EP4326594A1 - Zug- und stosseinrichtung für eine zugkupplung und zugkupplung - Google Patents

Zug- und stosseinrichtung für eine zugkupplung und zugkupplung

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Publication number
EP4326594A1
EP4326594A1 EP22718235.9A EP22718235A EP4326594A1 EP 4326594 A1 EP4326594 A1 EP 4326594A1 EP 22718235 A EP22718235 A EP 22718235A EP 4326594 A1 EP4326594 A1 EP 4326594A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
draw
spring
connection
compression springs
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22718235.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Schüler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP4326594A1 publication Critical patent/EP4326594A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/04—Draw-gear combined with buffing appliances
    • B61G9/06—Draw-gear combined with buffing appliances with rubber springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/04—Draw-gear combined with buffing appliances
    • B61G9/08—Draw-gear combined with buffing appliances with fluid springs or fluid shock-absorbers; Combinations thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/12—Continuous draw-gear combined with buffing appliances, e.g. incorporated in a centre sill
    • B61G9/14—Continuous draw-gear combined with buffing appliances, e.g. incorporated in a centre sill with rubber springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/12—Continuous draw-gear combined with buffing appliances, e.g. incorporated in a centre sill
    • B61G9/16—Continuous draw-gear combined with buffing appliances, e.g. incorporated in a centre sill with fluid springs or fluid shock-absorbers; Combinations thereof

Definitions

  • the present invention relates to a draw and buffing device for a train coupling, in particular a central buffer coupling, and a train coupling with such a draw and buffing device.
  • a generic pulling and buffering device is disclosed in US Pat. No. 3,031,089 A, for example.
  • This comprises a spring device with a hydraulic displacement damper and with at least one compression spring, wherein, according to a first embodiment, the hydraulic damper absorbs pressure surges and the compression spring cushions tension surges.
  • a second compression spring is provided in the power flow parallel to the hydraulic damper and parallel to the first compression spring, which cushions pressure surges and tension surges.
  • two compression springs are arranged parallel to one another in the power flow, which absorb tensile shocks, combined with a hydraulic damper which dampens pressure shocks.
  • the hydraulic damper includes an internal return spring that returns a piston rod of the damper after a pressure surge. The hydraulic damper only dampens pressure surges.
  • a disadvantage of the draw and buffer device according to US Pat. No. 3,031,089 A is that it requires a considerable amount of axial space and pressure surges are essentially only dampened by the hydraulic damper because the compression spring, which may be arranged in parallel, has a comparatively small spring stroke. Since the damping effect of the hydraulic damper is dependent on mass and speed, there is hardly any damping at low speeds in the first and third embodiments.
  • the draw and buffing gear will always buffer the full flow in the compression direction under quasi-static loads, which is associated with corresponding mechanical loads. Furthermore, when there is a load change, there are hard metallic stops that lead to noise and wear. Furthermore, various stop surfaces arranged one behind the other at a distance must be aligned with one another in order to to ensure proper function. The installation of the draw and buffing gear is correspondingly complex. A failure of the hydraulic damper quickly leads to a complete failure of the draw and buffing gear.
  • a train coupling in which springs are combined with a friction damper is known, for example, from WO 2007/103087 A1.
  • US 3556311 A discloses the combination of rubber buffers with an air damper.
  • US 3854596 A discloses the combination of a hydraulic damper and elastomeric buffers.
  • DE 202004014532 U1 discloses a spring mechanism installation box with a spring mechanism which is articulated on the one hand to a coupling arm and on the other hand to an installation box screwed to a stop plate of the vehicle with screws, with compressive forces being exerted via a tension-pressure piece, a spring, a rear plate and a housing the compression stops are transmitted to the vehicle; and tensile forces are transmitted to the compression stops via a pivot pin, the housing, the back plate, the spring, and the tension-compression piece.
  • WO 2013/040119 A1 discloses the combination of an elastomer part with friction damping for a draw and buffer device of a train coupling.
  • a pressure plate is provided at both ends of a stack of elastomer elements, so that pressure forces are transmitted over the entire elastomer stack both in the direction of tension and in the direction of compression.
  • the spring deflection is therefore identical in both axial directions and the draw and buffer device must be supplemented with spacers or the like when installed in different environments.
  • EP 1 225 114 B1 discloses a pulling and buffering device for a central buffer coupling, in which a coupling arm or coupling shaft is supported by a joint on a pivot pin, with the tensile force being transmitted via the pivot pin, an upper chord, a lower chord, an end plate when the coupling shaft is subjected to tensile loading , a play suspension on the train side, a stop plate and a spring system are transferred to a pressure plate, which is supported against train stops on the vehicle.
  • the coupling shaft transfers the pressure force via a joint play absorber without play to the pivot pin, which is supported on the pressure plate, whereby the pressure plate compresses the spring system and transmits the pressure forces via the stop plate against the pressure stops on the vehicle.
  • WO 2016/026708 A1 discloses a pull and buffer device for a train coupling with a reversible and an irreversible energy absorption device.
  • the energy dissipation device with irreversible energy consumption is connected in series with the reversible energy dissipation device, the energy dissipation device with irreversible energy consumption being irreversibly deformed or destroyed when a predefined maximum tensile/impact force is exceeded.
  • EP 1 732798 B1 discloses a long flow, heavy duty friction clutch hitch assembly for absorbing both trailer and train loads applied to a center sill member of a rail vehicle during train formation and rail operation of the train formation, having a friction clutch mechanism with several pairs of plate members and a wedge member to absorb thermal energy generated during closure of the friction clutch tractor assembly.
  • US 3 150782 A discloses a draw and buffer device for a drawbar coupling, in which a hydraulic damper is parallel to a plurality of compression springs is switched to absorb tensile and impact forces simultaneously with the compression springs and the damper.
  • US Pat. No. 3,368,698 A discloses a pull and buffing device for a train coupling, in which a hydraulic damper is arranged parallel to a large number of compression springs in the power flow, and also has an additional return spring which acts on the damper housing in order to return the pulling and buffing device to its initial position .
  • US 3447693 A discloses a draw and buffer device with hydraulic damper and springs, the hydraulic damper being arranged within a friction damping device in parallel with a plurality of compression springs.
  • a compression spring is positioned between a cup-shaped ram and a bottom of the housing forming the damping chamber to urge the ram to its fully extended position.
  • the present invention is based on the object of specifying a draw and buffing device for a train coupling that allows a compact design in favor of a small installation depth, preferably can do without a damper-internal spring reset and particularly preferably has different spring forces and spring strokes in the draw and buffing device , to avoid a load change with a zero crossing in a spring.
  • the draw and buffing gear should be designed to be robust and should still have sufficient spring properties in the direction of pull and direction of impact even if the hydraulic damper fails.
  • a draw and buffing device for a train coupling, with the train coupling being designed in particular as a central buffer coupling, has a first connection for a coupling shaft, with the first connection being designed to transmit tensile forces and compressive forces.
  • a second connection is provided for fastening the draw and buffer device to a vehicle structure, with the second connection also being designed to transmit tensile forces and compressive forces.
  • the second port is positioned away from the first port in an axial direction.
  • a spring device which transmits tensile forces and compressive forces between the first connection and the second connection.
  • the spring device includes a hydraulic damper which is positioned in the axial direction in particular between the first connection and the second connection and/or advantageously forms one of the two connections.
  • the hydraulic damper has a piston that can be displaced in the axial direction and a piston rod that is connected to this piston and extends in the axial direction.
  • the spring device also has two individual compression springs positioned next to one another on the piston rod.
  • the two compression springs in which case more than two compression springs can also be provided, are arranged in the direction of pressure of the spring device, i.e. in the direction of pressure forces acting on the spring device, in the force flow parallel to the hydraulic damper and in series with one another.
  • the two individual compression springs are supported against one another in the axial direction, and a plate, referred to here as an intermediate plate, can preferably be arranged between the two compression springs, via which the two springs are supported against one another in the compression direction.
  • the hydraulic damper is designed as a displacement damper and can, for example, displace a damping fluid via at least one throttle point when the piston rod is deflected, whereby a corresponding braking effect is exerted on the piston rod.
  • the piston can have at least one such throttle point.
  • a throttle point can also be provided in another component of the damper.
  • the hydraulic damper preferably has two damping chambers which are connected to one another in a fluid-conducting manner via the at least one throttle point and which are separated from one another by the piston.
  • Measures can be provided which essentially avoid damping when the piston rod is extended and thus when the first damping chamber is enlarged and the second damping chamber is reduced, for example by adding an additional fluid-conducting chamber to the second damping chamber Connection is provided with a compensation chamber, so that the fluid can be displaced at least partially into the compensation chamber when the piston rod is extended.
  • the hydraulic damper acts only when compressive forces are applied to the spring device, whereas it is essentially ineffective with regard to damping when tensile forces are applied to the spring device.
  • the hydraulic damper preferably has a damper housing from which the piston rod protrudes and into which the piston rod can be pushed more or less, with the two compression springs being positioned outside of the damper housing in the axial direction next to it.
  • the damper housing itself can be free of compression springs and/or other spring elements, so that the piston or the piston rod is preferably returned by at least one of the two individual compression springs on the piston rod.
  • the two compression springs can be integrated in the spring device in such a way that a first compression spring of the two individual compression springs is compressed by tensile forces and compressive forces on the spring device, whereas the second of the two individual compression springs is only compressed by compressive forces on the spring device and does not contribute to the spring damping in the case of tensile forces and/or is not arranged in the power flow.
  • an intermediate plate is arranged between the two compression springs, which is connected to the first connection with high tensile strength and has contact surfaces facing away from one another for the two compression springs.
  • a housing is particularly preferably provided which accommodates the two compression springs and in particular also the intermediate plate.
  • the housing can, for example, have an upper chord and a lower chord which are suitably connected to one another, for example via side plates, in particular each in the form of a sheet metal plate.
  • the housing forms the first connection, in particular in the form of a receptacle for a coupling shaft bolt, and accommodates a first pressure plate that can be displaced in the axial direction, the first pressure plate comprising a first contact surface for the first of the two compression springs and in particular for the piston rod in order to To transfer compressive force on this first contact surface.
  • the first pressure plate is guided with a linear guide in the housing.
  • the intermediate plate can be arranged stationary in the housing in order to be able to transmit tensile forces to the intermediate plate via the housing.
  • a train coupling according to the invention in particular a central buffer coupling, has a coupling shaft which can be pivoted about a vertical axis, as well as a draw and buffer device of the type shown here.
  • the first connection is formed by a receptacle for the coupling shaft bolt or by the coupling shaft bolt itself, with which the coupling shaft is pivotably connected to the draw and buffing gear.
  • the coupling shaft preferably has an at least substantially flat contact surface at its free end and a second contact surface of the first pressure plate lies freely against the contact surface of the coupling shaft when the first pressure plate is subjected to a compressive force by the spring device.
  • the system of the first pressure plate on the contact surface of the clutch shaft can preferably be tilted, so that the first pressure plate can be rotated relative to the clutch shaft.
  • the clutch shaft can be rotated about the clutch shaft bolt relative to the first pressure plate.
  • the pulling and buffering device according to the invention can preferably bear against a vehicle underframe with only one stop each in the pulling and pushing direction.
  • the installation of the draw and buffer device between the two stops is preferably free of play.
  • the two compression springs can be preloaded to ensure installation without play.
  • the draw and buffing device according to the invention can be free of tie rods, that is, of screw connections that extend in the axial direction and are loaded by the tensile forces or compressive forces transmitted with the draw and buffing device.
  • the draw and buffer device according to the invention allows large spring strokes, for example more than 100 mm or 130 mm or 150 mm or more, even with small compressive forces. As a result, high energy consumption can be achieved in the draw and buffer gear with low acceleration.
  • FIG. 1 shows a train coupling according to the invention with a draw and buffer device according to the invention in a schematic three-dimensional view
  • FIG. 2 shows the train coupling from FIG. 1 in a side view
  • FIG. 3 shows the train coupling from FIG. 1 in a plan view
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a train coupling with a draw and buffer device according to the invention
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a hydraulic damper.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a pulling and buffing device according to the invention in the form of a long-travel spring mechanism in a train coupling.
  • the train coupling comprises a coupling shank 3 which, in its central position, extends along an axial direction of the drawbar and buffing gear and can be pivoted about a vertical axis 15, which runs centrally through the coupling shank bolt 14, and the drawbar and buffing gear, which has a first connection 1 for the transmission of tensile and compressive forces, the first connection 1 being formed by a receptacle 13 for the coupling shaft bolt 14 in a housing 12 or the coupling shaft bolt 14 itself.
  • the housing 12 of the pulling and buffering device comprises an upper chord 18 and a lower chord 19 which are connected to one another via side parts, here in the form of a metal plate 20 screwed to the upper chord 18 and lower chord 19 .
  • a weight-optimized housing 12 can be achieved, which can be produced from burned sheet metal parts.
  • the housing 12 has a linear guide 11 for a first pressure plate 7, which is displaceable in the linear guide 11 along the axial direction in the housing 12.
  • the first pressure plate 7 comprises an axially directed contact surface, which is referred to here as the second contact surface 7.2. With this second contact surface 7.2, which is at least essentially flat, the first pressure plate 7 lies freely and tiltably against a likewise essentially flat contact surface 3.1 of the coupling shaft 3.
  • a first contact surface 7.1 of the first pressure plate 7 is directed away from the clutch shaft 3 in the axial direction and is pressurized by the piston rod 6.2 of a hydraulic damper 6 and the first compression spring 5.1.
  • the first compression spring is located on the axial side facing away from the first pressure plate 7
  • a second compression spring 5.2 rests on the intermediate plate 8 and is supported on the damper housing 6.6 in the axial direction.
  • the first compression spring 5.1 and the second compression spring 5.2 both enclose the piston rod 6.2 of the hydraulic damper 6 and together with the hydraulic damper 6 form a spring device 4.
  • first compression spring 5.1 and the second compression spring 5.2 are designed as polymer springs.
  • the hydraulic damper 6 is preferably a displacement damper.
  • the two compression springs 5.1 and 5.2 act parallel to the hydraulic damper 6 when the draw and buffer device is subjected to a compressive force.
  • the contact surface 3.1 of the coupling shaft 3 presses on the second contact surface
  • the especially crowned is carried out on a vehicle stop 9 is supported.
  • the vehicle stop 9 is provided in particular in the vehicle underframe.
  • the first pressure plate 7 presses on the piston rod 6.2 of the hydraulic damper 6, so that the piston rod 6.2 is pushed into the damper housing 6.6.
  • the damper housing 6.6 forms a second connection 2 of the draw and buffer device.
  • the coupling shaft 3 pulls via the coupling shaft bolt 14 on the housing 12 and thus the intermediate plate 8, which exerts a compressive force on the first compression spring 5.1 in the direction of the first pressure plate 7 and thereby the first pressure plate 7 against axial vehicle stops 17 in the vehicle underframe of the vehicle having the coupling shaft 3 presses.
  • the vehicle interface 16 is shown in phantom in the figures.
  • the damper housing 6.6 is supported with high tensile strength on the housing 12 via a recess 21 or a comparable shoulder on the damper, so that the hydraulic damper 6 is also subjected to a force from the housing 12 in the direction of tension (on the left in Figures 2 and 3) in the fleas of the preload from spring 5.5 and a relaxation of the spring 5.2 prevented from the installation position.
  • the coupling shaft 3 has sufficient axial play in its bolt receptacle, for example by providing an elongated hole, so that it can enter the housing 12 to a sufficient extent in order to compress the compression springs 5.1, 5.2 via the first pressure plate 7 and the piston rod 6.2 of the damper 6 to insert
  • the coupling shaft bolt 14 is not loaded in the compression direction.
  • FIG. 4 shows an embodiment which, apart from the design of the housing 12, is identical to the embodiment according to FIGS. 1 to 3. Deviating from this, the housing 12 is assembled from a cast or forged upper chord 18 and lower chord 19 which are directly screwed together.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a hydraulic damper such as can be used in the spring device 4 according to FIGS. 1 to 3 or in other configurations according to the invention.
  • the first compression spring 5.1, the second compression spring 5.2 and the intermediate plate 8 are in turn arranged displaceably on the piston rod 6.2.
  • the first pressure plate 7 from FIGS. 1 to 4 which is not shown in detail here, acts on the free end facing away from the damper housing 6.6.
  • a piston 6.1 is connected, which separates a first damping chamber 6.4 from a second damping chamber 6.5.
  • a throttle point 6.3 is provided in the piston 6.1, here in the form of a bore, via which the first damping chamber 6.4 is fluidly connected to the second damping chamber 6.5, so that when the piston 6.1 is displaced to reduce the volume of the first damping chamber 6.4, the fluid from the first damping chamber 6.4 must escape via the throttle point 6.3 into the second damping chamber 6.5.
  • a compensating chamber 6.8 which is connected to the second damping chamber 6.5 via a flow-conducting connection 6.7.
  • the damping fluid is preferably oil.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, mit einem ersten Zug- und Druckkräfte übertragenden Anschluss für einen Kupplungsschaft; mit einem zweiten Zug- und Druckkräfte übertragenden Anschluss zur Befestigung der Zug- und Stoßeinrichtung an einer Fahrzeugstruktur, wobei der zweite Anschluss in einer Axialrichtung entfernt von dem ersten Anschluss positioniert ist; mit einer Federeinrichtung, die Zugkräfte und Druckkräfte zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss überträgt, wobei die Federeinrichtung einen hydraulischen Dämpfer umfasst, der einen in der Axialrichtung verschiebbaren Kolben und eine an diesem angeschlossene, sich in der Axialrichtung erstreckende Kolbenstange aufweist. Die erfindungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung ferner zwei nebeneinander auf der Kolbenstange positionierte einzelne Druckfedern umfasst, die in Druckrichtung der Federeinrichtung im Kraftfluss parallel zu dem hydraulischen Dämpfer und in Reihe zueinander, sich gegenseitig abstützend angeordnet sind.

Description

Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung und Zugkupplung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, sowie eine Zugkupplung mit einer solchen Zug- und Stoßeinrichtung.
Eine gattungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung wird beispielsweise in US 3031 089 A offenbart. Diese umfasst eine Federeinrichtung mit einem hydraulischen Verdrängungsdämpfer und mit wenigstens einer Druckfeder, wobei gemäß einer ersten Ausführungsform der hydraulische Dämpfer Druckstöße absorbiert und die Druckfeder Zugstöße abfedert. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist im Kraftfluss parallel zum hydraulischen Dämpfer und parallel zur ersten Druckfeder eine zweite Druckfeder vorgesehen, die Druckstöße und Zugstöße abfedert. Gemäß einer dritten Ausführungsform sind zwei Druckfedern im Kraftfluss parallel zueinander angeordnet, die Zugstöße abfedern, kombiniert mit einem hydraulischen Dämpfer, der Druckstöße dämpft. Der hydraulische Dämpfer umfasst eine innere Rückstellfeder, welche eine Kolbenstange des Dämpfers nach einem Druckstoß zurückstellt. Der hydraulische Dämpfer dämpft ausschließlich Druckstöße.
Nachteilig an der Zug- und Stoßeinrichtung gemäß US 3031 089 A ist, dass diese einen erheblichen axialen Bauraum erfordert und Druckstöße im Wesentlichen nur durch den hydraulischen Dämpfer gedämpft werden, weil die gegebenenfalls parallel angeordnete Druckfeder einen vergleichsweise kleinen Federhub umfasst. Da die Dämpfungswirkung des hydraulischen Dämpfers massen- und geschwindigkeitsabhängig ist, ist bei der ersten und dritten Ausführungsform bei geringen Geschwindigkeiten kaum eine Dämpfung vorhanden. Die Zug- und Stoßeinrichtung wird in Druckrichtung bei quasi statischer Belastung immer den vollen Flub einpuffern, was mit entsprechenden mechanischen Belastungen verbunden ist. Ferner gibt es bei einem Lastwechsel harte metallische Anschläge, die zu Lärm und Verschleiß führen. Ferner müssen verschiedene hintereinander mit Abstand angeordnete Anschlagflächen zueinander ausgerichtet werden, um eine ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten. Der Einbau der Zug- und Stoßeinrichtung ist dementsprechend aufwändig. Ein Ausfall des hydraulischen Dämpfers führt rasch zu einem vollständigen Versagen der Zug- und Stoßeinrichtung.
Eine Zugkupplung, bei welcher Federn mit einem Reibungsdämpfer kombiniert werden, ist beispielsweise aus WO 2007/103087 A1 bekannt.
US 3556311 A offenbart die Kombination von Gummipuffern mit einem Luftdämpfer.
US 3854596 A offenbart die Kombination eines hydraulischen Dämpfers und Elastomerpuffern.
DE 202004014532 U1 offenbart einen Federwerkseinbaukasten mit einem Federwerk, das einerseits gelenkig mit einem Kupplungsarm und andererseits mit einem an einer Anschlagplatte des Fahrzeugs mit Schrauben angeschraubten Einbaukasten verbunden ist, wobei Druckkräfte über ein Zug-Druckstück, eine Feder, eine hintere Platte und ein Gehäuse auf die Druckanschläge zum Fahrzeug übertragen werden und Zugkräfte über einen Gelenkbolzen, das Gehäuse, die hintere Platte, die Feder und das Zug-Druckstück auf Zuganschläge übertragen werden.
WO 2013/040119 A1 offenbart die Kombination eines Elastomerteils mit einer Reibungsdämpfung für eine Zug- und Stoßeinrichtung einer Zugkupplung. An beiden Enden eines Stapels aus Elastomerelementen ist jeweils eine Druckplatte vorgesehen, sodass sowohl in Zugrichtung als auch in Druckrichtung Druckkräfte über den gesamten Elastomerstapel übertragen werden. Der Federweg ist daher in beiden Axialrichtungen identisch und die Zug- und Stoßeinrichtung muss bei Einbau in verschiedene Umgebungen entsprechend durch Distanzstücke oder dergleichen ergänzt werden. EP 1 225 114 B 1 offenbart eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Mittelpufferkupplung, bei der ein Kupplungsarm oder Kupplungsschaft mit einem Gelenk an einem Gelenkbolzen abgestützt ist, wobei bei Zugbelastung der Kupplungsschaft die Zugkraft über den Gelenkbolzen, einen Obergurt, einen Untergurt, eine Endplatte, eine zugseitige Spieleabfederung, eine Anschlagplatte und ein Federsystem auf eine Druckplatte überträgt, die sich gegen fahrzeugseitige Zuganschläge abstützt. Während der Druckbelastung überträgt der Kupplungsschaft über eine Gelenkspielabfederung die Druckkraft spielfrei auf den Gelenkbolzen, der sich an der Druckplatte abstützt, wobei die Druckplatte das Federsystem zusammendrückt und die Druckkräfte über die Anschlagplatte gegen die fahrzeugseitigen Druckanschläge weiterleitet.
WO 2016/026708 A1 offenbart eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung mit einer reversiblen und einer irreversiblen Energieverzehrvorrichtung. Die Energieverzehrvorrichtung mit irreversiblem Energieverzehr ist in Reihe zur reversiblen Energieverzehrvorrichtung geschaltet, wobei die Energieverzehrvorrichtung mit irreversiblem Energieverzehr bei Überschreitung einer vordefinierten maximalen Zug-/Stoßkraft irreversibel verformt oder zerstört wird.
EP 1 732798 B1 offenbart eine Hochleistungsreibungskupplungszugvorrichtungs- Anordnung mit langem Flub zur Absorption von sowohl Anhänge- als auch Zuglasten, die während des Zusammenstellens eines Zuges und des Schienenbetriebs der Zugzusammenstellung an einem mittleren Schwellenelement eines Schienenfahrzeugs anliegen, mit einem Reibungskupplungsmechanismus mit verschiedenen Paaren von Plattenelementen und einem Keilelement, um während des Schließens der Reibungskupplungszugvorrichtungs-Anordnung erzeugte Wärmeenergie zu absorbieren.
US 3 150782 A offenbart eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, bei welcher ein hydraulischer Dämpfer parallel zu einer Vielzahl von Druckfedern geschaltet ist, um mit den Druckfedern und dem Dämpfer Zug- und Stoßkräfte gleichzeitig abzufedern.
US 3368698 A offenbart eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, bei welcher ein hydraulischer Dämpfer parallel zu einer Vielzahl von Druckfedern im Kraftfluss angeordnet ist, ferner mit einer zusätzlichen Rückstellfeder, die am Dämpfergehäuse angreift, um die Zug- und Stoßeinrichtung in ihrer Ausgangslage zurückzustellen.
US 3447693 A offenbart eine Zug- und Stoßeinrichtung mit hydraulischem Dämpfer und Federn, wobei der hydraulische Dämpfer innerhalb einer Reibungsdämpfvorrichtung parallel zu einer Vielzahl von Druckfedern angeordnet ist. Zwischen einer topfförmigen Ramme und einem Boden des die Dämpfungskammer ausbildenden Gehäuses ist eine Druckfeder angeordnet, um die Ramme in ihre vollständig ausgefahrene Position zu drücken.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung anzugeben, die eine kompakte Bauweise zu Gunsten einer geringen Einbautiefe erlaubt, bevorzugt auf eine dämpferinterne Federrückstellung verzichten kann und besonders bevorzugt in Zug- und in Stoßeinrichtung unterschiedliche Federkräfte und Federhübe aufweist, um einen Lastwechsel mit einem Nulldurchgang in einer Feder zu vermeiden. Die Zug- und Stoßeinrichtung soll dabei robust gestaltet sein und auch bei einem Ausfall des hydraulischen Dämpfers noch ausreichende Federeigenschaften in Zugrichtung und Stoßrichtung aufweisen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, mit den Merkmalen von Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung und geben eine erfindungsgemäße Zugkupplung an. Eine erfindungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, wobei die Zugkupplung insbesondere als Mittelpufferkupplung ausgeführt ist, weist einen ersten Anschluss für einen Kupplungsschaft auf, wobei der erste Anschluss ausgeführt ist, um Zugkräfte und Druckkräfte zu übertragen. Ferner ist ein zweiter Anschluss zur Befestigung der Zug- und Stoßeinrichtung an einer Fahrzeugstruktur vorgesehen, wobei auch der zweite Anschluss ausgeführt ist, um Zugkräfte und Druckkräfte zu übertragen. Der zweite Anschluss ist in einer Axialrichtung entfernt von dem ersten Anschluss positioniert.
Es ist ferner eine Federeinrichtung vorgesehen, die Zugkräfte und Druckkräfte zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss überträgt. Die Federeinrichtung umfasst einen hydraulischen Dämpfer, der in der Axialrichtung insbesondere zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss positioniert ist und/oder vorteilhaft einen der beiden Anschlüsse ausbildet. Der hydraulische Dämpfer weist einen in der Axialrichtung verschiebbaren Kolben und eine an diesem Kolben angeschlossene, sich in der Axialrichtung erstreckende Kolbenstange auf.
Erfindungsgemäß weist die Federeinrichtung ferner zwei nebeneinander auf der Kolbenstange positionierte einzelne Druckfedern auf. Die beiden Druckfedern, wobei auch mehr als zwei Druckfedern vorgesehen sein können, sind in der Druckrichtung der Federeinrichtung, das heißt in Richtung von auf die Federeinrichtung wirkenden Druckkräften, im Kraftfluss parallel zu dem hydraulischen Dämpfer und in Reihe zueinander angeordnet. Ferner stützen sich die beiden einzelnen Druckfedern in der Axialrichtung gegeneinander ab, wobei bevorzugt zwischen den beiden Druckfedern eine Platte, vorliegend Zwischenplatte genannt, angeordnet sein kann, über welche sich die beiden Federn in der Druckrichtung gegeneinander abstützten.
Durch Anordnung der beiden Druckfedern auf der Kolbenstange des hydraulischen Dämpfers und durch Parallelschaltung der Druckfedern mit dem hydraulischen Dämpfer beim Abfangen beziehungsweise Dämpfen von Druckstößen kann zum einen eine in der Axialrichtung sehr kompakte Ausführungsform der Zug- und Stoßeinrichtung erzielt werden, wobei die Zug- und Stoßeinrichtung zudem selbst bei Ausfall des hydraulischen Dämpfers einen großen Federhub zur Verfügung stellt, der ein sicheres Abfedern von Druckstößen gewährleistet. Die Anordnung von zwei hintereinander auf der Kolbenstange vorgesehenen Druckfedern stellt auch bei quasi statischen Druckkräften eine ausreichende Dämpfung von Druckstößen zur Verfügung.
Ein weiterer Vorteil durch die Anordnung der beiden einzelnen Druckfedern auf der Kolbenstange des hydraulischen Dämpfers ist die Hubbegrenzung und damit ein Überlastschutz der beiden einzelnen Druckfedern durch eine Blockade bei Erreichen des maximalen Hubs der Druckfedern
Der hydraulische Dämpfer ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Verdrängungsdämpfer ausgeführt und kann beispielsweise ein Dämpfungsfluid beim Einfedern der Kolbenstange über wenigstens eine Drosselstelle verdrängen, wodurch eine entsprechende Bremswirkung auf die Kolbenstange ausgeübt wird. Beispielsweise kann der Kolben wenigstens eine solche Drosselstelle aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Drosselstelle auch in einem anderen Bauteil des Dämpfers vorgesehen sein.
Bevorzugt weist der hydraulische Dämpfer zwei über die wenigstens eine Drosselstelle fluidleitend miteinander verbundene Dämpfungskammern auf, die der Kolben voneinander trennt. Dadurch kann beim Einfahren der Kolbenstange und durch Verschieben des Kolbens die erste Dämpfungskammer im Volumen reduziert werden und die zweite Dämpfungskammer im Volumen vergrößert werden, wobei gleichzeitig das Fluid aus der ersten Dämpfungskammer über die wenigstens eine Drosselstelle in die zweite Dämpfungskammer strömt. Es können Maßnahmen vorgesehen sein, die beim Ausfahren der Kolbenstange und damit beim Vergrößern der ersten Dämpfungskammer und Verkleinern der zweiten Dämpfungskammer eine Dämpfung im Wesentlichen vermeiden, beispielsweise indem an der zweiten Dämpfungskammer eine zusätzliche fluidleitende Verbindung mit einem Ausgleichsraum vorgesehen ist, sodass das Fluid beim Ausfahren der Kolbenstange wenigstens teilweise in den Ausgleichsraum verdrängt werden kann. Der hydraulische Dämpfer wirkt in einem solchen Fall nur bei auf die Federeinrichtung aufgebrachten Druckkräften, wohingegen er bei auf die Federeinrichtung aufgebrachten Zugkräften bezüglich einer Dämpfung im Wesentlichen unwirksam ist.
Bevorzugt weist der hydraulische Dämpfer ein Dämpfergehäuse auf, aus welchem die Kolbenstange herausragt und in welches die Kolbenstange mehr oder minder einschiebbar ist, wobei die beiden Druckfedern außerhalb des Dämpfergehäuses in Axialrichtung neben diesem positioniert sind. Vorteilhaft erfolgt nur das Einschieben der Kolbenstange gedämpft. Prinzipiell wäre jedoch auch nur ein gedämpftes Ausfahren der Kolbenstange möglich, oder eine Dämpfung beim Ein- und Ausfahren der Kolbenstange. Das Dämpfergehäuse selbst kann frei von Druckfedern und/oder sonstigen Federelementen sein, sodass eine Rückstellung des Kolbens beziehungsweise der Kolbenstange bevorzugt durch wenigstens eine der beiden einzelnen Druckfedern auf der Kolbenstange bewirkt wird.
Um ein Schwingverhalten bei Lastwechseln zu reduzieren können die beiden Druckfedern derart in der Federeinrichtung integriert sein, dass eine erste Druckfeder der beiden einzelnen Druckfedern durch Zugkräfte und Druckkräfte auf die Federeinrichtung komprimiert wird, wohingegen die zweite der beiden einzelnen Druckfedern nur durch Druckkräfte auf die Federeinrichtung komprimiert wird und bei Zugkräften keinen Beitrag zur Federdämpfung liefert und/oder nicht im Kraftfluss angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen den beiden Druckfedern eine Zwischenplatte angeordnet, die zugfest am ersten Anschluss angeschlossen ist und voneinander abgewandte Anlageflächen für die beiden Druckfedern aufweist. Damit kann erreicht werden, dass beide Federn in der Druckrichtung auf die Federeinrichtung gemeinsam wirken und nur eine Druckfeder bei Zugbeanspruchung der Federeinrichtung wirkt. Besonders bevorzugt ist ein Gehäuse vorgesehen, das die beiden Druckfedern und insbesondere auch die Zwischenplatte aufnimmt. Das Gehäuse kann zum Beispiel einen Obergurt und einen Untergurt aufweisen, die geeignet miteinander verbunden sind, beispielsweise über Seitenplatten, insbesondere jeweils in Form einer Blechplatte. Das Gehäuse bildet den ersten Anschluss aus, insbesondere in Form einer Aufnahme für einen Kupplungsschaftbolzen, und nimmt eine in der Axialrichtung verschiebbare erste Druckplatte auf, wobei die erste Druckplatte eine erste Anlagefläche für die ersten der beiden Druckfedern und insbesondere für die Kolbenstange umfasst, um eine Druckkraft über diese erste Anlagefläche zu übertragen. Insbesondere wird die erste Druckplatte mit einer Linearführung im Gehäuse geführt.
Die Zwischenplatte kann ortsfest im Gehäuse angeordnet sein, um über das Gehäuse Zugkräfte auf die Zwischenplatte übertragen zu können.
Eine erfindungsgemäße Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, weist einen Kupplungsschaft auf, der um eine Vertikalachse verschwenkbar ist, sowie eine Zug- und Stoßeinrichtung der hier dargestellten Art. Der erste Anschluss wird durch eine Aufnahme für den Kupplungsschaftbolzen oder auch durch den Kupplungsschaftbolzen selbst gebildet, mit welchem der Kupplungsschaft verschwenkbar an der Zug- und Stoßeinrichtung angeschlossen ist. Bevorzugt weist der Kupplungsschaft an seinem freien Ende eine zumindest im Wesentlichen ebene Anlagefläche auf und eine zweite Anlagefläche der ersten Druckplatte liegt frei an der Anlagefläche des Kupplungsschafts an, wenn die erste Druckplatte durch die Federeinrichtung mit einer Druckkraft beaufschlagt wird.
Die Anlage der ersten Druckplatte an der Anlagefläche des Kupplungsschafts ist bevorzugt verkippbar, sodass die erste Druckplatte relativ zum Kupplungsschaft verdrehbar ist. Beispielsweise ist der Kupplungsschaft um den Kupplungsschaftbolzen relativ gegenüber der ersten Druckplatte verdrehbar. Dadurch, dass zwei zumindest im Wesentlichen ebene Anlageflächen der ersten Druckplatte und des Kupplungsschafts in Druckrichtung aneinander anliegen, vorgespannt durch die Federeinrichtung, verkippen die beiden zumindest im Wesentlichen ebenen Anlageflächen beim Auslenken des Kupplungsschafts aus seiner Mittellage relativ zueinander, wodurch sich ein Rückstellmoment ergibt, das im Sinne einer Rückstellung des Kupplungsschaft in seine Mittenlage, das heißt in die vollständig axial ausgerichtete Position, wirkt. Das druckbeaufschlagte, jedoch freie Anliegen der beiden zumindest im Wesentlichen ebenen Flächen und die Möglichkeit des Verkippens der beiden zumindest im Wesentlichen ebenen Flächen relativ zueinander stellt somit eine in die Zug- und Stoßeinrichtung integrierte Mittenrückstellung dar.
Die erfindungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung kann bevorzugt mit jeweils nur einem Anschlag in Zug- und Druckrichtung an einem Fahrzeuguntergestell anliegen. Der Einbau der Zug- und Stoßeinrichtung zwischen den beiden Anschlägen ist bevorzugt spielfrei. Nach einer Montage der Zug- und Stoßeinrichtung in der Zugkupplung und zwischen den Anschlägen im Fahrzeuguntergestell können die beiden Druckfedern vorgespannt sein, um den spielfreien Einbau zu gewährleisten.
Die erfindungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung kann frei von Zugankern sein, das heißt von Schraubverbindungen, die sich in der Axialrichtung erstrecken und die durch die mit der Zug- und Stoßeinrichtung übertragenen Zugkräfte oder Druckkräfte belastet werden.
Die erfindungsgemäße Zug- und Stoßeinrichtung erlaubt große Federhübe, beispielsweise von mehr als 100 mm oder 130 mm oder von 150 mm oder mehr, auch bei kleinen Druckkräften. Dadurch kann bei geringer Beschleunigung ein hoher Energieverzehr in der Zug- und Stoßeinrichtung erreicht werden.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden. Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Zugkupplung mit einer erfindungsgemäßen Zug- und Stoßeinrichtung in einer schematischen dreidimensionalen Ansicht;
Figur 2 die Zugkupplung aus der Figur 1 in einer seitlichen Ansicht;
Figur 3 die Zugkupplung aus der Figur 1 in einer Draufsicht;
Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zugkupplung mit einer erfindungsgemäßen Zug- und Stoßeinrichtung;
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel für einen hydraulischen Dämpfer.
In der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zug- und Stoßeinrichtung in Form eines Langhubfederwerks in einer Zugkupplung gezeigt. Die Zugkupplung umfasst dabei einen Kupplungsschaft 3, der sich in seiner Mittenstellung entlang einer Axialrichtung der Zug- und Stoßeinrichtung erstreckt und um eine Vertikalachse 15 verschwenkbar ist, die mittig durch den Kupplungsschaftbolzen 14 verläuft, und die Zug- und Stoßeinrichtung, die einen ersten Anschluss 1 zur Übertragung von Zug- und Druckkräften aufweist, wobei der erste Anschluss 1 durch eine Aufnahme 13 für den Kupplungsschaftbolzen 14 in einem Gehäuse 12 oder den Kupplungsschaftbolzen 14 selbst gebildet wird.
Das Gehäuse 12 der Zug- und Stoßeinrichtung umfasst einen Obergurt 18 und einen Untergurt 19, die über Seitenteile, hier jeweils in Form einer am Obergurt 18 und Untergurt 19 angeschraubten Blechplatte 20, miteinander verbunden sind. Dadurch kann ein gewichtsoptimiertes Gehäuse 12 erreicht werden, das durch Blechbrennteile hergestellt sein kann. Das Gehäuse 12 weist eine Linearführung 11 für eine erste Druckplatte 7 auf, die in der Linearführung 11 entlang der Axialrichtung im Gehäuse 12 verschiebbar ist. Die erste Druckplatte 7 umfasst eine axial gerichtete Anlagefläche, die vorliegend als zweite Anlagefläche 7.2 bezeichnet wird. Mit dieser zweiten Anlagefläche 7.2, die zumindest im Wesentlichen eben ausgeführt ist, liegt die erste Druckplatte 7 frei und verkippbar an einer ebenfalls im Wesentlichen ebenen ausgeführten Anlagefläche 3.1 des Kupplungsschafts 3 an.
Eine erste Anlagefläche 7.1 der ersten Druckplatte 7 ist in der Axialrichtung vom Kupplungsschaft 3 weg gerichtet und wird durch die Kolbenstange 6.2 eines hydraulischen Dämpfers 6 und die erste Druckfeder 5.1 druckbeaufschlagt. Auf der der ersten Druckplatte 7 abgewandten axialen Seite liegt die erste Druckfeder
5.1 an einer Zwischenplatte 8 an, die ortsfest im Gehäuse 12 montiert ist. Auf der der ersten Druckfeder 5.1 abgewandten Seite liegt an der Zwischenplatte 8 eine zweite Druckfeder 5.2 an, die sich am Dämpfergehäuse 6.6 in der Axialrichtung abstützt.
Die erste Druckfeder 5.1 und die zweite Druckfeder 5.2 umschließen beide die Kolbenstange 6.2 des hydraulischen Dämpfers 6 und bilden gemeinsam mit dem hydraulischen Dämpfer 6 eine Federeinrichtung 4.
Beispielsweise sind die erste Druckfeder 5.1 und die zweite Druckfeder 5.2 als Polymerfeder ausgeführt. Der hydraulische Dämpfer 6 ist bevorzugt ein Verdrängungsdämpfer.
Die beiden Druckfedern 5.1 und 5.2 wirken parallel zum hydraulischen Dämpfer 6, wenn die Zug- und Stoßeinrichtung mit einer Druckkraft beaufschlagt wird. Dabei drückt die Anlagefläche 3.1 des Kupplungsschafts 3 auf die zweite Anlagefläche
7.2 der ersten Druckplatte 7, welche wiederum über die erste Anlagefläche 7.1 auf die erste Druckfeder 5.1 drückt, die wiederum über die Zwischenplatte 8 auf die zweite Druckfeder 5.2 drückt, die wiederum auf das Dämpfergehäuse 6.6 drückt, das sich über eine zentrale Krafteinleitungsplatte 10, die insbesondere ballig ausgeführt ist, an einem Fahrzeuganschlag 9 abstützt. Der Fahrzeuganschlag 9 ist insbesondere im Fahrzeuguntergestell vorgesehen. Gleichzeitig drückt die erste Druckplatte 7 auf die Kolbenstange 6.2 des hydraulischen Dämpfers 6, sodass die Kolbenstange 6.2 in das Dämpfergehäuse 6.6 eingeschoben wird.
Das Dämpfergehäuse 6.6 bildet einen zweiten Anschluss 2 der Zug- und Stoßeinrichtung.
Bei einer Zugbeanspruchung, das heißt beim Aufbringen von einer Zugkraft auf die Zug- und Stoßeinrichtung, zieht der Kupplungsschaft 3 über den Kupplungsschaftbolzen 14 am Gehäuse 12 und damit der Zwischenplatte 8, die eine Druckkraft auf die erste Druckfeder 5.1 in Richtung der ersten Druckplatte 7 ausübt und dabei die erste Druckplatte 7 gegen axiale Fahrzeuganschläge 17 im Fahrzeuguntergestell des Fahrzeugs, das den Kupplungsschaft 3 aufweist, drückt. Die Fahrzeugschnittstelle 16 ist in den Figuren gestrichelt dargestellt.
Damit wirkt in Zugrichtung nur die erste Druckfeder 5.1 , wohingegen die zweite Druckfeder 5.2 wirkungslos ist, ebenso wie der hydraulische Dämpfer 6.
Das Dämpfergehäuse 6.6 ist über eine Aussparung 21 oder einer vergleichbaren Schulter am Dämpfer zugfest am Gehäuse 12 abgestützt, sodass auch der hydraulische Dämpfer 6 vom Gehäuse 12 in Zugrichtung (links in den Figuren 2 und 3) in Flöhe der Vorspannung aus Feder 5.5 kraftbeaufschlagt wird und ein Entspannen der Feder 5.2 aus der Einbaulage verhindert.
Aufgrund dessen, dass die Druckfedern 5.1 , 5.2 und der hydraulische Dämpfer 6 in Druckrichtung parallel wirken, können quasistatische Bewegungen und langsame Bewegungen in Druckrichtung durch die Druckfedern 5.1, 5.2 absorbiert werden, wohingegen bei höheren Geschwindigkeiten in Druckrichtungen der hydraulische Dämpfer 6 durch seinen bevorzugt charakteristischen Kennlinienverlauf mit stark ansteigendem Kraftverlauf zu Beginn des Flubs und einem gleichbleibendem Kraftniveau zusammen mit dem progressiv ansteigenden Energieverzehr der Druckfedern 5.1, 5.2 den Kupplungsstoß abfängt. Die Kombination aus Dämpfer 6 und Druckfedern 5.1, 5.2, insbesondere Polymerdruckfedern, erlaubt es die Druckkräfte und Beschleunigungen deutlich zu reduzieren. In Zugrichtung hingegen wirkt ausschließlich die erste Druckfeder 5.1 , sodass Schwingungen durch Lastwechsel vermieden werden.
Der Kupplungsschaft 3 weist ein ausreichendes Axialspiel in seiner Bolzenaufnahme auf, beispielsweise durch Vorsehen eines Langlochs, sodass er mit ausreichendem Maße in das Gehäuse 12 eintauchen kann, um über die erste Druckplatte 7 die Druckfedern 5.1, 5.2 zu komprimieren und die Kolbenstange 6.2 des Dämpfers 6 einzuschieben. Der Kupplungsschaftbolzen 14 wird in Druckrichtung nicht belastet.
In der Figur 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, die bis auf die Gestaltung des Gehäuses 12 identisch zu der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 3 ist. Abweichend ist das Gehäuse 12 aus einem gegossenen oder geschmiedeten Obergurt 18 und Untergurt 19 zusammengefügt, die direkt miteinander verschraubt sind.
In der Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel für einen hydraulischen Dämpfer gezeigt, wie er in der Federeinrichtung 4 gemäß den Figuren 1 bis 3 oder bei anderen Gestaltungen gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Auf der Kolbenstange 6.2 sind wiederum die erste Druckfeder 5.1, die zweite Druckfeder 5.2 und die Zwischenplatte 8 verschiebbar angeordnet. Am vom Dämpfergehäuse 6.6 abgewandten freien Ende greift die hier nicht näher gezeigte erste Druckplatte 7 aus den Figuren 1 bis 4 an. Am Ende der Kolbenstange 6.2, das innerhalb des Dämpfergehäuses 6.6 positioniert ist, ist ein Kolben 6.1 angeschlossen, der eine erste Dämpfungskammer 6.4 von einer zweiten Dämpfungskammer 6.5 trennt. Da die Kolbenstange 6.2 im vollständig ausgefahrenen Zustand aus dem Dämpfergehäuse 6.6 gezeigt ist, geht das Volumen der zweiten Dämpfungskammer 6.5 in diesem Zustand gegen Null, wohingegen das Volumen der ersten Dämpfungskammer 6.4 maximal ist. Im Kolben 6.1 ist eine Drosselstelle 6.3 vorgesehen, hier in Form einer Bohrung, über welche die erste Dämpfungskammer 6.4 mit der zweiten Dämpfungskammer 6.5 fluidleitend verbunden ist, sodass beim Verschieben des Kolbens 6.1 zur Reduzierung des Volumens der ersten Dämpfungskammer 6.4 das Fluid aus der ersten Dämpfungskammer 6.4 über die Drosselstelle 6.3 in die zweite Dämpfungskammer 6.5 entweichen muss.
Im Dämpfergehäuse 6.6 ist ferner ein Ausgleichsraum 6.8 vorgesehen, der über eine strömungsleitende Verbindung 6.7 mit der zweiten Dämpfungskammer 6.5 verbunden ist. Dadurch kann beim Ausfahren der Kolbenstange 6.2 aus dem Dämpfergehäuse 6 Fluid aus der zweiten Dämpfungskammer 6.5 über die fluidleitende Verbindung 6.7 in den Ausgleichsraum 6.8 ausweichen, um eine Dämpfung zu vermeiden oder zumindest im Wesentlichen zu reduzieren.
Das Dämpfungsfluid ist bevorzugt Öl.
Bezugszeichenliste
1 erster Anschluss
2 zweiter Anschluss
3 Kupplungsschaft
3.1 Anlagefläche
4 Federeinrichtung
5.1 erste Druckfeder
5.2 zweite Druckfeder 6 hydraulischer Dämpfer
6.1 Kolben
6.2 Kolbenstange
6.3 Drosselstelle
6.4 Dämpfungskammer
6.5 Dämpfungskammer
6.6 Dämpfergehäuse
6.7 fluidleitende Verbindung
6.8 Ausgleichsraum
7 erste Druckplatte
7.1 erste Anlagefläche
7.2 zweite Anlagefläche
8 Zwischenplatte
9 Fahrzeuganschlag
10 zentrale Krafteinleitungsplatte 11 Linearführung 12 Gehäuse
13 Aufnahme
14 Kupplungsschaftbolzen
15 Vertikalachse
16 Fahrzeugschnittstelle
17 Fahrzeuganschlag
18 Obergurt Untergurt Blechplatte Aussparung

Claims

Patentansprüche
1. Zug- und Stoßeinrichtung für eine Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, mit einem ersten Zug- und Druckkräfte übertragenden Anschluss (1) für einen Kupplungsschaft (3); mit einem zweiten Zug- und Druckkräfte übertragenden Anschluss (2) zur Befestigung der Zug- und Stoßeinrichtung an einer Fahrzeugstruktur, wobei der zweite Anschluss (2) in einer Axialrichtung entfernt von dem ersten Anschluss (1) positioniert ist; mit einer Federeinrichtung (4), die Zugkräfte und Druckkräfte zwischen dem ersten Anschluss (1) und dem zweiten Anschluss (2) überträgt, wobei die Federeinrichtung (4) hydraulischen Dämpfer (6) umfasst, der einen in der Axialrichtung verschiebbaren Kolben (6.1) und eine an diesem angeschlossene, sich in der Axialrichtung erstreckende Kolbenstange (6.2) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (4) ferner zwei nebeneinander auf der Kolbenstange (6.2) positionierte einzelne Druckfedern (5.1, 5.2) umfasst, die in Druckrichtung der Federeinrichtung (4) im Kraftfluss parallel zu dem hydraulischen Dämpfer (6) und in Reihe zueinander, sich gegenseitig abstützend angeordnet sind.
2. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Dämpfer (6) als Verdrängungsdämpfer ausgeführt ist.
3. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (6) zwei über wenigstens eine Drosselstelle (6.3) fluidleitend miteinander verbundene Dämpfungskammern (6.4, 6.5) umfasst, die der Kolben (6.1) voneinander trennt.
4. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (6) ein Dämpfergehäuse (6.6) aufweist, aus welchem die Kolbenstange (6.2) herausragt und in welches die Kolbenstange (6.2) mehr oder minder einschiebbar ist, wobei die beiden einzelnen Druckfedern (5.1 , 5.2) außerhalb des Dämpfergehäuses (6.6) in Axialrichtung neben diesem positioniert sind.
5. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfergehäuse (6.6) frei von Druckfedern und/oder sonstigen Federelementen ist.
6. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der beiden Druckfedern (5.1, 5.2), insbesondere eine erste Druckfeder (5.1) der beiden einzelnen Druckfedern (5.1, 5.2), eine Rückstellkraft zum Ausfahren der Kolbenstange (6.2) aus dem Dämpfergehäuse (6.6) ausübt.
7. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Druckfeder (5) der beiden einzelnen Druckfedern (5.1 , 5.2) derart angeordnet ist, dass sie durch Zugkräfte und Druckkräfte auf die Federeinrichtung (4) komprimiert wird, und eine zweite Druckfeder (5.2) der beiden einzelnen Druckfedern (5.1, 5.2) derart angeordnet ist, dass sie nur durch Druckkräfte auf die Federeinrichtung (4) komprimiert wird.
8. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Dämpfer (6) nur bei auf die Federeinrichtung (4) aufgebrachten Druckkräften wirksam ist.
9. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Druckfedern (5.1, 5.2) eine Zwischenplatte (8) angeordnet ist, die zugfest am ersten Anschluss (1) angeschlossen ist und voneinander abgewandte Anlageflächen für die beiden Druckfedern (5.1, 5.2) aufweist.
10. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein die beiden Druckfedern (5.1, 5.2) und insbesondere die Zwischenplatte (8) aufnehmendes Gehäuse (12), insbesondere mit einem Obergurt (18) und einem Untergurt (19), vorgesehen ist, das den ersten Anschluss (1) ausbildet, insbesondere in Form einer Aufnahme (13) für einen Kupplungsschaftbolzen (14), und das eine in der Axialrichtung verschiebbare erste Druckplatte (7) aufnimmt und insbesondere in einer Linearführung (11) führt, wobei die erste Druckplatte (7) eine erste Anlagefläche (7.1) für eine erste Druckfeder (5.1) der beiden einzelnen Druckfedern (5.1, 5.2) und insbesondere für die Kolbenstange (6.1) umfasst, um eine Druckkraft zu übertragen.
11. Zug- und Stoßeinrichtung gemäß den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (8) ortsfest im Gehäuse (12) angeordnet ist.
12. Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, mit einem Kupplungsschaft (3), der um eine Vertikalachse (15) verschwenkbar ist, und mit einer Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei der erste Anschluss (1) durch eine Aufnahme (13) für einen Kupplungsschaftbolzen (14) oder den Kupplungsschaftbolzen (14) gebildet wird, mit welchem der Kupplungsschaft (3) verschwenkbar an der Zug- und Stoßeinrichtung angeschlossen ist.
13. Zugkupplung gemäß Anspruch 12 mit einer Zug- und Stoßeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsschaft (3) an seinem freien Ende eine zumindest im Wesentlichen ebene Anlagefläche (3.1) aufweist, wobei eine zweite Anlagefläche (7.2) der ersten Druckplatte (7) durch die Federeinrichtung (4) mit einer Druckkraft beaufschlagt frei an der Anlagefläche (3.1) des Kupplungsschafts (3) anliegt.
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