EP3371029B1

EP3371029B1 - Verdrehgesicherte anlenkung zum gelenkigen verbinden einer kupplungsstange mit einem wagenkasten

Info

Publication number: EP3371029B1
Application number: EP16790595.9A
Authority: EP
Inventors: Ralf Schipmann
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2022-02-23
Anticipated expiration: 2036-11-02
Also published as: PL3371029T3; WO2017076871A1; CN108349512B; EP3371029A1; DE102015221824A1; CN108349512A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlenkung zum gelenkigen Verbinden einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten, insbesondere für mehrgliedrige, spurgeführte Fahrzeuge und Kupplungsstange.
Die Anlenkung stellt die Verbindung zwischen der Kupplungsstange und dem Wagenkasten z.B. eines mehrgliedrigen, spurgeführten Fahrzeugs her. Federnde Komponenten ermöglichen dabei eine kardanische Bewegung der Kupplung und sorgen für eine Dämpfung leichter Stöße durch Druck- und/oder Zugkräfte.
Anlenkungen zum gelenkigen Verbinden einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten müssen ausgelegt sein, die im Betrieb auftretenden horizontalen und vertikalen Schwenkbewegungen der Kupplungsstange relativ zu der mit dem Wagenkasten verbundenen Grundplatte zuzulassen, um z.B. das Überfahren von Anhöhungen und das Durchfahren von Senken sowie eine Kurvenfahrt zu ermöglichen. Hierzu ist es bekannt, den wagenkastenseitigen Endbereich der Kupplungsstange mit Hilfe beispielsweise einer Kugelbuchsenanordnung durch die in der Grundplatte vorgesehene Durchführungsöffnung zu führen. Die horizontalen und vertikalen Schwenkbewegungen der Kupplungsstange relativ zu der Grundplatte werden von den Federelementen bzw. Energieverzehrkomponenten der Zug- /Stoßeinrichtung aufgenommen. Auch kann es erwünscht sein, dass sich die Kupplungsstange bis zu einem gewissen Grad relativ zu der Grundplatte verdrehen kann. So wird eine kardanische Bewegungsfreiheit der Kupplungsstange bereitgestellt. Grundsätzlich aber ist dabei Sorge zu tragen, dass eine verdrehte und/oder in horizontaler bzw. vertikaler Richtung ausgelenkte Kupplungsstange wieder in ihre Ausgangsposition zurück gebracht wird.
Die Druckschrift GB 1,215,810 zeigt diesbezüglich einen Verbinder für einen Gelenkwagen mit einem weiblichen und einem männlichen Verbinderteil. In den Verbinderteilen werden Lagerelemente mit sphärischen Flächen unter Zuhilfenahme von Federn zentriert. Das weibliche und das männliche Verbinderteil werden anschließend über einen Bolzen miteinander verbunden.
Die EP 1 925 532 A1 zeigt eine Kupplungsanlenkung für einen Wagenkasten eines mehrgliedrigen Fahrzeuges mit einem Lagerblock und einer Gelenkanordnung, die ein Sphärolager, eine Energieverzehreinrichtung und einen vertikal verlaufenden Schwenkbolzen aufweist. Hierbei ist vorgesehen, dass eine horizontale und vertikale Bewegung der Kupplungsstange relativ zum Lagerblock möglich ist und nach Überschreiten einer Betriebslast ein Rückstellmoment auf die Kupplungsstange aufgebracht wird. Ferner sind an dem Lagerblock und der Kupplungsstange Anschläge vorgesehen, die nach Ausschöpfung des maximalen Längsverschiebungshubs der Energieverzehreinrichtung eine kraft- und formschlüssige Verbindung miteinander bilden.
Ferner weist die DE 102 46 428 B4 ein Richtgelenk für Kuppelstangen zum Verbinden von leichtgewichtigen Einzeltragwagen innerhalb einer Eisenbahntragwageneinheit auf. Federplattendämpfungselemente sind auf Kuppelstangenendzugteilen aufgenommen, die zentrisch durch Stützlagerplatten der Richtgelenke geführt sind. Die druckseitigen Federplattendämpfungselemente sind zwischen den Endflächen der Kuppelstange und der Stützlagerplatten innerhalb eines Stützkäfigs vorgesehen. An den äußeren Rändern des Stützkäfigs befinden sich Abstütz- und Kipppunkte die einen Abstand zur Anlagefläche der Stützlagerplatte aufweisen, so dass sie bei vertikalem und/oder horizontalem Ausschwenken der Kuppelstange und gleichzeitigem Einwirken anfänglicher Längsdruckkräfte als Kraftübertragungspunkt zur Anlage kommen.
Die EP 2 243 680 B1 offenbart eine verdrehgesicherte Anlenkung zum gelenkigen Verbinden einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten mit einer Grundplatte, die eine Durchgangsöffnung aufweist, durch die sich der wagenkastenseitige Endbereich der Kupplungsstange erstreckt. Beidseitig der Grundplatte sind Elastomer-Federelemente mit Federtellern angeordnet. Eine Verdrehsicherung bzw. Rückstellung einer verdrehten Kupplungsstange wird hierbei ermöglicht, indem eines der Federelemente in Eingriff mit der Grundplatte steht, so dass von der Kupplungsstange übertragene Rotationskräfte ohne Schlupf rechtwinklig in die Grundplatte eingeleitet werden können.
WO 2005/075272 A1 offenbart eine gattungsgemäße Anlenkung zum gelenkigen Verbinden einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten und eine Kupplungsstange, mit einer eine Durchgangsöffnung aufweisende Grundplatte, in welchem ein Lagerelement zum Abstützen der Kupplungsstange angeordnet ist. Das Lagerelement weist eine Rückstellkomponente auf, die elastisch verformbar ist.
Demgegenüber offenbart EP 1 719 684 A1 offenbart eine Anlenkung mit einem Lagerelement aus Stützkomponente und Rückstellkomponente, bei welcher die . Rückstellkomponente vollständig auf der Kupplungsstange einerseits und der Stützkomponente andererseits aufliegt. Dadurch werden die Kräfte über die Kupplungsstange immer direkt und in voller Höhe über den gesamten Umfang in die Rückstellkomponente eingeleitet, weshalb die Rückstellkomponente entsprechend zu dimensionieren ist.
Infolge der auf die Anlenkung wirkenden, zum Teil extremen Kräfte ist allerdings eine Konstruktion zum Bewirken einer Rückstellung und Verdrehsicherung hinsichtlich ihres Aufbaus aufwendig, da sie entsprechend den zu erwartenden Anforderungen ausgelegt sein muss.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, eine kostengünstige, wartungs- bzw. verschleißarme sowie vielseitig und einfach anzuwendende Lösung auf minimalem Bauraum mit einem hohen Wirkungsgrad bereitzustellen, um eine Kupplungsstange auf vorteilhafte Weise gelenkig mit einem Wagenkasten zu verbinden.
Die erfindungsgemäße Lösung dieses Problems wird anhand einer Anlenkung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 erzielt. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anlenkung, insbesondere zum gelenkigen Verbinden einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten, mit einer Grundplatte vorgesehen, die wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweist, und mit einem Lagerelement, das wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweist. Das Lagerelement ist in der Durchgangsöffnung der Grundplatte angeordnet. Ferner weist die erfindungsgemäße Anlenkung eine Kupplungsstange auf, die durch die Durchgangsöffnung des Lagerelementes hindurchragt.
Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass sich der wagenkastenseitige Endbereich der Kupplungsstange durch die Durchgangsöffnung des Lagerelementes, vorzugsweise zentrisch, erstreckt. Indem das Lagerelement in der Durchgangsöffnung der Grundplatte angeordnet ist, erstreckt sich die Kupplungsstange somit auch durch die Durchgangsöffnung der Grundplatte. Durch die Integration des Lagerelementes in die Durchgangsöffnung der Grundplatte ist vorteilhafterweise lediglich ein minimaler Bauraum zur adäquaten Lagerung der Kupplungsstange durch die Anlenkung notwendig. Weiterhin ist durch die grundlegende Anordnung der Grundplatte, des Lagerelementes und der Kupplungsstange sichergestellt, dass die Kupplungsstange im Wesentlichen, entsprechend des erfindungsgemäßen Verwendungszweckes, eine kardanische Bewegungsfreiheit besitzt, die bedarfsweise beschränkbar ist.
Weiterhin weist das Lagerelement wenigstens eine Stützkomponente und eine Rückstellkomponente auf. Die Stützkomponente liegt auf der Kupplungsstange wenigstens teilweise auf. Die Kupplungsstange ist somit nicht über ihren gesamten Umfang mit dem Stützelement in Berührung. Die Stützkomponente weist in der Folge einen direkten Kontakt zu der Kupplungsstange auf, während die Rückstellkomponente keinen direkten Kontakt zu der Kupplungsstange aufweist.
Die Stützkomponente besteht aus einem Material mit hinreichender mechanischer Festigkeit, vorzugsweise Metall. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann die Stützkomponente gleichfalls aus Kompositmaterialien wie z.B. Verbundwerkstoffen oder anderen mechanisch belastbaren Materialien bestehen, welche die zweckspezifischen Eigenschaften aufweisen. So ist eine zweckmäßige Lagerung der Kupplungsstange innerhalb der Grundplatte durch das Lagerelement auf minimalen Bauraum sichergestellt.
Unter dem Rückstellelement ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein reversibel verformbares, elastisches Element zu verstehen. Dieses ist dazu geeignet, eine einwirkende Kraft durch reversible bzw. elastische Verformung zu absorbieren und damit eine Rückstellkraft zu entwickeln. Insbesondere kann das Rückstellelement aus einem Elastomer bestehen, oder aus einem vergleichbaren elastisch verformbaren Material. Vorteilhafterweise ist das Rückstellelement somit in der Lage, eine einwirkende Kraft bzw. ein einwirkendes Moment durch Kompression, Torsion oder Verwindung aufzunehmen und sich elastisch zurückzubilden, wobei von dem Rückstellelement eine Rückstellkraft ausgeht.
Insbesondere ergibt sich durch die Zusammensetzung des Lagerelementes aus der Stützkomponente und der Rückstellkomponente der Vorteil, dass eine insbesondere punktförmig eingeleitete Kraft bzw. Moment von der Stützkomponente in die Rückstellkomponente weitergeleitet wird. Hierbei wird eine Übertragung von Spannungsspitzen in die elastisch verformbare Rückstellkomponente verhindert, indem die Stützkomponente mit höherer Festigkeit die einwirkenden Kräfte auf eine größere Wirkungsfläche verteilt. Somit erfolgt eine schonendere Krafteinleitung in die Rückstellkomponente, wodurch einer Beschädigung derselben vorgebeugt wird.
Um ein Verdrehen zwischen dem Lagerelement, insbesondere der Stützkomponente und der Kupplungsstange zu vermeiden, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung eine Verdrehsicherung vorgesehen, welche in besonders vorteilhafter Ausbildung als formschlüssige Verdrehsicherung zwischen Kupplungsstange und Lagerelement, insbesondere Stützkomponente ausgebildet ist. Diese kann verschiedenartig ausgebildet sein. Das Lagerelement und die Kupplungsstange weisen dazu miteinander in Wirkverbindung bringbare Einrichtungen zur Realisierung des Formschlusses auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Kupplungsstange zumindest eine, vorzugsweise wenigstens zwei Schlüsselflächen auf. Die Schlüsselflächen erstrecken sich in Längsrichtung der Kupplungsstange an deren Außenseite über wenigstens einen Teil ihrer Gesamtlänge. Die Kupplungsstange weist somit vorzugsweise wenigstens in einen Teilbereich keinen vollständig runden Querschnitt auf. Vielmehr ist der runde Querschnitt der Kupplungsstange in wenigstens zwei Bereichen z.B. durch ebene Flächen modifiziert, die sich nicht zwingend direkt gegenüberstehen. Auf diese Weise kann die Kupplungsstange anhand der Schlüsselflächen entlang ihres modifizierten Umfangs in eine formschlüssige Verbindung eingebracht werden. Weiterhin kann eine einzelne Schlüsselfläche zweckmäßig auch eine komplexere Form, z.B. mit zusätzlichen Oberflächenstrukturen oder als zwei gegeneinander geneigte Flächen, ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform weist das Lagerelement, insbesondere die Stützkomponente des Lagerelementes, wenigstens zwei Schlüsselflächen auf. Die Schlüsselflächen sind an der Innenseite des Lagerelementes bzw. der Stützkomponente des Lagerelementes vorgesehen. Ebenso wie für die Kupplungsstange, müssen sich die Schlüsselflächen des Lagerelementes nicht direkt einander gegenüberstehen, können als komplexere Oberflächenstrukturen ausgebildet sein und sind nicht auf die Ausgestaltung als einfache plane Flächen beschränkt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Kupplungsstange und das Lagerelement derart zueinander angeordnet, dass sich jeweils eine der Schlüsselflächen der Kupplungsstange und des Lagerelementes als korrespondierende Gleitflächen gegenüberstehen. Demnach wird durch die Aufnahme bzw. Lagerung der Kupplungsstange in dem Lagerelement bzw. der Stützkomponente eine formschlüssige Verbindung erzeugt. Die erfindungsgemäße Anlenkung wirkt somit einer Verdrehung der Kupplungsstange um die Längsachse vorteilhafterweise entgegen.
Die Ausbildung als korrespondierende Gleitflächen bedeutet, dass die sich gegenüberstehenden Schlüsselflächen entsprechend ausgestaltet sein müssen, um der in dem Lagerelement aufgenommenen Kupplungsstange eine Bewegung zu ermöglichen. Insbesondere ist für die erfindungsgemäße Anlenkung vorgesehen, dass sich die gelagerte Kupplungsstange anhand der korrespondierenden Schlüsselflächen um die Querachse rotieren lässt. Die Position dieser Rotationsachse wird durch die Lagerung in dem Lagerelement bzw. der Grundplatte definiert. Des Weiteren wird durch die korrespondierenden Schlüsselflächen, die sich an der Kupplungsstange über wenigstens einen Teil ihrer Gesamtlänge erstrecken, auch eine translatorische Bewegung entlang der Längsachse der Kupplungsstange, z.B. bei der Einwirkung von Druck- und/oder Zugkräften, ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Rückstellkomponente derart auf der Stützkomponente angeordnet, dass die Stützkomponente anhand der Rückstellkomponente gegen die Durchgangsöffnung der Lagerplatte formschlüssig abstützbar ist. Auf diese Weise ist bei Verdrehung der Kupplungsstange um die Längsachse eine Rückstellkraft auf die Kupplungsstange übertragbar.
Insbesondere ist die Rückstellkomponente auf der Stützkomponente formschlüssig angeordnet, sodass ein Torsionsmoment, welches von der Kupplungsstange auf die Stützkomponente übertragen wird, von der Stützkomponente auf die Rückstellkomponente übergeht. Die Rückstellkomponente stützt das Stützelement formschlüssig gegen die Innenseite der Durchgangsöffnung der Grundplatte ab. So wird das von der Kupplungsstange eingeleitete Moment bzw. die eingeleitete Kraft durch eine elastische Verformung, insbesondere eine Verwindung, des Rückstellelementes absorbiert.
Gleichzeitig geht von dem Rückstellelement bei der elastischen Verformung, unter anderem durch Abstützung gegen die Grundplatte, eine Rückstellkraft aus, die der Verdrehung der Kupplungsstange entgegenwirkt. Auf diese Art kann vorteilhafterweise, anhand der formschlüssigen Verbindungen zwischen Kupplungsstange und Stützkomponente, zwischen Stützkomponente und Rückstellkomponente und zwischen Rückstellkomponente und Grundplatte, eine Verdrehung der Kupplungsstange effizient verhindert bzw. ihr entgegengewirkt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes weist das Lagerelement wenigstens eine ballige Kontur auf. So ist die Kupplungsstange quer zur Längsachse an wenigstens einem Kontaktpunkt mit dem Lagerelement, insbesondere an wenigstens einem Kontaktpunkt mit der Stützkomponente, in dem Lagerelement bzw. der Grundplatte gelagert. Insbesondere führt die ballige Kontur des Lagerelementes bzw. der Stützkomponente dazu, dass der Kupplungsstange ein optimaler Bewegungsspielraum zur Rotation um die Querachse zur Verfügung gestellt wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Grundplatte an wenigstens einer Seitenfläche einen Aufnahmeflansch, insbesondere zur drehbar gelagerten Aufnahme in einem Wagenkasten, auf. Bevorzugterweise sind an der Grundplatte entlang ihrer Hochachse zwei Aufnahmeflansche vorgesehen, so dass die Grundplatte zweiseitig in dem Wagenkasten z.B. mit Hilfe von entsprechenden Zapfenbefestigungen drehbar gelagert werden kann. Hierdurch wird eine vertikale Drehachse der Grundplatte festgelegt.
Die im Wagenkasten gelagerte Grundplatte gibt folglich eine rotatorische Bewegung der Kupplungsstange in der Horizontalebene um die vertikale Drehachse der Grundplatte frei. Eine rotatorische Bewegung um die Querachse der Kupplungsstange und des Lagerelementes, wird durch die Lagerung im Lagerelement freigegeben. Eine translatorische Bewegung der Kupplungsstange bei der Einwirkung von Druck- und/oder Zugkräften wird anhand der korrespondierenden Gleitflächen bzw. der Schlüsselflächen des Stützelementes und der Kupplungsstange ermöglicht.
Hingegen wirkt die derartig gelagerte Grundplatte einer Verdrehung der Kupplungsstange entlang der Längsachse über das Lagerelement als ein Festlager entgegen. Auf diese Weise kann die sich an der Grundplatte abstützende Rückstellkomponente eine Rückstellkraft auf die Kupplungsstange ausüben. Einer Verdrehung der Kupplungsstange wird vorgebeugt bzw. entgegengewirkt.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Lagerelement einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Jeder Teil des Lagerelementes, insbesondere bei der mehrstückigen Ausgestaltung, weist vorzugsweise eine Stützkomponente und eine Rückstellkomponente auf. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass verschiedene Stücke des Lagerlementes nicht identisch sein müssen, sondern verschiedene Geometrien aufweisen können, um in Kombination miteinander gemäß der vorliegenden Erfindung wirken zu können. So ist es beispielsweise möglich, das Lagerelement zweiteilig auszuführen und von beiden Seiten in die Durchgangsöffnung der Grundplatte einzubringen, so dass sich aus den zwei Teilen ein einzelnes Lagerelement ergibt. So kann die Fertigung und Montage gegebenenfalls erleichtert und das Lagerelement auf einfache Weise an die zweckspezifischen Bedingungen angepasst werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf beiden Seiten der Grundplatte jeweils wenigstens eine Energieverzehrkomponente vorgesehen, die auf der Kupplungsstange angeordnet ist. Das Lagerelement und die Grundplatte bilden Anlageflächen aus, an denen die wenigstens zwei Energieverzehrkomponenten abstützbar sind. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass die Anlageflächen der Grundplatte und des Lagerelementes pro Seite jeweils ineinander übergehen, vorzugsweise naht- bzw. spaltlos, und eine gemeinsame Anlagefläche zur Anlage der jeweiligen Energieverzehrkomponente ausbilden.
Anhand der derartig angeordneten Energieverzehrkomponenten können Druck- und/oder Zugkräfte sowie Kräfte durch horizontale und vertikale Auslenkung bei Rotation um die Lagerung im Lagerelement von den Energieverzehrkomponenten reversibel absorbiert werden. Die Energieverzehrkomponenten bestehen hierbei vorzugsweise aus einem Elastomer bzw. Polymer oder einem vergleichbaren Material und weisen reversible Verformungseigenschaften auf, wobei Rückstellkräfte in den Energieverzehrkomponenten entstehen. Gleichfalls kann die maximale Kraftaufnahme der Energieverzehrkomponenten durch die Materialauswahl adaptiert werden.
Die Grundplatte weist wenigstens einen Aufnahmeflansch zur drehbar gelagerten Aufnahme in einem Wagenkasten auf, und eine Durchgangsöffnung mit wenigstens zwei Anlageflächen für jeweils wenigstens eine Energieverzehrkomponente. Die Energieverzehrkomponenten sind hierbei auf einer Kupplungsstange angeordnet, die sich durch die Durchgangsöffnung der Grundplatte erstreckt. Von jeder der beiden Seiten kann sich somit wenigstens eine Energieverzehrkomponente an der Anlagefläche der Grundplatte abstützen.
Im Weiteren ist die Grundplatte asymmetrisch ausgestaltet, so dass eine vertikale Drehachse der in einem Wagenkasten drehbar gelagerten Grundplatte einen Versatz aufweist zu einer vertikalen Symmetrieachse der Durchgangsöffnung der Grundplatte. Die vertikale Symmetrieachse der Durchgangsöffnung der Grundplatte bezieht sich hierbei insbesondere auf die symmetrisch angeordneten Anlageflächen, die an die Durchgangsöffnung angrenzen. Diese Anlageflächen werden bei Einsatz eines erfindungsgemäßen Lagerelementes durch das Lagerelement und die Grundplatte ausgebildet.
Durch den Versatz zwischen der Symmetrieachse des Lagerelementes bzw. der Durchgangsöffnung der Grundplatte und der vertikalen Drehachse der Grundplatte ergibt sich der Vorteil, dass die vertikale Drehachse der Grundplatte vorteilhafterweise in Richtung einer Anschraubfläche des Wagenkastens verschiebbar ist. Insbesondere ist durch eine solche asymmetrische Ausführung der Grundplatte und unter Berücksichtigung der Rotationsbereiche, z.B. des wagenkastenseitigen Endbereiches der Kupplungsstange, der verfügbare Bauraum effizienter nutzbar. Gleichfalls ist diese Grundplatte mit asymmetrischer Ausgestaltung auch im Allgemeinen für bereits aus dem Stand der Technik bekannte Anlenkungen zur Verbindung einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten einsetzbar und nicht auf den Einsatz einer erfindungsgemäßen Anlenkung bzw. eines erfindungsgemäßen Stützelementes beschränkt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung hierdurch nicht ausgeschlossen sein.
Es zeigen schematisch:

Fig. 1:: eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Anlenkung mit einem zweiteiligen Lagerelement; und
Fig. 2:: eine Querschnittzeichnung der erfindungsgemäßen Anlenkung mit asymmetrischer Grundplatte.

In Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlenkung zum gelenkigen Verbinden einer Kupplungsstange mit einem - nicht gezeigten - Wagenkasten dargestellt. Insbesondere ist eine Kupplungsstange 10 mit einer Längsachse 3 gezeigt, die vorzugsweise beidseitige Schlüsselflächen 11 aufweist.
Im Weiteren ist auf der Kupplungsstange 10 ein Teil eines zweiteilig ausgeführten Lagerelementes 30 aufgesetzt. Beide Teile des Lagerelementes weisen hierbei eine Stützkomponente 31 mit Schlüsselflächen 34 auf, die an der Innenseite der Stützkomponente 31 vorgesehen sind. Gemäß der Explosionsdarstellung kommt die Stützkomponente 31 bei zweckmäßiger Verwendung wenigstens teilweise in Kontakt mit der Kupplungsstange 10. Insbesondere sind die Schlüsselflächen 11, 34 der Kupplungsstange 10 und der Stützkomponente zueinander korrespondierend und stehen sich gegenüber, sodass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Kupplungsstange und der Stützkomponente vorliegt.
Ferner ist auf der Stützkomponente des zweiteiligen Lagerelementes 30 jeweils eine Rückstellkomponente 32 vorgesehen. Die Rückstellkomponente 32 und die Stützkomponente 31 sind vorzugsweise formschlüssig miteinander verbunden, um eine Kraftübertragung zu ermöglichen.
Weiterhin zeigt Fig. 1 eine Grundplatte 20 mit wenigstens einem Aufnahmeflansch 22 in Richtung der vertikalen Drehachse 1 der Grundplatte 20. Die Grundplatte 20 weist eine Durchgangsöffnung 21 auf, in die das Lagerelement 30 formschlüssig aufnehmbar ist. Somit ergibt sich aus Fig. 1 bei Zusammenführung der Komponenten, dass ein Moment bzw. eine Kraft in Folge einer Rotation bzw. Verdrehung der Kupplungsstange 10 um ihre Längsachse 3 formschlüssig auf die Stützkomponente 31, auf die Rückstellkomponente 32 und auf die Grundplatte 20 übertragen wird.
Da die Grundplatte 20 eingebauten Zustand in dem Wagenkasten um die vertikale Drehachse 1 drehbar gelagert vorliegt, wirkt die Grundplatte 20 im Falle einer Verdrehung der Kupplungsstange 10 um die Längsachse 1 als ein Festlager. Demnach kann sich die Rückstellkomponente 32 an der Innenseite der Durchgangsöffnung 21 der Grundplatte 20 formschlüssig abstützen und gegebenenfalls elastisch verformen bzw. eine Rückstellkraft ausüben.
Gemäß Fig. 1 sind die Durchgangsöffnung 21 der Grundplatte 20, sowie die Außenform der Rückstellkomponente 32 mit einer rechteckigen Grundform vorgesehen. Diese Geometrie kann im Sinne der vorliegenden Erfindung auch anderweitig, z.B. vieleckig, insbesondere sternförmig, ausgeführt werden, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Rückstellkomponente 32 und der Durchgangsöffnung 21 der Grundplatte 20 vorliegt.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Anlenkung in Kombination mit einer erfindungsgemäßen, asymmetrisch ausgeführten Grundplatte 20 im Querschnitt dargestellt. Es ist hieraus ersichtlich, dass die Grundplatte 20 im Wesentlichen eine Durchgangsöffnung 21 aufweist, in der das Lagerelement 30 und die Kupplungsstange 10 zentrisch aufgenommen bzw. gelagert sind. Im Sinne der vorliegenden Erfindung sollen Bohrungen zur mechanischen Befestigung der Basisplatte nicht als Durchgangsöffnung aufgefasst werden.
Innerhalb der Durchgangsöffnung 21 weisen das Lagerelement 30 und insbesondere die zugehörigen Anlageflächen 23, 35 eine Symmetrie auf. Diese hieraus resultierende Symmetrieachse liegt in der Grundplatte 20 versetzt zu einer vertikalen Drehachse 1 vor. Die vertikale Drehachse 1 ergibt sich aus der drehbaren Lagerung der Grundplatte 20 in dem Wagenkasten anhand der Aufnahmeflansche 22. Insbesondere liegt zwischen der Symmetrieachse der Anlageflächen 23, 35 bzw. der Durchgangsöffnung 21 bzw. des Lagerelementes 30 ein Versatz B zu der vertikalen Drehachse 1 der Grundplatte 20 vor.
Im Weiteren ist in Fig. 2 ein Maß A gezeigt, das den Abstand der vertikalen Drehachse 1 der Grundplatte 20 zu einer Anschraubfläche des Wagenkastens zeigt. Vorteilhafter Weise kann durch eine derart asymmetrische Ausführung der Grundplatte 20 mit dem Versatz B das Maß A minimiert werden. Insbesondere kann der Abstand A auf diese Weise effizient modifiziert werden, so dass der Bauraum beispielsweise auf den Rotations- bzw. Bewegungsbereich des wagenkastenseitigen Endes der Kupplungsstange angepasst wird.
Weiterhin zeigt sich der wenigstens teilweise Kontakt zwischen Kupplungsstange 10 und Stützkomponente 31 dadurch, dass im Querschnitt anhand der balligen Kontur der Lagerkomponente vorzugsweise ein oberer und ein unterer Kontaktpunkt zur Lagerung vorliegen. Auf diese Weise wird die Querachse 2, quer zur Längsachse 1 der Kupplungsstange, als Drehachse festgelegt, um die die Kupplungsstange 10 rotieren kann, um eine Auslenkung in vertikaler Richtung zu vollziehen. Gleichfalls ist aus Fig. 2 erkennbar, dass das Lagerelement, insbesondere anhand der balligen Kontur, zu den seitlichen Rändern der Durchgangsöffnung 21 der Grundplatte 20 hin, einen Bewegungsspielraum zur Rotation für die Kupplungsstange 10 ermöglicht.
Beidseitig der Grundplatte 20 ist wenigstens eine Energieverzehrkomponente 41, 42, 43 vorgesehen, die sich gegen die Anlageflächen 23, 35 des Lagerelementes 30 in Verbindung mit der Grundplatte 20 abstützen. Hierbei ist zu erkennen, dass die Anlageflächen 23, 35 der Grundplatte 20 und des Lagerelementes 30 direkt ineinander übergehen und vorzugsweise eine gemeinsame Anlagefläche ausbilden. Sofern die Kupplungsstange 10 eine Bewegung in horizontaler bzw. vertikaler Richtung, z.B. durch Rotation um die Querachse 2 oder die um das Maß B versetzte vertikale Symmetrieachse des Lagerelementes 30 bzw. der Lagerflächen 23, 35, vollzieht, werden die Energieverzehrkomponenten 41, 42, 43 beidseitig der Grundplatte 20 elastisch verformt und leiten die auftretende Kräfte vorzugsweise gleichmäßig und rechtwinklig in die Anlageflächen 23, 35 ein. Gleichfalls stützen sich die Energieverzehrkomponenten 41, 42, 43 gegen die Anlageflächen 23, 35 ab, um die Auslenkung der Kupplungsstange anschließend zurückzustellen. Selbstverständlich gilt dies nicht nur bei einer rotatorischen Auslenkung der Kupplungsstange um die gelagerte Aufnahme durch das Lagerelement 30 und die Grundplatte 10, sondern auch bei einer translatorischen Bewegung der Kupplungsstange 10 in Folge auftretender Druck- und/oder Zugkräfte.
In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 2 lediglich einen Ausschnitt der erfindungsgemäß relevanten Anlenkung in Verbindung mit der asymmetrischen Grundplatte 20. Auf eine nähere Darstellung und Beschreibung weiterer Bauteile, die z.B. zur Fixierung der Energieverzehrkomponenten 42, 43 notwendig sind, um eine Kräfteabsorption zu ermöglichen, wird in diesem Zusammenhang verzichtet.

Bezugszeichen

1: Vertikale Drehachse der drehbar gelagerten Grundplatte
2: Querachse der gelagerten Kupplungsstange
3: Längsachse der Kupplungsstange
10: Kupplungsstange
11: Schlüsselflächen (der Kupplungsstange)
20: Grundplatte
21: Durchgangsöffnung (der Kupplungsstange)
22: Aufnahmeflansch (der Grundplatte)
30: Lagerelement
31: Stützkomponente
32: Rückstellkomponente
33: Durchgangsöffnung (des Lagerelementes)
34: Schlüsselflächen (des Lagerelementes bzw. der Stützkomponente)
40: Energieverzehrkomponente

Claims

Anlenkung zum gelenkigen Verbinden einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten und Kupplungsstange, mit einer Grundplatte (20), die wenigstens eine Durchgangsöffnung (21) aufweist, mit einem Lagerelement (30), das wenigstens eine Durchgangsöffnung (33) aufweist und in der Durchgangsöffnung (21) der Grundplatte (20) angeordnet ist, wobei die Kupplungsstange (10) durch die Durchgangsöffnung (33) des Lagerelementes (30) hindurchragt, wobei das Lagerelement (30) eine Rückstellkomponente (32) aufweist, welche geeignet ist, eine einwirkende Kraft durch reversible Verformung zu absorbieren und damit eine Rückstellkraft zu entwickeln,
dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (30) wenigstens eine Stützkomponente (31) aufweist, die auf der Kupplungsstange (10) teilweise aufliegt.
Anlenkung und Kupplungsstange nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kupplungsstange (10) und dem Lagerelement (30), insbesondere der Stützkomponente (31) eine formschlüssige Verdrehsicherung vorgesehen ist.
Anlenkung und Kupplungsstange nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Kupplungsstange (10) wenigstens eine Schlüsselfläche (11), vorzugsweise wenigstens zwei Schlüsselflächen (11) aufweist.
Anlenkung und Kupplungsstange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Lagerelement (30), insbesondere die Stützkomponente (31) des Lagerelementes (30), wenigstens zwei Schlüsselflächen (34) aufweist.
Anlenkung und Kupplungsstange nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Kupplungsstange (10) und das Lagerelement (30) derart angeordnet sind, dass sich jeweils einer der Schlüsselflächen (11, 34) der Kupplungsstange (10) und des Lagerelementes (30) als korrespondierende Gleitflächen gegenüberstehen.
Anlenkung und Kupplungsstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Rückstellkomponente (32) derart auf der Stützkomponente (31) angeordnet ist, dass die Stützkomponente (31) anhand der Rückstellkomponente (32) gegen die Durchgangsöffnung (21) der Lagerplatte (20) formschlüssig abstützbar ist, so dass bei Verdrehung der Kupplungsstange (10) um die Längsachse (3) eine Rückstellkraft auf die Kupplungsstange (10) übertragbar ist.
Anlenkung und Kupplungsstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Lagerelement wenigstens eine ballige Kontur aufweist, so dass die Kupplungsstange quer zur Längsachse (3) an wenigstens einem Kontaktpunkt mit dem Lagerelement (30), insbesondere an wenigstens einem Kontaktpunkt mit der Stützkomponente (31), gelagert ist.
Anlenkung und Kupplungsstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Grundplatte an wenigstens einer Seitenfläche einen Aufnahmeflansch (22), insbesondere zur drehbar gelagerten Aufnahme in einem Wagenkasten, aufweist.
Anlenkung und Kupplungsstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Lagerelement (30) mit jeweils einer Stützkomponente (31) und einer Rückstellkomponente (32) einstückig oder mehrstückig ausgebildet ist.
Anlenkung und Kupplungsstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei auf beiden Seiten der Grundplatte (20) jeweils wenigstens eine Energieverzehrkomponente (40) auf der Kupplungsstange (10) angeordnet ist, und wobei das Lagerelement (30) und die Grundplatte (20) Anlageflächen (23, 35) zur Abstützung der Energieverzehrkomponenten (40) ausbilden.
Anlenkung und Kupplungsstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Grundplatte (20) wenigstens einen Aufnahmeflansch (22) zur drehbar gelagerten Aufnahme in einem Wagenkasten aufweist und eine Durchgangsöffnung (21) mit wenigstens zwei Anlageflächen (23, 35) zum Anlegen jeweils wenigstens einer Energieverzehrkomponente (41, 42, 43) in der Durchgangsöffnung (21) der Grundplatte (20) und

die Grundplatte (20) derart asymmetrisch ausgestaltet ist, dass eine vertikale Drehachse (1) der in einem Wagenkasten drehbar gelagerten Grundplatte (20) einen Versatz (B) zu einer vertikalen Symmetrieachse der Durchgangsöffnung (21) der Grundplatte (20) aufweist, insbesondere zu der Symmetrieachse der Anlageflächen (23, 35) in der Durchgangsöffnung (21) der Grundplatte (20).
Anlenkung und Kupplungsstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Stützkomponente aus einem Material, ausgewählt aus der nachfolgenden Gruppe von Materialien ausgebildet ist:
- Metall

- Kompositmaterial, insbesondere Verbundwerkstoff und die Rückstellkomponente wenigstens teilweise aus einem elastischen Material gebildet ist.