiche 13, 13' der Lagerscheiben 3, 3' einen Durchmesser aufweisen, welcher dem Durchmesser des Umfangrandes 12, 12' der Lagerscheibe 3, 3' entspricht. In einer in den Zeichnungen nicht dargestellten aber denkbaren Alternative weist der zylinderförmige Tellerbereich 13, 13' der Lagerscheibe 3, 3' jedoch einen Durchmesser auf, welcher größer als der Durchmesser des Umfangrandes 12, 12' der Lagerscheibe 3, 3' ist.
Bei der in den Zeichnungen dargestellten exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 ist die Lagerscheibe 3, 3' eines jeden Drehzapfens 2, 2' in der entsprechenden Lagerbockschale 23, 24 des oberen bzw. unteren Lagerbockarms 21, 22 aufgenommen. Vorzugsweise kommt hierbei eine schwimmende Lagerung zum Einsatz, bei welcher zumindest ein Bereich des Umfangrandes 12, 12' der jeweiligen Lagerscheibe 3, 3' eine Gleitfläche für das mit der entsprechenden Lagerbockschale 23, 24 gebildete Drehlager ausbildet.
Um den so in der entsprechenden Lagerbockschale 23, 24 schwimmend gelagerten Drehzapfen, 2, 2' bzw. die entsprechende Lagerscheibe 3, 3' des Drehzapfens 2, 2' zu positionieren, ist bei der in den Zeichnungen exemplarisch dargestellten Ausführungsform vorgesehen, dass jeder Lagerschale 23, 24 des Lagerbockes ein entsprechender Deckel 26, 26' zugeordnet ist. Dieser Deckel 26, 26' ist mit Hilfe von Schrauben 27, 27' vorzugsweise lösbar derart mit dem entsprechenden Lagerbockarm 21, 22 verbunden, dass von der Lagerschale 23, 24 des Lagerbockarms 21, 22 einerseits und dem Deckel 26, 26' ein Volumen eingeschlossen wird, in welchem die Lagerscheibe 3, 3' des entsprechenden Drehzapfens 2, 2' gelagert ist.
Bei der in den Zeichnungen exemplarisch dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 werden die von den Kupplungsschaft 1 auf die Gehäuseschalen 11, 11' der Elastomer-Federeinrichtung 30 übertragenen Stoßkräfte über das entsprechende in dem in der Gehäuseschale 11, 11' ausgebildeten Zapfensitz 7, 7' gelagerte Abscherelement auf die zu dem Abscherelement 4, 4' gehörende Lagerscheibe 3, 3' und von dort in die entsprechende Lagerbockschale 23, 24 bzw. den entsprechenden Lagerbockarm 21, 22 übertragen.
Andererseits werden beim horizontalen Verschwenken des Kupplungsschafts 1 auf die Gehäuseschalen 11, 11' der Elastomer-Federeinrichtung 30 übertragenen Drehmomente über entsprechende Passfedern 14, 14' auf die Lagerscheibe 3, 3' und von dort über die entsprechende Lagerschale 23, 24 auf den zugehörigen Lagerbockarm 21, 22 übertragen. Bei diesen Passfedern 14, 14' handelt es sich um längliche Bauteile, die jeweils in einer entsprechenden Passfedernut 15, 15' eingelegt sind.
Wie es insbesondere der Schnittansicht gemäß FIG. 3 entnommen werden kann, sind die Passfedern 14, 14' seitlich von der vertikalen Schwenkachse R angeordnet, wobei jede Passfedernut 15, 15' derart in die Lagerscheibe 3, 3' einerseits und in der Gehäuseschale 11, 11' andererseits ausgebildet ist, dass ein beim horizontalen Verschwenken des Kupplungsschafts 1 auf das Gehäuse der Elastomer-Federeinrichtung 30 wirkende Drehmoment über die in die Passfedernut 15, 15' eingelegte Passfeder 14, 14' auf die Lagerscheibe 3, 3' übertragen wird.
Obgleich in den Zeichnung nicht explizit dargestellt, ist die jeweilige Passfedernut 15, 15', welche in dem Material der Gehäuseschale 11, 11' ausgebildet ist, als eine in Richtung des Kupplungsschafts geöffnete Nut ausgebildet, damit nach Ansprechen der jeweiligen Abscherelemente 4, 4' das Gehäuse der Elastomer-Federeinrichtung 30 relativ zu dem Lagerbock 20 in Richtung Wagenkasten verschoben werden kann.
Um nach dem Ansprechen der als Stoßsicherung ausgebildeten Drehzapfen 2, 2' den Kupplungsschaft 1 und insbesondere die Elastomer-Federeinrichtung 30 am hinteren Endbereich des Kupplungsschaftes 1 aus dem auf den Lagerbock übertragenen Kraftfluss nehmen zu können, ist bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform insbesondere vorgesehen, dass im Flanschbereich 25 des Lagerbockes 20 eine entsprechende Öffnung ausgebildet ist, durch welche nach ansprechender Stoßsicherung die Elastomer-Federeinrichtung 30 gedrückt werden kann, wie es beispielsweise in der Druckschrift DE 20 2013 005 377 U1 detailliert beschrieben ist.
Den in Kupplungsschaftrichtung verlaufenden Passfedernuten 15, 15' kommt des Weiteren eine Führungsfunktion zu, da diese zusammen mit den in den entsprechenden Passfedernuten 15, 15' aufgenommenen Passfedern 14, 14' die Bewegung der Elastomer-Federeinrichtung 30 relativ zu dem Lagerbock beim Verschieben in Richtung Wagenkasten führen.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Lösung der jeweilige dem Lagerbockarm 21, 22 zugeordnete Deckel 26, 26' fest mit dem Lagerbockarm 21, 22 beispielsweise mit Hilfe der Schrauben 27, 27' verbunden wird, entfällt eine Dichtstelle, was den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch weiter vereinfacht.
Nachfolgendend wird unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den FIG. 4 - 6 eine weitere (zweite) exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben. Im Einzelnen zeigt FIG. 4 die weitere exemplarische Ausführungsform in einer isometrischen und längsgeschnittenen Darstellung, während FIG. 5 die Vorrichtung gemäß FIG. 4 in einer Seitenschnittansicht zeigt. FIG. 6 ist eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß FIG. 4 entlang der Linie A-A in FIG. 5.
Die weitere exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Verbinden eines Kupplungsschaftes 1 mit einem Wagenkasten eines spurgeführten Fahrzeuges weist - wie auch die zuvor beschriebene erste exemplarische Ausführungsform - eine mit dem wagenkastenseitigen Endbereich des Kupplungsschaftes 1 verbundene Anlenkung 10 und einen mit dem Wagenkasten verbundenen oder verbindbaren Lagerbock 20 auf. An dem Lagerbock 20 ist die Anlenkung 10 über einen oberen und einen unteren Drehzapfen 2, 2' in horizontaler Ebene verschwenkbar angelenkt.
Wie auch bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 ist bei der in den Figuren 4 bis 6 gezeigten zweiten exemplarischen Ausführungsform der obere und untere Drehzapfen 2, 2', jeweils als Stoßsicherung ausgebildet, und zwar derart, dass bei Überschreiten einer über den Kupplungsschaft 1 und die Anlenkung 10 auf den Lagerbock 20 übertragenen, festlegbaren kritischen Stoßkraft die mit den oberen und unteren Drehzapfen 2, 2' gebildete Verbindung zwischen der Anlenkung 10 und dem Lagerbock 20 gelöst wird.
Hierzu ist vorgesehen, dass der obere und untere Drehzapfen 2, 2', eine - im Vergleich zu der ersten exemplarischen Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 3 relativ dünnwandige obere und untere Lagerscheibe 3, 3' aufweist. Im Einzelnen ist jede Lagerscheibe 3, 3' jeweils mit einer konzentrisch angeordneten Ausnehmung 5, 5' versehen, wobei der Durchmesser dieser Ausnehmung 5, 5' etwas geringer als der Durchmesser der Lagerscheibe 3, 3' ist.
Des Weiteren weist der obere und untere Drehzapfen 2, 2' der in den Figuren 4 bis 6 dargestellten zweiten Ausführungsform ein oberes und ein unteres Abscherelement 4, 4' auf. Jedes Abscherelement 4, 4' ist mit einem entsprechenden Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' versehen.
Im Einzelnen und im Unterschied zu der ersten exemplarischen Ausführungsform gemäß den Darstellungen in den Figuren 1 bis 3 ist bei der in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Vorrichtung 100 vorgesehen, dass der jeweilige Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' des Abscherelements 4, 4' eine in die Mantelfläche des Abscherelements 4, 4' eingebrachte Nut aufweist. Über diese Nut, welche den Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' des entsprechenden Abscherlements 4, 4' definiert, wird das Abscherelement 4, 4' in einen lagerbockseitigen Bereich 6, 6' und einen gegenüberliegenden anlenkungsseitigen Bereich 8, 8' unterteilt.
Der lagerbockseitige Bereich 6, 6' des oberen und unteren Abscherlements 4, 4' ist in der bereits genannten zylinderförmigen Ausnehmung 5, 5' der Lagerscheibe 3, 3', aufgenommen. Der gegenüberliegende, anlenkungsseitige Bereich 8, 8' des oberen und unteren Abscherelements 4, 4' hingegen ist zumindest bereichsweise in einem dem oberen und unteren Drehzapfen 2, 2' zugeordneten Zapfensitz 7, 7' aufgenommen und vorzugsweise über Schrauben damit verbunden.
Wie es insbesondere der Schnittdarstellung in FIG. 5 entnommen werden kann, bildet somit einen Bereich des Umfangrandes 12, 12' der Lagerscheibe 3, 3' eine Gleitfläche für ein in dem Lagerbock 20 gebildetes Drehlager aus.
Des Weiteren ist der Darstellung in FIG. 5 zu entnehmen, dass die obere und untere Lagerscheibe 3, 3' an ihrer der Anlenkung 10 gegenüberliegenden Stirnfläche einen zylinderförmigen Tellerbereich aufweist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Umfangrandes 12, 12' der Lagerscheibe 3, 3' und größer als der Durchmesser der den Drehzapfen 2, 2' zugeordneten Lagerschale 23, 24 ist.
Wie bereits angedeutet, ist bei der zweiten exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 insbesondere vorgesehen, dass die jeweiligen anlenkungsseitigen Bereiche 8, 8' des oberen und unteren Abscherelements 4, 4' über mindestens eine Schraube oder dergleichen Befestigungselement mit der Anlenkung 10 verbunden ist. Hierbei sollte die mindestens eine Schraube eine derart kurze Baulänge aufweisen, dass dieses sich nicht über den Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' des entsprechenden Abscherelements 4, 4' erstreckt.
Zum Einbringen der Schrauben zum Verbinden der anlenkungsseitigen Bereiche 8, 8' des Abscherelements 4, 4' mit der Anlenkung 10 sind entsprechende Bohrungen 17 vorgesehen (vgl. FIG. 4), die sich durch den zylinderförmigen Tellerbereich 16, 16' der oberen bzw. unteren Lagerscheibe 3, 3' und den lagerbockseitigen 6, 6' des entsprechenden Abscherelements 4, 4' erstrecken (nicht in den Zeichnungen dargestellt).
Die zweite in den Figuren 4 bis 6 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 ist ferner mit einer spielfreien Zuglastsicherung versehen.
Im Einzelnen, und wie es insbesondere der Schnittansicht in FIG. 5 entnommen werden kann, ist die Tiefe der in der oberen und unteren Lagerscheibe 3, 3' ausgebildeten Ausnehmung 5, 5' sowie die Position des in dem oberen bzw. unteren Abscherelement 4, 4' ausgebildeten Sollbruch- oder Trennbereiches 9, 9' derart gewählt, dass ein wagenkastenseitiger Bereich des Umfangrandes 12, 12' der Lagerscheibe 3, 3' den anlenkungsseitigen Bereich 8, 8' des Abscherelements 4, 4' nicht überdeckt, wobei allerdings ein kupplungsschaftseitiger Bereich des Umfangrandes 12, 12' der oberen und unteren Lagerscheibe 3, 3' den anlenkungsseitigen Bereich 8, 8' des Abscherelements 4 bzw. 4' zumindest bereichsweise überdeckt.
Über diesen teilweise überdeckenden Bereich wird eine spielfreie Zuglastsicherung bereitgestellt. Der weitere Aufbau und die Funktionsweise der zweiten exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100, wie sie in den Figuren 4 bis 6 dargestellt ist, entspricht im Wesentlichen dem Aufbau bzw. der Funktionsweise der zuvor beschriebenen ersten exemplarischen Ausführungsform, so dass an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen auf eine detaillierte Beschreibung hiervon abgesehen wird.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellte exemplarische Ausführungsform beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass der Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' nicht durch eine Innennut, sondern - wie bei der zweiten exemplarischen Ausführungsform gemäß beispielsweise FIG. 4 - durch eine in der Mantelfläche des Abscherelements 4, 4' ausgebildete Außennut ausgebildet wird.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es denkbar, dass der lagerbockseitige Bereich 6, 6' des entsprechenden Abscherelements 4, 4' über mindestens eine Schraube mit der entsprechenden Lagerscheibe 3, 3' verbunden ist. Gleichwohl ist es ferner denkbar, wenn der anlenkungsseitige Bereich 8, 8' des Abscherelements 4, 4' über mindestens eine Schraube mit dem Gehäuse der Elastomer-Federeinrichtung 30 verbunden ist. Grundsätzlich sollte dabei jedoch die mindestens eine Schraube jeweils eine derart kurze Baulänge aufweisen, dass diese sich nicht über den Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' des Abscherelements 4, 4' erstreckt.
Wie in den Zeichnungen (insbesondere in FIG. 2) dargestellt, ist bei der exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 die Tiefe der in der jeweiligen Lagerscheibe 3, 3' ausgebildeten Ausnehmung 5, 5' bzw. die Position des in dem Abscherelement 4, 4' ausgebildeten Sollbruch- oder Trennbereiches 9, 9' derart gewählt, dass der Umfangsrand 12, 12' der Lagerscheibe 3, 3' mit dem Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' des Abscherelements 4, 4' fluchtet und insbesondere dass der Umfangsrand 12, 12' der Lagerscheibe 3, 3' nicht den anlenkungsseitigen Bereich 8, 8' des Abscherelements 4, 4' überdeckt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass nach dem Ansprechen des Abscherelements 4, 4', also dann, wenn der lagerbockseitige Bereich 6, 6' des Abscherelements 4, 4' an dem Sollbruch- oder Trennbereich 9, 9' von dem anlenkungsseitigen Bereich 8, 8' des Abscherelements 4, 4' getrennt ist, der Umfangsrand 12, 12' der Lagerscheibe nicht eine Bewegung des Gehäuses der Elastomer-Federeinrichtung 30 relativ zu dem Lagerbock 20 in Richtung des Wagenkastens behindert.
In diesem Zusammenhang ist es jedoch grundsätzlich denkbar, in einem kupplungsschaftseitigen Bereich der Lagerscheibe 3, 3' den Umfangrand 12, 12' so auszubilden, dass dieser den anlenkungsseitigen Bereich 8, 8' des Abscherelements 4, 4' zumindest bereichsweise überdeckt, um auf diese Weise eine Zuglastsicherung bereitzustellen. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auch auf FIG. 5 verwiesen.

Bezugszeichenliste

1: Kupplungsschaft
2, 2': Drehzapfen
3, 3': Lagerscheibe
4, 4': Abscherelement
5, 5': Ausnehmung
6, 6': lagerbockseitiger Bereich des Abscherelements
7, 7': Zapfensitz
8, 8': anlenkungsseitiger Bereich des Abscherelements
9, 9': Sollbruch- oder Trennbereich
10: Anlenkung
11, 11': Gehäuseschalen
12, 12': Umfangsrand der Lagerscheibe
13, 13': zylinderförmiger Tellerbereich der Lagerscheibe
14, 14': Passfeder
15, 15': Passfedernut
16, 16': zylinderförmiger Tellerbereich
17: Bohrung
20: Lagerbock
21: Lagerbockarm (oben)
22: Lagerbockarm (unten)
23: Lagerschale des oberen Lagerbockarms
24: Lagerschale des unteren Lagerbockarms
25: Flanschbereich des Lagerbocks
26, 26': Deckel
27, 27': Schrauben für Deckel
30: Elastomer-Federeinrichtung (Zug-/Stoßeinrichtung)
31.1, 31.2, 31.3: Federelemente
32: Ringwulst
33: Ringwulst
100: Vorrichtung

R: vertikale Schwenkachse

Claims

Vorrichtung (100) zum Verbinden eines Kupplungsschafts (1) mit einem Wagenkasten eines spurgeführten Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges, wobei die Vorrichtung (100) eine mit dem wagenkastenseitigen Endbereich des Kupplungsschafts (1) verbindbare Anlenkung (10) und einen mit dem Wagenkasten verbindbaren Lagerbock (20) aufweist, an dem die Anlenkung (10) über mindestens einen Drehzapfen (2, 2') in horizontaler Ebene verschwenkbar angelenkt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Drehzapfen (2, 2') als Stoßsicherung ausgebildet ist derart, dass bei Überschreiten einer über den Kupplungsschaft (1) und die Anlenkung (10) auf den Lagerbock (20) übertragenen, festlegbaren kritischen Stoßkraft die mit dem mindestens einen Drehzapfen (2, 2') gebildete Verbindung zwischen der Anlenkung (10) und dem Lagerbock (20) gelöst wird; und
dass der mindestens eine Drehzapfen (2, 2') eine Lagerscheibe (3, 3') mit einer konzentrisch angeordneten Ausnehmung (5, 5') und ein Abscherelement (4, 4') mit einem Sollbruch- oder Trennbereich (9, 9') aufweist, wobei der Sollbruch- oder Trennbereich (9, 9') das Abscherelement (4, 4') in einen lagerbockseitigen Bereich (6, 6') und einen gegenüberliegenden anlenkungsseitigen Bereich (8, 8') unterteilt, wobei der lagerbockseitige Bereich (6, 6') des Abscherelements (4, 4') zumindest bereichsweise in der Ausnehmung (5, 5') der Lagerscheibe (3, 3') aufgenommen oder damit verbunden ist, und wobei der anlenkungsseitige Bereich (8, 8') des Abscherelements (4, 4') zumindest bereichsweise in einem dem mindestens einen Drehzapfen (2, 2') zugeordneten Zapfensitz (7, 7') der Anlenkung (10) aufgenommen oder damit verbunden ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Bereich des Umfangrandes (12, 12') der Lagerscheibe (3, 3') eine Gleitfläche für ein in dem Lagerbock (20) gebildetes Drehlager ausbildet.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eine Passfeder (14, 14') vorgesehen ist, welche in einer länglichen, sich parallel zur Kupplungsschaftrichtung erstreckenden Passfedernut (15, 15') eingelegt ist, wobei die Passfedernut derart in der Lagerscheibe (3, 3') einerseits und in der Anlenkung (10) andererseits ausgebildet ist, dass ein beim horizontalen Verschwenken des Kupplungsschafts (1) auf die Anlenkung (10) wirkendes Drehmoment über die in die Passfedernut (15, 15') eingelegte Passfeder (14, 14') auf die Lagerscheibe (3, 3') übertragen wird.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei die längliche, sich parallel zur Kupplungsschaftrichtung erstreckende und in der Anlenkung (10) ausgebildete Passfedernut (15, 15') in Richtung des Kupplungsschafts (1) geöffnet ist;
und/oderwobei zwei dem mindestens einen Drehzapfen (2, 2') zugeordnete Passfedern (15, 15') vorgesehen sind, die jeweils in eine von der über den mindestens einen Drehzapfen (2, 2') definierten vertikalen Drehachse (R) seitlich beabstandete und sich parallel zur Kupplungsschaftrichtung erstreckende, längliche Passfedernut (15, 15') eingelegt sind.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Lagerbock (20) eine dem mindestens eine Drehzapfen (2, 2') zugeordnete Lagerschale (23, 24) aufweist, in welcher die Lagerscheibe (3, 3') zumindest bereichsweise schwimmend gelagert ist und zumindest ein Bereich des Umfangrandes (12, 12') der Lagerscheibe (3, 3') eine Gleitfläche bildet.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei der Lagerbock (20) einen Deckel (26, 26') für die dem mindestens einen Drehzapfen (2, 2') zugeordnete Lagerschale (23, 24) aufweist, wobei der Deckel (26, 26') derart mit dem Lagerbock (20) vorzugsweise lösbar verbunden ist, dass der Drehzapfen (2, 2') in Position gehalten wird.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lagerscheibe (3, 3') an ihrer der Anlenkung (10) gegenüberliegenden Stirnfläche einen zylinderförmigen Tellerbereich aufweist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Umfangrandes (12, 12') der Lagerscheibe (3, 3') und größer als der Durchmesser der dem Drehzapfen (2, 2') zugeordneten Lagerschale (23, 24) ist,
und/oder wobei der lagerbockseitige Bereich (6, 6') des Abscherelements (4, 4') über mindestens ein Befestigungselement, insbesondere Schraube, mit der Lagerscheibe (3, 3') verbunden ist und/oder wobei der anlenkungsseitige Bereich (8, 8') des Abscherelements (4, 4') über mindestens ein Befestigungselement, insbesondere Schraube mit der Anlenkung (10) verbunden ist, wobei das mindestens eine Befestigungselement jeweils eine derart kurze Baulänge aufweist, dass dieses sich nicht über den Sollbruch- oder Trennbereich (9, 9') des Abscherelements (4, 4') erstreckt;
und/oder wobei die Tiefe der in der Lagerscheibe (3, 3') ausgebildeten Ausnehmung (5, 5') und/oder die Position des in dem Abscherelement (4, 4') ausgebildeten Sollbruch- oder Trennbereiches (9, 9') derart gewählt ist, dass zumindest ein wagenkastenseitiger Bereich des Umfangsrands (12, 12') der Lagerscheibe (3, 3') den anlenkungsseitigen Bereich (8, 8') des Abscherelements (4, 4') nicht überdeckt.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei ein kupplungsschaftseitiger Bereich des Umfangrandes (12, 12') der Lagerscheibe (3, 3') den anlenkungsseitigen Bereich (8, 8') des Abscherelements (4, 4') zumindest bereichsweise überdeckt.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Sollbruch- oder Trennbereich (9, 9') des Abscherelements (4, 4') mindestens eine in das Material des Abscherelements (4, 4') eingebrachte Nut aufweist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine Nut in die Mantelfläche des Abscherelements (4, 4') eingebracht ist;
oder wobei der lagerbockseitige Bereich (6, 6') und/oder der anlenkungsseitige Bereich (8, 8') des Abscherelements (4, 4') zumindest bereichsweise hohl ausgebildet sind/ist, und wobei die mindestens eine Nut als Innennut ausgebildet ist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die in der Lagerscheibe (3, 3') gebildete Ausnehmung (5, 5') kreiszylinder- oder konusförmig ist, und wobei der lagerbockseitige Bereich (6, 6') des Abscherelements (4, 4') eine entsprechend komplementäre Formgebung aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der dem mindestens einen Drehzapfen (2, 2') zugeordnete Zapfensitz (7, 7') der Anlenkung (10) kreiszylinder- oder konusförmig ist, und wobei der anlenkungsseitige Bereich (8, 8') des Abscherelements (4, 4') eine entsprechend komplementäre Formgebung aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Lagerbock (20) eine obere Lagerschale (23) und eine hiervon vertikal beabstandete untere Lagerschale (24) aufweist, und wobei die Anlenkung (10) jeweils über einen Drehzapfen (2, 2') mit der oberen und der untern Lagerschale (23, 24) des Lagerbockes (20) verbunden ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 13, wobei der Lagerbock (20) ferner einen Flanschbereich (25) aufweist, über den die obere und untere Lagerschale (23, 24) mit der Stirnseite eines Wagenkastens verbindbar ist, wobei in dem Flanschbereich (25) eine Öffnung ausgebildet ist, durch welche - nach Überschreiten der kritischen Stoßkraft - der Kupplungsschaft (1) zusammen mit der Anlenkung (10) zumindest teilweise gedrückt und somit aus dem auf den Lagerbock (20) übertragenen Kraftfluss genommen wird.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Anlenkung (10) eine Elastomer-Federeinrichtung (30) aufweist zum Dämpfen von über den Kupplungsschaft (1) auf die Anlenkung (10) übertragene Zug- und Stoßkräfte, wobei die Elastomer-Federeinrichtung (30) ein Gehäuse aufweist, welches über den mindestens einen Drehzapfen (2, 2') in horizontaler Ebene schwenkbar an dem Lagerbock (20) angelenkt ist.